各类负载中应用

1、变频器在各类负载中的应用恒转矩负载51带式输煤机的变频调速图51带式输煤机511负载的特点图52 恒转矩负载及其特性a）带式输煤机b）机械特性c）负荷工况1机械特性与负荷图2负荷工况属于连续变动负载，平均负荷率A=093转速范围nLmax365rmin； nLmin73rmin（n5）；4512变频器选型1变频器型号负载对拖动系统的要求图53 恒转矩负载对拖动系统的要求a）变频调速系统 b）对机械特性的要求 c）对动态响应的要求可选富士G11系列变频器。2变频器容量电动机可能短时间过载运行。变频器容量加大一挡。图54变频器容量的选择a）拖动系统b）电流曲线513主要功能的预置1频率给定的相关功

2、能（1）频率调节电路图55频率调节电路1转矩提升（2）相关功能的预置功能码功能含义数据码数据码含义F01频率设定9增减控制2，初始值上次设定值F02运行操作1由外部端子输入运行指令F03最高输出频率50HzF04基本频率50HzF05最高输出电压380VF15上限频率50 Hz根据负载的运行需要而定F16下限频率10 HzF23起动频率6 Hz因为是重载起动F24起动频率保持时间10 sF30FMA端子电压调整100%输出电压范围是010VF31FMA端子功能选择0测量输出频率E01X1端子功能选择6自保持控制（三线式控制）E02X2端子功能选择17增命令（UP）E03X3端子功能选择18减命

3、令（DOWN）2转矩提升功能图56富士变频器的转矩提升功能a）二次方律特性b）一次方律特性c）恒转矩特性功能码功能含义数据码数据码含义F09转矩提升116.0恒转矩特性，提升量是8%3加、减速时间图57加、减速时间的预置a）加速时间b）主电路接线c）减速时间功能码功能含义数据码数据码含义F07加速时间120加速时间为20秒F08减速时间120减速时间为20秒图58富士变频器的过载保护a）动作电流与输出频率的关系b）反时限曲线4保护功能的预置功能码功能含义数据码数据码含义F10电子热继电器11适用于通用电动机2适用于变频专用电动机F11动作电流设定值70%电动机的电流取用比F12发热时间常数5m

4、inIMIF150%时的动作时间F14瞬时停电再起动选择4从停电时的频率开始搜索H13瞬时停电等待时间10sH14瞬时停电后频率下降率5Hzs下降率太快容易再生过电压H15瞬时停电直流电压下限400V低于400V不能再起动H16停电后运行指令保持时间20s超过保持时间，不能再起动H04自动复位次数2跳闸后可自动复位2次H05自动复位间隔时间2 s52提升机的变频调速521重力负载及其特点 图59电动机的状态a）重物下降b）拖动系统的状态1重力负载的特点2重力负载的四象限运行图510 重物上升时的工作点a）重载上升b）工作点（1）重物上升 图511 空钩下降时的工作点a）空钩下降b）工作点（2）

5、空钩（包括轻载）下降图512 重载下降时的工作点a）重载下降b）工作点（3）重载下降 2变频器选型（1）型号具有四象限运行特点。采用无反馈矢量控制方式，选用三菱FR540A系列变频器。（2）容量PMN11 kW ；IMN24.6A选SN23.6 kVA（15 kW）；IN31A522变频调速特点1电动机和变频器接法图513电动机和变频器接法2功能预置功能码功能名称数据码数据码含义Pr.1上限频率50HzPr.2下限频率0HzPr.3基底频率50Hz即基本频率Pr.7加速时间5sPr.8减速时间5sPr.19基底频率电压380VPr.65再试选择3仅在过流或过压跳闸时允许重合闸Pr.67再试次数

6、2允许再试2次，即自动重合闸2次Pr.68再试等待时间1s3电动机参数的自测定（1）预置相关功能功能码功能名称数据码数据码含义Pr.80电动机容量11kW预置了这两个功能，就选择了矢量控制方式Pr.81电动机的磁极数6Pr.71适用电动机3非三菱标准电动机Pr.9电子过电流保护28APr.83电动机额定电压380VPr.84电动机额定频率50HzPr.95自动调整设定/状态1电动机不旋转自动测量（2）变频器通电变频器通电时，电磁制动器不通电，保持对电动机轴的抱紧状态。（3）变换模式变频器从编程模式切换成运行模式。（4）“起动”电动机如为面板操作，按FWD键或REV键；如为外接端子操作，则接通S

7、TF端子或STR端子。（5）自动测量完成上述运行状态维持约25s，至显示屏显示“3”或“103”时，自动测量结束。如为面板操作，接STOP键；如为外接端子操作，则断开STF端子或STR端子即可。523起升装置的防溜钩图514电磁制动器的接法a）工频运行时b）变频运行时1电磁制动器的接法2提升机变频控制电路图515提升机变频控制电路a）控制电路b）操作板3变频运行时防溜钩的方法图516变频器控制的防溜钩功能码功能名称数据码数据码含义Pr.60程序制动模式8程序制动模式有效，制动器无动作完成信号Pr.13启动频率1 Hz图中之fSPr.190RUN端子功能20电磁制动器通电指令Pr.278制动开启

8、频率3 Hz图中之fSDPr.279制动开启电流110%图中之IBS（110%电动机额定电流）Pr.280开启电流检测时间0.3s图中之tSC（发出制动器通电信号）Pr.281制动器松开完成时间0.3s图中之tSD（输出频率开始上升）Pr.282制动操作频率6 Hz图中之fBS（电磁制动器断电）Pr.283制动器抱紧完成时间0.3s图中之tBB（输出频率下降至0 Hz）3应急措施举例图517制动单元损坏后的应急措施（1）制动单元损坏后的应急措施（2）变频器跳闸时的防溜钩图518变频器跳闸时的应急措施a）应急措施示意图b）接触器电路恒功率酌情用高频图519卷绕机械示意图53卷绕机械的变频调速图5

9、20 恒功率负载及其特性a）卷径很小时b）卷径增大时c）卷径最大时531卷绕机械的特点1机械特性532卷绕机械变频调速的要害图521额频以下带卷绕机1主要矛盾2解决方法图522提高频率带卷绕机a）最高频率为100Hzb）最高频率为150Hzc）最高频率为180Hz533卷绕机械变频调速要点1实例某塑料薄膜卷绕机薄膜数据：Dmin0.1 m；Dmax1 m最大张力：Fmax200Nm电动机数据：3.0kW，960r/min，7.2A传动比：10电动机额定转矩：TMN29.8 Nm变频器选型森兰SB70系列：6.4kVA，9.7A，配用4 kW电动机2变频调速控制电路（闭环控制）图523卷绕的闭环

10、控制3功能预置功能码功能名称数据码数据码含义F002运行命令通道1外接端子控制F006最大频率150HzF007上限频率150HzF008下限频率0HzF009方向锁定1锁定正向F012控制模式0无PGV/F控制方式F100加速时间13sF101减速时间13sF200V/F曲线选择1线性F201转矩提升选择3手动提升自动提升F202手动提升幅值10%F203手动提升截止点30HzF210AVR功能2减速时无效F212基本频率50HzF213最大输出电压380VF700PID功能选择1选择过程PID控制F701给定通道选择1给定信号从AI1输入F702反馈通道选择1反馈信号从AI2输入F705比

11、例增益110F706积分时间120 sF717PID调节特性0正作用（负反馈）FA00电动机参数自整定22空载旋转自整定FA01电动机额定功率3kWFA02电动机极数6FA03电动机额定电流7.2AFA04电动机额定频率50HzFA05电动机额定转速960r/minFA06电动机额定电压380V电动机参数自整定方法：电动机和负载脱开，在运行模式下，按运行键。测量完成后自动停机。54车床的变频调速541车床的外形与特性1主要特点图524车床的外形与特性a）车床外形b）车床的机械特性2实例某意大利产SAG型精密车床，基本数据:如下：（1）主轴转速共分八档：75、120、200、300、500、80

12、0、1200、2000r/min； （2）电动机额定数据：2.2kW，5A，1420 r/min。（3）车床的计算转速：根据机械工程师提供的数据，计算转速为：nD300 r/min即：nL300 r/min为恒转矩区；nL500r/min为恒功率区。（4）各档转速下的负载转矩 负载的实际功率按2kW计算，则各档转速下负载转矩的计算结果如表621所示。表621 各档转速下的负载转矩档次12345678转速(r/min)7512020030050080012002000转矩(Nm)646464643824169.5（5）电动机额定转矩 nMN14.6Nm3拖动系统的折算为了便于在电动机的有效转矩和

13、负载的机械特性之间进行比较，把电动机轴上的转矩和转速都折算到负载轴上。折算公式如下：（1）转速的折算nMnL（2）转矩的折算TM TM542两挡传动比方案1低速挡的传动比（1）决定传动比50Hz（1420 r/min）与300 r/min对应L4.73取L5（2）低速挡的转速范围恒转矩转速范围：nL0300 r/min，对应fX050Hz；恒功率转速范围：nL300600 r/min，对应fX50100Hz。（3）转矩审核50Hz以下TMN TMN14.6573 Nm64 Nm50Hz以上当nL500 r/min时， fX83Hz时，电动机的有效转矩为：TMETMN14.68.8Nm折算到负载

14、轴上的转矩是：TME TME8.8544 Nm38 Nm2高速挡的传动比（1）决定传动比50Hz（1420 r/min）与1000 r/min对应H1.42取H1.5（2）高速挡的转速范围恒转矩转速范围：nL01000 r/min，对应fX050Hz；恒功率转速范围：nL10002000 r/min，对应fX50100Hz。（3）转矩审核50Hz以下电动机的有效转矩：TMEH TMN1.514.621.9 Nm略小于800 r/min时的负载转矩（24 Nm）50Hz以上当nL1200 r/min时， fX60Hz时，电动机的有效转矩为：TMETMN14.612.1Nm折算到负载轴上的转矩是：

15、TME TME12.11.518.15 Nm16 Nm当nL2000 r/min时， fmax100Hz时，电动机的有效转矩为：TMETMN14.67.3 Nm折算到负载轴上的转矩是：TME TME7.31.511 Nm9.5 Nm3各挡的转速和工作频率档次12345678负载转速(r/min)7512020030050080012002000传动比（）51.5电动机转速(r/min)375600100015002500120018003000工作频率（Hz）12.52033508340601003有效转矩线图525两挡传动比方案543变频调速的实施1变频器型号的选择金属切削机床在切削过程中要

16、求切削得十分均匀，故要求拖动系统具有很硬的机械特性，故以选用高性能变频器为宜。小型车床在车削螺纹时，通常由机械离合器从正转迅速地切换成反转，在切换过程中负荷在重载空载重载之间变化，因此，对拖动系统的动态响应能力要求较高。针对这一特点，选用具有直接转矩控制的ABB公司的ACS800系列变频器是比较有利的。由于最低工作频率并不很低，故可以采用无反馈方式。2变频器的容量车床在车削毛坯时，有可能发生过载，所以，变频器的容量应略大于电动机的容量。今选ACS8000100063型变频器，其额定电流是7.5A，与3 kW电动机适配。3变频调速控制电路图526车床的变频调速电路4变频器的功能预置功能码功能名称

17、功能含义数据码说明10.01EXT1 STRT/STP/DIR外接端子控制选择DI1由端子DI1控制起、停10.03DIRECTION旋转方向RORWARD固定为正转20.02MAXIMUN SPEED最高转速3000与100Hz对应20.03MAXIMUN CURRENT最大允许电流150%变频器额定电流的150%21.01START FUNCTION电动机起动方式AUTO最优自起动21.03STOP FUNCTION电动机停机方式RAMP按预置的减速时间停机22.01ACC/DEC SEL加、减速选择ACC/DEC 1加、减速时间122.02ACCEL TIME 1加速时间15s22.03

18、DECEL TIME 1减速时间15s31.01NUMBER OF TRIALS自动重合闸次数231.02TRIAL TIME等待时间30s不能超过30s31.02DELAY TIME间隔时间1s重合闸间隔时间99.02APPLICATION MACRO选择应用宏FACTORY选择工厂宏99.04MOTOR CTRL MODE选择控制模式DTC直接转矩控制99.05MOTOR NOM VOLTAGE电动机额定电压380V99.06MOTOR NOM CURRENT电动机额定电压5A99.07MOTOR NOM FREQ电动机额定频率50Hz99.08MOTOR NOM SPEED电动机额定转速

19、1420r/min99.09MOTOR NOM POWER电动机额定功率2.2kW99.10MOTOR RUN MODE自动测量方式选择STANDARD标准运行方式12.01DI13,4,5,6DI13DI16功能选择1多挡转速端子有效12.02CONST SPEED 1第1挡转速375 r/min12.03CONST SPEED 2第2挡转速600 r/min12.04CONST SPEED 3第3挡转速1000 r/min12.05CONST SPEED 4第4挡转速1500 r/min12.06CONST SPEED 5第5挡转速2500 r/min12.07CONST SPEED 6第

20、6挡转速1200 r/min12.08CONST SPEED 7第7挡转速1800 r/min12.09CONST SPEED 8第8挡转速3000 r/min5电动机参数的自动测量（1）电动机和负载脱开（2）电动机应为正方向旋转（3）电动机的转速约为额定转速的50%80%（4）时间约1min55风机的变频调速551风机的机械特性1转矩特点 图527二次方律负载及其特性LTL22功率特点 PLPL3严格地讲，转矩表达式应为：L0TL2功率表达式为：PL0PL3 552实例1鼓风机实例某加热炉鼓风机：55kW、1480r/min、102.5A。工频运行时的实际工作电流是96A。2变频器选型（1）

21、变频器的型号对于风机和水泵用变频器，应优先考虑价格。今选康沃CVFP3系列变频器。（2）变频器的容量鼓风机一般不会过载，故变频器的容量与电动机相同即可。今选：康沃CVFP34T0550型变频器，其额定数据是：73.7kVA、112A、配用55kW电动机。3变频调速方案图528鼓风机的变频调速4基本功能预置功能码功能含义数据码数据码含义b1频率输入通道选择5频率递增递减端子控制b3运行指令通道选择1外部端子控制， STOP键无效b5电动机额定电压380额定电压为380Vb6电动机额定频率50额定频率为50Hzb10AM端子输出设定0AM端子测量输出频率b12AM端子输出增益1.00满刻度对应额定

22、频率L3上限频率45上限频率为45HzL63X1端子功能选择17三线式控制L64X2端子功能选择11频率递增（UP）L65X3端子功能选择12频率递减（DOWN）图529康沃的转矩提升功能a）风机机械特性b）Uf线的类型c）转矩提升量5转矩提升功能的预置功能码功能名称数据码数据码含义L0Uf线类型选择2选图530 a）中的曲线L1转矩提升5%提升量为额定电压的5%L2转矩提升方式0手动提升6加、减速功能的预置功能码功能名称数据码数据码含义b7加速时间140加速时间为40sb8减速时间180减速时间为80sb9加、减速方式0直线方式L6起动方式1先制动再起动，保证零速起动L9起动时直流制动电压8

23、%为额定电压的8%L10起动时直流制动时间0.5直流制动时间为0.5s7保护功能的预置电流取用比IM%100%91.5%功能码功能名称数据码数据码含义H1过载、过热保护方式1自动降低输出频率，限流运行H2过载保护系数91.5%电流取用比H4停电再起动设置1瞬时停电后可自行再起动H5再起动等待时间10s允许停电的最长时间H6故障自恢复次数2最多2次H7自恢复间隔时间2 s跳闸2 s后开始自动重合闸56水泵的变频调速561大楼的恒压供水1实例某大楼的供水系统：实际扬程HA30m，要求供水压力保持在0.5MPa，压力变送器的量程是01 MPa。采用一主二辅供水系统。主泵电动机：22kW、42.5A、

24、1470r/min，由变频器控制。配用变频器：配用西门子MM430系列变频器，29kVA（适配电动机为22kW），45A。辅泵电动机：5.5kW、11.6A、1440r/min，直接接到工频电源上。图531一主二辅供水系统2供水系统的构成562功能预置1基本功能的预置功能码功能名称数据码数据码含义P0210供电电压380VP0290变频器过载时的措施0降低频率，防止跳闸P1080最低频率30根据静扬程进行预置P1082最高频率50上限频率为50HzP1120斜坡上升时间20sP1121斜坡下降时间20s2转矩提升功能的预置（1）西门子变频器的Uf线设置图532西门子变频器的Uf线a）Uf线的类

25、型b）恒转矩Uf线c）二次方律Uf线（2）相关功能预置功能码功能名称数据码数据码含义P1300变频器的控制方式2二次方律转矩提升方式P1312起始提升10%提升量为额定电流的10%3保护功能的预置图533西门子变频器的重合闸功能a）重合闸的过程b）自动搜索过程（1）重合闸功能（2）相关功能预置功能码功能名称数据码数据码含义P0640电动机过载因子95%即电流取用比P1200捕捉再启动1从给定频率开始搜索P1202捕捉再启动电流110%小于110%IMN即捕捉成功P1203捕捉再启动搜索速率100%每ms改变转差频率的2%P1210自动再启动5故障后重合闸P1211再启动重试的次数3允许重合闸3次P1212第一次启动的时间10 s第一次重合闸的等待时间转差频率fS的计算：fS563恒压供水的过程控制1通道选择与信号范围图534恒压供水系统的接线（1）接线图（2）目标信号的确定压力变送器的量程为01 MPa，而要求的供水压力是0.5MPa目标信号应为50%。（3）相关功能功能码功能名称数据码数据码含义P2200允许PID控制投入1PID功能有效P2253PID设定值信号源755目标信号从AIN1端输入P2264PID反馈信号755反馈信号从AIN2端输入P2266反馈信号的上限值60%与上限压力对应（0.