江森自控变频器VSD

1、 1主讲人：闫红彬2江森自控变频器江森自控变频器VSD2000/7000VSD2000/7000系列系列380V 1.5-110kwVSD2000系列高性能通用型变频器VSD7000系列高性能矢量控制变频器 3应用于电气传动系统应用于电气传动系统 4应用于电气传动系统应用于电气传动系统中间传动机构交流电源输入终端机械皮带轮齿轮箱执行机构调速装置 5电机转速公式电机转速公式 np电机极对数 s 电机转差率 f 电机输入频率)1(60sfnnp变极调速调压调速变频调速转子串电阻调速电磁调速 6变频控制变频控制变频调速调速范围广，效率高，安装方便，维护简单。各种特性均优于其

2、他调速方法；变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置变频器的英文标识为VSD, VFD, Converter, Inverter, Speed Drive等等，实际也称为VVVF：即Variable Voltage Variable Frequency,原因是在改变电源频率的同时，必须保证供电电压同时改变 低压(220V/380V)；中压(690V/1100V)；高压(2kV以上） 7变频器的优势变频器的优势 可控的无级调速，满足生产工艺 节能，提高生产效益 减少机械传动部件 控制电机启动电流 降低电力线路电压波动 对设备保护作

3、用 可控的加速与停车方式 提高生产线的自动化 8变频控制算法变频控制算法V/F控制简单实用，性能一般，使用最为广泛 只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定矢量控制性能优良，可以与直流调速媲美模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良电流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的转矩控制性能，实现高性能控制。好的转矩控制性能，实现高性能控制。直接转矩控制控制

4、精度高，动态响应快，但调速范围小不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量不是通过控制电流，磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量来控制。这种控制模式的运算处理更快，在负载转矩变化时，可以更加快来控制。这种控制模式的运算处理更快，在负载转矩变化时，可以更加快速的响应负载转矩的变化。速的响应负载转矩的变化。 9变频控制算法变频控制算法控制方式v/f=常数矢量控制直接转矩控制反馈装置开环闭环开环闭环开环闭环调速比1：101:251:1001:10001:1001:1000起动转矩5Hz，150%3Hz,150%1Hz,180%0Hz,150%1Hz,200%0Hz,1

5、80%静态精度% 0.40.60.150.250.20.010.10.01动态响应响应速度慢响应速度慢100ms60ms30ms小于10ms转矩控制不能不能能能能能适用场合风机，水泵类机械负载压力，流量，温度闭环系统所有应用场合转矩控制 伺服控制所有应用场合转矩控制 重载起动 伺服控制 10VSD2000VSD2000系列高性能通用变频器系列高性能通用变频器 11VSD2000VSD2000系列高性能通用变频器系列高性能通用变频器22kw及以下功率等级内置制动单元全系列共直流母线设计内置RS485，支持USS、Modbus、Profibus-DP*8路DI，采样周期可达1毫秒，可满足各类控制信

6、号输入2路AO，适应广泛；开闭延时均可设置5路继电器输出，极大简化了用户接线，开闭延时均可设置；3路AI，12位A/D转换，电压型电流型均可选，可正负输入2路AO，电压型电流型均可选1路PI和1路PO，便于级联同步控制、恒线速度控制 12VSD2000VSD2000系列高性能通用变频器系列高性能通用变频器 数字I/O扩展板，扫描时间2msVSL-3X2YVSL-5XVSL-5YVSL-5X6T 多种操作面板 标配的LED操作面板为VSD-PU70 具有给定量调节的LED操作面板VSD-PU03 具有参数复制功能的LED操作面板VSD-PU70E LCD型操作面板VSD-PU04可实现实时时钟控

7、制 13VSD2000VSD2000系列高性能通用变频器系列高性能通用变频器 集成多种控制算法 高性能V/F控制 自动转矩提升、滑差补偿、死区补偿 跟踪起动、失速防止等 多种供水模式 普通PI调节恒压供水、专用消防控制、根据容量排序控制 注水控制、清水池检测、污水池检测及污水泵控制、休眠 运行、定时换泵、水泵检修、分时段给定压力控制等 14VSD2000VSD2000系列高性能通用变频器系列高性能通用变频器 实用的多段速方式：编码选择 强大的过程PID功能 两套PID参数：可以根据运行频率、偏差进行参数过渡 多种修正模式：可以满足多种恒压供水、恒温控制、纺织、印染等控制要求 具有自由PID功能

8、，可以取代外部PID控制器。 可以用户自定义菜单：便于配套用户的使用 支持与出厂值不同的参数显示：便于方案比较、维修和调试 15VSD2000VSD2000系列高性能通用变频器系列高性能通用变频器随机PWM：可以减小电机的噪声瞬时停电再起动功能：保证用户自动化连续生产计时电度表功能：便于调整最佳节能方案载频自动调整：调整依据功率器件壳温、电流、母线电压、运行频率等过热保护：载频、电流、散热器温度、母线电压等 16一控多循环投切一控多循环投切 17循环投切恒压供水系统循环投切恒压供水系统无需扩展单元实现一控二循环投切恒压供水系统无需扩展单元实现一控二循环投切恒压供水系统加扩展单元最多可实现一控五

9、加扩展单元最多可实现一控五F8-01水泵配置及休眠选择出厂值00001设定范围个位： 变频循环投切泵的数量 15十位： 辅助运行泵的数量04百位：辅助泵起动方式0：直接起动 1：通过软起动器起动千位：休眠及休眠泵选择0：不选择休眠泵 1：休眠泵变频运行 2：休眠泵工频运行 3：主泵休眠运行万位：污水泵选择0：不控制排污泵 1：控制排污泵 18VSD7000VSD7000系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器 19VSD7000VSD7000系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器转子磁链定向无速度传感器矢量控制技术过载能力：150% 1min瞬时转矩输出：290%380V级1

10、5kW及以下功率等级内置制动单元全系列共直流母线设计 20VSD7000VSD7000系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器内置RS485，支持USS、Modbus、Profibus-DP*8路NPN、PNP可选的DI，接口灵活， 采样周期可达1毫秒2路NPN、PNP可选的DO，开闭延时均可设置2路继电器输出，极大简化了用户接线；开闭延时均可设置2路AI，12位A/D转换，电压型电流型均可选，可正负输入2路AO，电压型电流型均可选1路PI和1路PO，便于级联同步控制、恒线速度控制 21VSD7000VSD7000系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器 编码器控制板：支持NP

11、N、PNP、电压型、推挽式、 差分输出等各种编码器 数字I/O扩展板：VSL-3X2Y、 VSL-5X、VSL-5Y、 VSL-5X6T，扫描时间2ms，且与VSD2000通用 模拟输入扩展板：VSL-AI3 多种操作面板 标配的LED操作面板为VSD-PU70 具有给定量调节的LED操作面板VSD-PU03 具有参数复制功能的LED操作面板VSD-PU70E LCD型操作面板VSD-PU04 硬件输入缺相以及硬件接触器吸合检测 22VSD7000VSD7000系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器集成多种控制算法 有速度传感器矢量控制(FVC) 无速度传感器矢量控制(SVC) 高性

12、能开环V/F控制 高性能闭环V/F控制 V/F分离控制多模式PLC运行功能 用户可以设置多达8套PLC运行模式参数 可以通过端子选择模式 单一模式PLC可达48段 掉电时PLC状态可存储 23VSD7000VSD7000系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器实用的多段速方式：编码选择 直接选择叠加选择个数选择过程PID功能 两套PID参数： 可以根据运行频率进行参数过渡 多种修正模式：可以满足多种拉丝机、纺织、造纸、印 染行业等张力卷绕、同步控制的需求 内置PID功能，可以取代外部PID控制器。可以用户自定义菜单：便于配套用户的使用多模式PLC运行功能 24VSD7000VSD700

13、0系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器转矩控制功能：配合变频器内部的算术单元，可以实现低成本张力开环控制，起重提升机的负荷分配零伺服功能：可以实现零速位置锁定位置控制功能：高精度的定位控制，用于切纸机、舞台控制等自动节能运行：可使电机工作在最佳效率点高速增减计数器：可以实现位置同步控制、生产计数、计数停机、精确定位控制高速计米器：可以实现定长停机、长度指示，适合于纺织、线缆行业 25VSD7000VSD7000系列高性能矢量控制变频器系列高性能矢量控制变频器 纺织摆频功能：实现纺织卷绕的排线均匀 S曲线加减速功能：适合于生产线有平稳起停要求的场合 下垂机械特性控制：刚性（柔性）连接

14、负载的负荷平衡 随机PWM：可以减小电机噪声 可编程功能：具有比较器、逻辑单元、触发器、算术单元、滤波器、多路开关、定时器。可以实现故障自定义、运行控制逻辑，延时起停，卷径计算等诸多用户特殊需求 瞬时停电再起动功能：保证用户自动化连续生产 计时电度表功能：便于调整最佳节能方案 电机参数自动测量：可以实现精确的磁场定向控制 载频自动调整：调整依据功率器件温度、电流、母线电压、运行频率等 过热保护：载频、电流、散热器温度、母线电压等 26VSD2000/7000VSD2000/7000应用行业应用行业使用VSD2000的行业和设备使用VSD7000的行业和设备纺织绝大多数设备纺织有张力控制场合需使

15、用冶金辅助风机水泵、辊道、高炉卷扬冶金各种主轧线、飞剪石化用风机、泵、空压机电梯门机、起重行走电梯、起重提升建筑用风机水泵油田用风机、水泵、抽油机、空压机电厂风机水泵、传送带市政锅炉、污水处理部分拉丝机牵引拉丝机的收放卷凹版印刷水泥、陶瓷、玻璃生产线全线传送带矿山风机泵矿山提升机卷烟制丝卷烟成型包装低速造纸及配套风机水泵、制浆高速造纸、切纸机、复卷机 27变频器选型变频器选型变频器型式选择和容量选择，总体原则是可靠、满足工艺要求，尽可能的节省投资。变频器在选型前所需工作 了解电机参数（额定电压、额定电流、电机极对数、绝缘等级、电机功率等） 了解负载类型（恒转矩负载、恒功率负载、平方转矩负载）

16、28负载类型负载类型摩擦恒转矩l生产流水线l起重行走速度T负载转矩势能恒转矩l电梯l起重机提升恒功率速度越低，负载转矩越大l机床l开卷机/收卷机变转矩速度越低，负载转矩越小l风机水泵负载转矩大小于与转速无关 29变频器选型变频器选型按电压等级选择：变频器输出电压等级与驱动电机相符。 VSD2000与VSD7000输出电压均为3相380V级，适配380V的三相电机。按负载电流选择：选择变频器，变频器的额定电流应大于或等于电机的额定电流，特殊情况应将变频器功率档次放大一档。 对于一些负载经常变化的负载，应注意测量电动机的最大运行电流。在选择变频器的容量时，变频器的额定电流必须大于电动机的最大运行电

17、流。 变频器驱动潜水泵电动机时，因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大，所以选择变频器时，其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。 30变频器选型变频器选型按负载类型选择： 变转矩负载（离心式风机、水泵等）：只需变频器的容量等于电机容量即可。可选择VSD2000系列变频器、VSD7000系列变频器； 恒转矩负载（传送装置、搅拌机、柱塞泵、罗茨风机等）：变频器的容量大于电机容量。可选择VSD7000系列变频器； 恒功率负载（卷绕机、拉丝机、机床主轴等）：一般可选择通用型的、采用U/f控制方式的变频器（VSD2000系列）。但对于动态性能有较高要求的卷取机械，则必须采用具有矢量控制功能

18、的变频器（VSD7000系列）。 31变频器选型变频器选型功能选型：许多设备使用都需要一些特殊的功能，用变频器能非常方便的实现，在选型时要充分考虑。 恒压供水，VSD2000系列变频器内置恒压供水专用软件，无需扩展单元实现一控二循环投切恒压供水系统。 控制要求高而复杂的场合需使用矢量控制变频器（VSD7000系列）。矢量控制变频器设计时在控制性能和接口上与外界的配合较周全而方便 32变频器选型变频器选型对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。变频器降容数据按下列要求计算： 环境温度要求在-1040的范围内。如温度超过40时，

19、变频器应按每升高1降额2.5%使用，且必须加外部强制散热； 海拔高度超过1000m的地区，空气稀薄将造成变频器的散热效果变差，有必要降额使用，每超过100m，降额1%使用； 当设定的载波频率在出厂值以上时，每升高1kHz，变频器需降额5%使用。 33变频器选型变频器选型根据运行状态的不同选择容量和电流（1）变频器驱动一台电动机式中： ：变频器额定输出电流（A） ：电动机额定输入电流（A）（2）变频器驱动多台电机，且多台电机同时起动、同步调速、同时停止。变频器容量应比多台电动机容量之和大，并且只能选择V/F控制模式，不能用矢量控制模式，否则会造成电流分配不均匀。 MNI ) 1 . 105. 1

20、 (IINVNINVNIMNIMNI) 1 . 105. 1 (IINVN 34变频器选型变频器选型根据运行状态的不同选择容量和电流（3）变频器驱动多台电机，且其中一台电动机可能随时挂接到变频器输出上或随时退出运行 式中： ：随时挂接到变频器输出上的电动机的起动电流。 ：起动电流系数，与起动时变频器输出电压有关。如果电动机和负载的转动惯量很大，按上述公式初步选定变频器的容量后，还应进行适当的修正。MQMNkII) 1 . 105. 1 (IINVNMQIk 35变频器外围设备选型变频器外围设备选型为减低变频器对其它设备的干扰，和防止其他干扰源对变频器的干扰 ，需在其输入/输出端接入输入/输出电

21、抗器、滤波器等。对DCS系统、数字仪表是必要的。电抗器、滤波器一般由厂商按变频器功率配置，我们只需提出要求，由配套厂商生产。 36变频器外围设备选型变频器外围设备选型输入电抗器 增加了电源阻抗，降低了变频器产生的谐波分量，并能吸收浪涌电压和主电源电压的尖峰。抑制谐波，改善功率因数，限制电网电压突变和过电压引起的电流冲击,防止雷击。 为保证安全可靠运行，下列情况需安装输入电抗器：a) DCS、计算机控制系统，有数字仪表的系统。b) 电源容量为600KVA以上，而且变频器安装位置较近(10米以内)，选用较大电感量，4%阻抗的电抗器；c) 供电电源側安装了功率因数自动补偿装置； d) 与其他变流设备或变频器共用一个进线电源；e) 三相电源电压不平衡度大于3%。 37变频器外围设备选型变频器外围设备选型输出电抗器 变频器与电动机的连接电缆超过50米时选装输出电抗器。其作用为补偿长线分布电容的影响；并抑制变频器输出的谐波分量与电压脉冲的尖峰。 可降低电动机的噪声；降低输出的高次谐波产生的漏电流；减少电磁干扰；保护变频器开关器件；延长电机的绝缘寿命。 38变频器外围设备选型变频器外围设备选型直流电抗器 用于减少输入电流的高次谐波，提高功率因数。 电感量一般为变频器输入侧交流电抗器3%阻抗电感量的23倍，最少也要1.7倍。滤波器 用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传递，也可抑