变频器应用技术教学教案.ppt

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1、第三节第三节第三节第三节 U U/f f控制与转矩补偿、转差补偿控制控制与转矩补偿、转差补偿控制控制与转矩补偿、转差补偿控制控制与转矩补偿、转差补偿控制教学内容教学内容教学内容教学内容 2-32-3U U/f f控制与转矩补偿、转差补偿控制；控制与转矩补偿、转差补偿控制；2-42-4矢量控制功能矢量控制功能 2-52-5运行控制与制动功能；运行控制与制动功能；2-62-6其他控制功能其他控制功能教学目的教学目的教学目的教学目的 1 1深刻理解转矩补偿、转差补偿、制动功能、瞬停再起功能的意深刻理解转矩补偿、转差补偿、制动功能、瞬停再起功能的意义及设置方法；义及设置方法；2 2了解变频器矢量控制功

2、能的实质，掌握设置矢量控制功能应符了解变频器矢量控制功能的实质，掌握设置矢量控制功能应符合的条件合的条件重点重点重点重点：转矩补偿、瞬停再起功能的意义；：转矩补偿、瞬停再起功能的意义；难点难点难点难点：矢量控制功能的实质。：矢量控制功能的实质。复习提问复习提问复习提问复习提问 1.1.控制变频器运行频率的方法有哪几种？控制变频器运行频率的方法有哪几种？2.2.加速曲线有几种？各适用于什么样的负载？加速曲线有几种？各适用于什么样的负载？3.3.设置回避频率、频率增益、频率偏置各有何作用？设置回避频率、频率增益、频率偏置各有何作用？第三节第三节第三节第三节 U U/f f控制与转矩补偿、转差补偿控

3、制控制与转矩补偿、转差补偿控制控制与转矩补偿、转差补偿控制控制与转矩补偿、转差补偿控制 交交流流异异步步电电动动机机是是按按照照额额定定电电压压、额额定定电电流流、额额定定频频率率进进行行设设计的，在任何频率下运行时不能过流，否则将引起磁饱和。计的，在任何频率下运行时不能过流，否则将引起磁饱和。一、一、一、一、U U/f f控制方式控制方式控制方式控制方式 U U/f f控控制制方方式式是是指指在在变变频频调调速速过过程程中中为为了了保保持持主主磁磁通通的的恒恒定定，而而使使U U/f f=常数的控制方式，这是变频器的基本控制方式。常数的控制方式，这是变频器的基本控制方式。二、转矩补偿功能二、

4、转矩补偿功能二、转矩补偿功能二、转矩补偿功能 转转矩矩补补偿偿：在在U U/f f控控制制方方式式下下，变变频频器器利利用用增增加加输输出出电电压压来来提提高高电电动机转矩的方法。动机转矩的方法。转转矩矩补补偿偿的的作作用用：输输出出频频率率较较低低时时，输输出出电电压压下下降降，定定子子绕绕组组电电流流减减小小，电电动动机机转转矩矩不不足足，提提高高变变频频器器的的输输出出电电压压即即可可补补偿偿转转矩矩不不足足；不不同同工工作作场场合合对对变变频频器器的的输输出出转转矩矩要要求求不不同同，需需要要转转矩矩补补偿偿。常用的补偿方法：常用的补偿方法：1 1在额定电压和基本频率下线性补偿在额定电

5、压和基本频率下线性补偿 起动电压从起动电压从0 0提升到最大值的提升到最大值的20%20%，通过步进的方法设置。，通过步进的方法设置。2 2在额定电压和基本频率下分段补偿在额定电压和基本频率下分段补偿 起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。正正补补偿偿：补补偿偿曲曲线线在在标标准准U U/f f曲曲线线的的上上方方，适适用用于于高高转转矩矩起起动动运行的场合。运行的场合。负负补补偿偿：补补偿偿曲曲线线在在标标准准U U/f f曲曲线线的的下下方方，适适用用于于低低转转矩矩起起动动运行的场合。运行的场合。使用时通过预置调用。使用时通过预置调用。3 3

6、平方率补偿平方率补偿 补偿曲线为抛物线，低频时在标准补偿曲线为抛物线，低频时在标准U U/f f曲线的下方，高频时在曲线的下方，高频时在标准标准U U/f f曲线的上方，多用于风机和泵类负载的补偿，达到节能曲线的上方，多用于风机和泵类负载的补偿，达到节能 运行的目的。通过步进的方法设置。运行的目的。通过步进的方法设置。三、电压自动调整功能（三、电压自动调整功能（三、电压自动调整功能（三、电压自动调整功能（AVRAVR）电电压压自自动动调调整整功功能能是是指指电电网网电电压压波波动动时时，为为了了保保持持电电动动机机的的转转矩矩不不变而自动调整变频器输出电压和频率的功能。变而自动调整变频器输出电

7、压和频率的功能。此功能可根据需要设置为此功能可根据需要设置为“有有”或或“无无”。四、节能运行控制功能四、节能运行控制功能四、节能运行控制功能四、节能运行控制功能 1 1节节能能运运行行控控制制功功能能是是指指变变频频器器将将检检测测到到的的电电动动机机运运行行状状态态与与变变频频器器中中储储存存的的标标准准电电动动机机的的参参数数进进行行比比较较，从从而而自自动动给给出出最佳工作电压的过程。最佳工作电压的过程。22变频器预置为节能运行时，必须满足的条件：变频器预置为节能运行时，必须满足的条件：(1)(1)变变频频器器中中已已储储存存有有标标准准电电动动机机参参数数，且且配配用用的的电电动动机

8、机与与标标准准电电动动机机参参数数相相吻吻合合。若若两两者者相相差差较较大大，必必须须根根据据实实际际电电动动机机的参数重新预置。的参数重新预置。(2)(2)变变频频器器节节能能运运行行时时，动动态态性性能能较较差差，因因此此多多用用于于转转矩矩较较稳定的负载中。稳定的负载中。(3)(3)节节能能运运行行只只能能用用于于U U/f f控控制制方方式式下下，不不能能用用于于矢矢量量控控制制方方式。式。3.3.节节能能运运行行的的预预置置方方法法：“有有”或或“无无”；有有的的还还需需预预置置搜搜索范围、搜索周期、搜索电压增量等参数。索范围、搜索周期、搜索电压增量等参数。五、转差补偿功能五、转差补

9、偿功能五、转差补偿功能五、转差补偿功能1 1转转差差补补偿偿：当当电电动动机机转转速速随随着着负负载载转转矩矩增增加加(降降低低)而而下下降降(升升高高)时时，变变频频器器的的输输出出频频率率自自动动升升高高(降降低低)，以补偿电动机转速变化的过程。以补偿电动机转速变化的过程。2 2转差补偿的目的：提高电动机的转速控制精度。转差补偿的目的：提高电动机的转速控制精度。3 3转差补偿的设定范围一般为转差补偿的设定范围一般为0 010Hz10Hz。第四节第四节第四节第四节 矢量控制功能矢量控制功能矢量控制功能矢量控制功能 矢矢量量控控制制功功能能是是变变频频器器的的一一种种高高性性能能的的控控制制方

10、方式式，其依据是直流电动机控制理论。其依据是直流电动机控制理论。一、他励直流电动机的调速一、他励直流电动机的调速一、他励直流电动机的调速一、他励直流电动机的调速1 1直流电动机的转矩表达式直流电动机的转矩表达式T T=C CT TIIa a2 2他励直流电动机调速的优点他励直流电动机调速的优点 对对于于他他励励电电动动机机来来说说，式式中中的的、I Ia a为为相相互互独独立立的的变变量量，分分别别由由励励磁磁绕绕组组、电电枢枢绕绕组组控控制制，电电动动机机的的转转矩矩(调调速速)控制方便，调速动、静态特性好，精度高。控制方便，调速动、静态特性好，精度高。3 3 3 3他励直流电动机调速的缺点

11、他励直流电动机调速的缺点直直流流电电动动机机结结构构复复杂杂、换换向向过过程程复复杂杂，且且电电动动机机的的容容量量、最最高高转转速速受受到到限限制制，换换向向器器和和电电刷刷装装置置的的事事故故率率较高，需要定期维护和更换，维护费用高。较高，需要定期维护和更换，维护费用高。二、变频调速的矢量控制功能二、变频调速的矢量控制功能二、变频调速的矢量控制功能二、变频调速的矢量控制功能 1 1三相异步电动机变频调速矢量控制功能的实质三相异步电动机变频调速矢量控制功能的实质 三相异步电动机的转矩表达式三相异步电动机的转矩表达式 T T=C CT T mmI I2 2coscos 2 2 式式中中的的 m

12、m、I I2 2、coscos 2 2都都影影响响转转矩矩T T，且且 mm与与I I2 2都都由由定定子子电电流流控控制制，两两者者既既不不正正交交也也不不独独立立，电电动动机机难难于于直直接接实实现现连连续续的的转转矩矩(调调速速)控制。控制。若若将将定定子子电电流流人人为为的的分分解解为为两两个个相相互互垂垂直直的的矢矢量量，并并解解释释为为励励磁磁电电流流和和转转子子电电流流，交交流流异异步步电电动动机机的的控控制制就就会会变变得得很很方方便便。因因此此，矢矢量量控控制制实实质质上上就就是是将将定定子子电电流流人人为为分分解解为为两两个个相相互互垂垂直直的的矢矢量量，再用他励直流电动机

13、的控制方式去控制交流异步电动机。再用他励直流电动机的控制方式去控制交流异步电动机。2 2变频调速矢量控制的大致过程变频调速矢量控制的大致过程 通通过过变变频频器器内内部部的的检检测测电电流流测测出出三三相相输输出出电电压压和和电电流流值值矢矢量量，通通过过变变换换电电路路得得到到两两个个相相互互垂垂直直的的电电流流信信号号，再再用用这这两两个个信信号号通通过过运运算算调调节节器器控控制制逆逆变变电电路路的的输输出出。整整个个过过程程全全部部在在变变频频器器内内完完成成，工程上称工程上称为为无无PGPG反反馈馈的矢量的矢量变频变频器。器。3 3变变频频器器矢矢量量控控制制功功能能的的设设置置 只

14、只设设置置“用用”或或“不用不用”即可。即可。4 4设置矢量控制功能时应符合的条件设置矢量控制功能时应符合的条件(1)(1)变频器只能连接一台电动机；变频器只能连接一台电动机；(2)(2)电电动动机机应应使使用用变变频频器器厂厂家家的的原原配配电电动动机机，若不是原配电动机，应先进行自整定操作；若不是原配电动机，应先进行自整定操作；(3)(3)所所配配备备电电动动机机的的容容量量比比应应配配备备电电动动机机的的容容量最多小一个等级；量最多小一个等级；(4)(4)变变频频器器与与电电动动机机之之间间的的电电缆缆长长度度应应不不大大于于50m50m。(5)(5)变频器与电动机之间接有电抗器时，应使

15、变频器与电动机之间接有电抗器时，应使用变频器的自整定功能改写数据。用变频器的自整定功能改写数据。第五节第五节第五节第五节 运行控制与制动功能运行控制与制动功能运行控制与制动功能运行控制与制动功能 一、正反转控制功能一、正反转控制功能一、正反转控制功能一、正反转控制功能 1 1交交流流异异步步电电动动机机的的转转向向与与交交流流电电的的相相序序有有关关，正正转转与与反反转转控控制制只是相对而言。只是相对而言。2 2正正反反转转控控制制方方法法：由由操操作作面面板板上上的的正正转转键键(FWDFWD)、反反转转键键(REVREV)控制；或由外端子控制；或由外端子FWDFWD端子、端子、REVREV

16、端子与端子与COMCOM端子的闭合控制。端子的闭合控制。二、点动控制（寸动控制）二、点动控制（寸动控制）二、点动控制（寸动控制）二、点动控制（寸动控制）1 1点点动动控控制制 点点一一下下按按键键或或按按钮钮，电电动动机机在在某某一一频频率率下下运运行行的的控控制方式。制方式。2 2点点动动控控制制功功能能的的设设定定 先先设设置置点点动动频频率率，每每次次点点动动时时电电动动机机都都在这个频率下运行。在这个频率下运行。三、制动控制三、制动控制三、制动控制三、制动控制 1 1制动控制功能制动控制功能 用于电动机运行过程中迅速停止或准确定位。用于电动机运行过程中迅速停止或准确定位。2 2制动控制

17、功能分类制动控制功能分类 起起动动后后发发电电制制动动：电电动动机机工工作作结结束束后后的的制制动动，一一般般采采用用直直流流制制动。需设置制动频率、制动时间、制动力等动。需设置制动频率、制动时间、制动力等 起起动动前前制制动动：在在电电动动机机起起动动时时转转速速不不为为零零的的情情况况下下对对电电动动机机进进行行的的制制动动，制制动动后后才才能能再再起起动动。一一般般采采用用直直流流制制动动，需需设设置置直直流流制动及制动时间。制动及制动时间。第六节第六节第六节第六节 其他控制功能其他控制功能其他控制功能其他控制功能 一、过载保护功能一、过载保护功能一、过载保护功能一、过载保护功能 1 1

18、对变频器自身的保护功能对变频器自身的保护功能 过过流流、过过压压、过过功功率率、断断电电、其其他他故故障障等等均均可可进进行行自自动动保保护护，并并发发出出报报警警信信号号，甚甚至至自自动动跳跳闸闸断断电电。变变频频器器在在出出现现过过载载及及故故障障时时，一一方方面面由由显显示示屏屏发发出出文文字字报报警警信信号号，一一方方面面由由接接点点开开关关输输出出报报警警信信号号；当当故故障障排排除除后后，要要由由专专用用的的复复位位控控制制指指令令复复位位，变变频频器方可重新工作。器方可重新工作。2 2对电动机的保护功能对电动机的保护功能(1)(1)电子热继电器电子热继电器 监视变频器的输出电流，

19、只能接一台电动机。监视变频器的输出电流，只能接一台电动机。(2)(2)应用时可以设置功能是否有效，再设置具体参数。应用时可以设置功能是否有效，再设置具体参数。二、瞬时停电再起动功能二、瞬时停电再起动功能二、瞬时停电再起动功能二、瞬时停电再起动功能 瞬瞬时时停停电电再再起起动动功功能能是是指指电电源源瞬瞬间间停停电电又又很很快快恢恢复复供供电电的的情情况况下下，变频器是继续停止输出，还是自动重起。变频器是继续停止输出，还是自动重起。(1)(1)瞬瞬时时停停电电后后不不起起动动 瞬瞬时时停停电电后后继继续续停停止止输输出出，并并发发出出报报警警信号。电源正常输入复位信号才会重新起动。信号。电源正常输入复位信号才会重新起动。(2)(2)瞬瞬时时停停电电后后再再起起动动 瞬瞬间间停停电电又又很很快快恢恢复复供供电电后后，变变频频器器自自动重起。动重起。