变频器基础100问.ppt

《变频器基础100问.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变频器基础100问.ppt（100页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2022/12/20致远控制1变频器100问主讲人：刘国强常州市致远通用控制技术有限公司2022/12/20致远控制2变频调速技术是怎样发展起来的？l变频可以调速这个概念，可以说是交流电动机变频可以调速这个概念，可以说是交流电动机“与生俱来与生俱来”的。同步电动机不消说，即使是异的。同步电动机不消说，即使是异步电动机，其转速也是取决于同步转速步电动机，其转速也是取决于同步转速(即旋转磁场的转速即旋转磁场的转速)的的n=n1(1-S)(1-1)式中：式中：n电动机的转速，电动机的转速，m/minn1电动机的同步转速，电动机的同步转速，r/minS电动机的转差率电动机的转差率而同步转速则主要取决于

2、频率而同步转速则主要取决于频率n1=60f/p(1-2)式中：式中：f频率，频率，Hzp磁极对数磁极对数l所以说，交流电动机从诞生之日起，就已经知道改变频率可以调节转速了。但当时，还不具备所以说，交流电动机从诞生之日起，就已经知道改变频率可以调节转速了。但当时，还不具备改变频率的手段。改变频率的手段。l闸流管的问世，使变频调速的梦想出现了能够实现的希望。但那设备的庞大与昂贵，使它无法闸流管的问世，使变频调速的梦想出现了能够实现的希望。但那设备的庞大与昂贵，使它无法进入实用的阶段。进入实用的阶段。l直到直到20世纪的世纪的60年代，随着晶闸管的出现及其应用技术的迅速发展，变频调速开始进入实用的年

3、代，随着晶闸管的出现及其应用技术的迅速发展，变频调速开始进入实用的阶段。但由于许多技术问题解决得还不够完善，调速系统的性能指标难以和直流电机相匹敌，阶段。但由于许多技术问题解决得还不够完善，调速系统的性能指标难以和直流电机相匹敌，因而未能达到推广应用的阶段。因而未能达到推广应用的阶段。l70年代末期以来，一方面，矢量控制理论的提出和实施，使变频调速系统的性能指标达到了与年代末期以来，一方面，矢量控制理论的提出和实施，使变频调速系统的性能指标达到了与直流电机调速系统十分接近的地步；另一方面，电力电子器件的飞速发展，也使直流电机调速系统十分接近的地步；另一方面，电力电子器件的飞速发展，也使SPWM

4、调制技调制技术日臻完善，变频调速器的体积越做越小，价格也达到了用户能够接受的程度。变频调速这才术日臻完善，变频调速器的体积越做越小，价格也达到了用户能够接受的程度。变频调速这才进入了普及应用的阶段。进入了普及应用的阶段。2022/12/20致远控制3变频调速为什么常缩写成变频调速为什么常缩写成变频调速为什么常缩写成变频调速为什么常缩写成VVVFVVVF？lVVVF的全称是的全称是VariableVoltageVariableFrequency，意思是，意思是“变压变频变压变频”。l原来，在交流异步电动机内，外加的电源电压主要和绕组的反电势相平衡，而绕原来，在交流异步电动机内，外加的电源电压主要

5、和绕组的反电势相平衡，而绕组的反电势则与电流的频率和每极下的磁通量有关：组的反电势则与电流的频率和每极下的磁通量有关：lUE=4.44W1ff f=Keff fl可见，磁通量的大小与电压和频率的比值有关：可见，磁通量的大小与电压和频率的比值有关：lf fU/Kef=KeU/fl式中：式中：U电源相电压电源相电压lE1每相定子绕组的反电势每相定子绕组的反电势lW1每相定子绕组的匝数每相定子绕组的匝数lf f每个磁极下的磁通量每个磁极下的磁通量lKe、Ke常数常数l式式(1-4)表明：当频率下降时，如果电压不变，则磁通量将增加，引起电机铁心的表明：当频率下降时，如果电压不变，则磁通量将增加，引起电

6、机铁心的饱和。这当然是不允许的。因此，为了保持电机内的磁通量基本不变，在改变频饱和。这当然是不允许的。因此，为了保持电机内的磁通量基本不变，在改变频率的同时，也必须改变电压。率的同时，也必须改变电压。2022/12/20致远控制4交交交交直直直直交是什么意思？交是什么意思？交是什么意思？交是什么意思？l变频装置有两大类：一类是由工业频率直接转接成可变频率的，称为变频装置有两大类：一类是由工业频率直接转接成可变频率的，称为“交交交变频交变频”。另一类就是。另一类就是“交交直直交变频交变频”，意思是：先把工业频，意思是：先把工业频率的交流整流成直流，再把直流率的交流整流成直流，再把直流“逆变逆变”

7、成频率可变的交流。成频率可变的交流。交交直直交的电路结构交的电路结构。2022/12/20致远控制5电压型的主要特点是什么？电压型的主要特点是什么？电压型的主要特点是什么？电压型的主要特点是什么？l交交直直交变频装置按直流部分贮能方式的不同分为：交变频装置按直流部分贮能方式的不同分为：l(1)电压型电压型l贮能元件为滤波电容贮能元件为滤波电容C，如图，如图1-2a所示。其工作特点是电压基本不变。所示。其工作特点是电压基本不变。图图1-2电压型和电流型电压型和电流型(2)电流型电流型贮能元件为电抗器贮能元件为电抗器l，如图，如图1-2b所示。其工作特点是电流基本不变。所示。其工作特点是电流基本不

8、变。2022/12/20致远控制6SPWMSPWM代表什么？代表什么？代表什么？代表什么？lSPWM的全称是的全称是SinePulseWidthModulation，意思是正，意思是正弦脉冲宽度调制。这是实现改变频率的同时也改变电压的弦脉冲宽度调制。这是实现改变频率的同时也改变电压的一种调制方式。一种调制方式。l变压变频的基本方式有两种：变压变频的基本方式有两种：l(1)在改变频率的同时也改变幅值，称为脉幅调制，简写为在改变频率的同时也改变幅值，称为脉幅调制，简写为PAM，如图，如图1-3a所所示。示。l(2)在改变频率时，脉冲的幅值不变，而通过改变脉冲的占空比来改变其平均在改变频率时，脉冲的

9、幅值不变，而通过改变脉冲的占空比来改变其平均电压，称为脉宽调制，简写为电压，称为脉宽调制，简写为PWM。lSPWM的特点是：脉冲序列中的脉冲宽度和脉冲间的间隔的特点是：脉冲序列中的脉冲宽度和脉冲间的间隔宽度是按正弦规律安排的。宽度是按正弦规律安排的。2022/12/20致远控制7SPWMSPWM代表什么？代表什么？代表什么？代表什么？脉幅调制和脉宽调制脉幅调制和脉宽调制lT/2T/22022/12/20致远控制8SPWMSPWM代表什么？代表什么？代表什么？代表什么？SPWMSPWM的波形变频器的主电器的波形变频器的主电器的波形变频器的主电器的波形变频器的主电器 lMUDAk1k2k3k4BC

10、D2022/12/20致远控制9SPWMSPWM代表什么代表什么代表什么代表什么?脉幅调制和脉宽调制脉幅调制和脉宽调制Um T Um T tuut(a)T T(b)2022/12/20致远控制10直流是怎样直流是怎样“逆变逆变”成交流的？成交流的？l如图如图1-5，K1K4是开关器件，是开关器件，M是负载，是负载，A、B间通以直流电压间通以直流电压UD。先令。先令K1|K4闭合，闭合，K2、K3断开。则电流的路径如实线空心箭断开。则电流的路径如实线空心箭头所示，头所示，C、D间的电压为间的电压为C“+”、D“-”。再令。再令K1、K4断开，断开，K2、K3闭合，则电流的路径如虚线实心箭头所示，

11、闭合，则电流的路径如虚线实心箭头所示，C、D间的电压为间的电压为C“-”、D“+”。l如使上述两种状态不停地交替工作，则负载如使上述两种状态不停地交替工作，则负载M上所得到的便是交上所得到的便是交流电压了。流电压了。l用六个开关器件，使它们按三相间互差三分之一周期的规律交替用六个开关器件，使它们按三相间互差三分之一周期的规律交替工作，就可将直流电工作，就可将直流电“逆变逆变”成三相交流电了成三相交流电了2022/12/20致远控制11l常用的开关器件有哪些？l目前，在中、小型变频调速器中用得最多的是功率晶体管，为了提高放大倍数，常做成达林顿管，如图1-7a所示，一般电路图中仍画成单管，如图1-

12、7b所示，代表符号是CTR或BTR。lllllllllll图1-7功力晶体管ll容量较大的变频调速器中则常用可关断晶闸管，其代表符号是GTO，图形符号如图1-8所示。l已经进入实用阶段的最新器件有：绝缘栅双极晶体管，代号IGBT，图形符号如图1-9所示。正在开发并已经取得成果的新品种还有不少，不再一一赘述。2022/12/20致远控制12常用的开关器件有哪些？常用的开关器件有哪些？l目前，在中、小型变频调速器中用得最多的是功率晶体管，目前，在中、小型变频调速器中用得最多的是功率晶体管，为了提高放大倍数，常做成达林顿管，一般电路图中仍画为了提高放大倍数，常做成达林顿管，一般电路图中仍画成单管，代

13、表符号是成单管，代表符号是CTR或或BTR。l容量较大的变频调速器中则常用可关断晶闸管，其代表符容量较大的变频调速器中则常用可关断晶闸管，其代表符号是号是GTO。l已经进入实用阶段的最新器件有：绝缘栅双极晶体管，代已经进入实用阶段的最新器件有：绝缘栅双极晶体管，代号号IGBT，所示。正在开发并已经取得成果的新品种还有不，所示。正在开发并已经取得成果的新品种还有不少。少。2022/12/20致远控制13三相逆变原理图1-6三相逆变电器M2022/12/20致远控制14常用的开关器件常用的开关器件l2022/12/20致远控制15变频调速器的主电路是怎样构成的？变频调速器的主电路是怎样构成的？l交

14、交直直交电压型变频调速器主电路的基本结构如图交电压型变频调速器主电路的基本结构如图1-10。图中，。图中，DR是三相整流。是三相整流。RA是限流电阻，限制变频器刚合上电源时，对滤波电容是限流电阻，限制变频器刚合上电源时，对滤波电容C的充电电流。当的充电电流。当C充电到一定程序后，晶闸管充电到一定程序后，晶闸管VT导通，导通，RA将不再起限将不再起限流作用。功率晶体管流作用。功率晶体管V1V6组成三相逆变桥，将直流电逆变成三相交流组成三相逆变桥，将直流电逆变成三相交流电后供电给电动机电后供电给电动机M。二极管。二极管V01V06的作用是：在逆变过程中，当晶的作用是：在逆变过程中，当晶体管的体管的

15、e极电位高于极电位高于c集电位时提供续流回路；在电动机降速过程中提供集电位时提供续流回路；在电动机降速过程中提供能量反馈能量反馈(再生再生)回路。回路。RB是电动机在再生制动过程中的耗能电阻，是电动机在再生制动过程中的耗能电阻，VB在电动机降速过程中导通，提供耗能回路。如在电动机降速过程中导通，提供耗能回路。如RB阻值太大，可在接线阻值太大，可在接线端端P和和DB之间接入外接制动电阻。之间接入外接制动电阻。2022/12/20致远控制16变频调速器的主电路图变频调速器的主电路图lMDRRAvTDBPv1C+VBRBv2v01v3v4v02v03v04v5v6v05v062022/12/20致远

16、控制17变频调速器有哪些额定数据？变频调速器有哪些额定数据？l变频调速器主要的额定数据如下：变频调速器主要的额定数据如下：l(1)最高输入电压最高输入电压Umax为了适应电网电压的波动，为了适应电网电压的波动，Umax通常规定为额定工作电压的通常规定为额定工作电压的1.15倍。倍。l(2)最大输出电流最大输出电流Imax这是最重要的一个数据，也是选这是最重要的一个数据，也是选择变频器容量时的最主要依据。择变频器容量时的最主要依据。l(3)最大输出容量最大输出容量Smax必须注意的是：说明书中给出的必须注意的是：说明书中给出的容量是按最大工作电压算出的，实际应用时，应根据容量是按最大工作电压算出

17、的，实际应用时，应根据工作电压进行修正工作电压进行修正。2022/12/20致远控制18说明书中的说明书中的说明书中的说明书中的“配用电动机容量配用电动机容量配用电动机容量配用电动机容量”能不能能不能能不能能不能作为选择变频器容量的依据？作为选择变频器容量的依据？作为选择变频器容量的依据？作为选择变频器容量的依据？l如电动机驱动的是连续恒定负载如电动机驱动的是连续恒定负载(如风机如风机)，则可以。但，则可以。但对于连续变动负载、继续负载和短时负载来说，则只对于连续变动负载、继续负载和短时负载来说，则只能作参考，而不能作依据。这是因为，在这些负载中，能作参考，而不能作依据。这是因为，在这些负载中

18、，决定电动机容量的主要因素是发热问题。只要温升不决定电动机容量的主要因素是发热问题。只要温升不超过允许范围，短时间的过载超过允许范围，短时间的过载(在过载能力范围内在过载能力范围内)对电对电动机来说是正常。例如，一台动机来说是正常。例如，一台3.7kW的电动机，在实的电动机，在实际工作中，其输出功率有时可达际工作中，其输出功率有时可达4.0kW或或4.5kW。而变。而变频调速器的过载能力则十分有限。在大多数情况下，频调速器的过载能力则十分有限。在大多数情况下，变频器的容量应放大一档。变频器的容量应放大一档。2022/12/20致远控制19变频器的频率调节范围如何？变频器的频率调节范围如何？变频

19、器的频率调节范围如何？变频器的频率调节范围如何？l通用型变频调速器的最高输出频率一般不高于通用型变频调速器的最高输出频率一般不高于400Hz；最低输出频率不低于；最低输出频率不低于0.1Hz。各种变频。各种变频器的调频范围各不相同。器的调频范围各不相同。l我国工业用的普通电动机，最高工作频率不宜我国工业用的普通电动机，最高工作频率不宜超过超过100Hz2022/12/20致远控制20什么是频率精度？什么是频率精度？l通常，当频率为数字量设定时，精度高些通常，当频率为数字量设定时，精度高些(误差小些误差小些)，而在频率精度是指变频器的实际输出频率与设定频率而在频率精度是指变频器的实际输出频率与设

20、定频率之间的误差大小，也叫频率准确度或频率稳定度。之间的误差大小，也叫频率准确度或频率稳定度。l模拟设定时，精度高些模拟设定时，精度高些(误差小些误差小些)，而在模拟量设定时，而在模拟量设定时，精度低些精度低些(误差大些误差大些)。l2022/12/20致远控制21“频率分辨率频率分辨率”的含义是什么？的含义是什么？l“频率分辨率频率分辨率”的含义是什么？的含义是什么？l频率分辨率指的是：变频器输出的相邻两频率分辨率指的是：变频器输出的相邻两“挡挡”频率之间的最小差值。频率之间的最小差值。l例如，日本富士例如，日本富士FVR-G7S型变频器的数字量设型变频器的数字量设定时的频率分辨率为定时的频

21、率分辨率为0.002Hz。则，对于。则，对于40Hz来说，比它高一来说，比它高一“挡挡”的最小频率为的最小频率为40.002Hz；而比它低一；而比它低一“挡挡”的最大频率为的最大频率为39.998Hz。2022/12/20致远控制22怎样调节和设定变频器的输出频率？怎样调节和设定变频器的输出频率？怎样调节和设定变频器的输出频率？怎样调节和设定变频器的输出频率？l主要有以下三种方式：主要有以下三种方式：l(1)旋钮设定旋钮设定通过旋动面板上的旋钮通过旋动面板上的旋钮(调节面板调节面板内侧的电位器内侧的电位器)来进行调节和设定。属于模拟量来进行调节和设定。属于模拟量设定方式。设定方式。l(2)按键

22、设定按键设定利用键盘上的利用键盘上的A键键(或或键键)和和V键键(或或键键)进行调节和设定。属于数字设定方式。进行调节和设定。属于数字设定方式。l(3)程序设定程序设定在编制驱动系统的工作程序中进在编制驱动系统的工作程序中进行设定。也属数字量设定方式。行设定。也属数字量设定方式。2022/12/20致远控制23什么是外接设定？什么是外接设定？l在实际工作中，变频器常被安置在控制柜内或在实际工作中，变频器常被安置在控制柜内或挂在墙壁上，而工作人员则通常在机械旁边进挂在墙壁上，而工作人员则通常在机械旁边进行操作。这时，就需要在机械旁边另设一个设行操作。这时，就需要在机械旁边另设一个设定频率的装置，

23、称为外接设定装置。定频率的装置，称为外接设定装置。l所有的变频器都为用户提供专用于外接设定的所有的变频器都为用户提供专用于外接设定的接线端。接线端。2022/12/20致远控制24变频器对外接设定信号有些有什么规定？变频器对外接设定信号有些有什么规定？l外接设定信号通常有三种。外接设定信号通常有三种。l(1)外接电位器设定外接电位器设定电位器的阻值和瓦数各变频器的电位器的阻值和瓦数各变频器的说明书中均有明确规定。说明书中均有明确规定。l(2)外接电压信号设定外接电压信号设定各种变频器对外接电压信号的各种变频器对外接电压信号的范围也各不相同，通常有：范围也各不相同，通常有：0+10、0+5、01

24、0、05V等。等。l(3)外接电流信号外接电流信号所有变频器对外接电流信号的规定所有变频器对外接电流信号的规定是统一的，都是是统一的，都是420mA。l为了加强抗干扰能力，所有的外接设定信号线都应采为了加强抗干扰能力，所有的外接设定信号线都应采用屏蔽线用屏蔽线2022/12/20致远控制25什么是什么是什么是什么是“输出频率线输出频率线输出频率线输出频率线”？ll“输出频率线”是指变频器的输出频率与给定信号间的关系线。如图2-2，横坐标是给定信号Fs，通常用百分数表示；纵坐标是输出频率fx。图中曲线为基本频率线，其特点是：当Fs=0时，fx=0；当Fs=100%时，fx=fmax。2022/1

25、2/20致远控制26什么是偏置频率？什么是偏置频率？ll对应于设定信号为0时的输出频率称为偏置频率fB，它可以一定范围内进行设定，如图2-4。图中，曲线是基本频率线；曲线是正偏置的情形；曲线是负偏置。l通过设定频率增益和偏置频率，变频器的输出频率线就可以任意地进行调整了。2022/12/20致远控制27怎样设定最大频率、基本频率？怎样设定最大频率、基本频率？l最大频率即最大允许最大频率即最大允许的极限频率。它根据的极限频率。它根据驱动系统的允许最高驱动系统的允许最高转速来设定。转速来设定。l使电动机运行在基本使电动机运行在基本工作状态下的频率叫工作状态下的频率叫基本频率，一般按电基本频率，一般

26、按电动机的额定频率设定。动机的额定频率设定。例如，对于国产的通例如，对于国产的通用型电动机，基本频用型电动机，基本频率设定为率设定为50Hz。2022/12/20致远控制28上限频率和下限频率是根据什么设定的？上限频率和下限频率是根据什么设定的？ll根据驱动系统的工作状根据驱动系统的工作状况来设定。它可以是保况来设定。它可以是保护性设定，即：变频器护性设定，即：变频器的输出频率不得超过所的输出频率不得超过所设定的范围；也可以用设定的范围；也可以用作程序性设定，即：根作程序性设定，即：根据程序的需要，或上升据程序的需要，或上升至上限频率，或下降至至上限频率，或下降至下限频率。下限频率。l图图2-

27、4中，中，fmax是最大频是最大频率，率，fHL是上限频率；是上限频率；fLL是下限频率。是下限频率。2022/12/20致远控制29如何使工作机械不发生共振？如何使工作机械不发生共振？如何使工作机械不发生共振？如何使工作机械不发生共振？ll任何工作机械都有自己的固有振任何工作机械都有自己的固有振荡频率，变频调速系统在无线变荡频率，变频调速系统在无线变速的过程中，有可能出现在某一速的过程中，有可能出现在某一转速转速(频率频率)下、整个驱动系统发下、整个驱动系统发生共振，工作机械激烈振动的现生共振，工作机械激烈振动的现象。为避免上述现象的发生，变象。为避免上述现象的发生，变频器提供了设定频器提供

28、了设定“回避频率回避频率”的的功能，使驱动系避开共振点。回功能，使驱动系避开共振点。回避频率最多可设定三个避频率最多可设定三个l每个回避频率都必须设定两个数每个回避频率都必须设定两个数据，回避的中心频率据，回避的中心频率f1和回避宽和回避宽度度fJ，调试时，调试时，fJ和和fJ的确定，的确定，都是通过实际试验得到的。都是通过实际试验得到的。2022/12/20致远控制30电动机是否都是从电动机是否都是从0Hz开始起动？开始起动？ll对于轻载起动的负载，对于轻载起动的负载，电动机一般是从电动机一般是从0Hz开始开始起动的。但对于惯性较起动的。但对于惯性较大的负载，起动时须加大的负载，起动时须加一

29、点冲击力，才易于起一点冲击力，才易于起转。这时，可适当设定转。这时，可适当设定起动频率，如图起动频率，如图3-1。使。使起动转矩增加，同时也起动转矩增加，同时也缩短起动时间。缩短起动时间。2022/12/20致远控制31起动方式有几种？l大部分变频调速器都可以设定三种起动方式：l(1)直线方式，即普通的动起方式，如图3-3a。图中，ta为加速时间。l(2)S形方式，如图3-2b。l(3)半S形方式，如图3-3c。2022/12/20致远控制32S形起动方式适用于何种负载？l主要适用于传输带一类的负载主要适用于传输带一类的负载(如图如图3-3)。因被。因被输送物体输送物体M的惯性力与加速度成正比

30、的惯性力与加速度成正比(F=ma，F是惯性力，是惯性力，m是物体是物体M的质量，的质量，a是加速度是加速度)。加速度变化过大，会使被输送物体滑动或跌倒。加速度变化过大，会使被输送物体滑动或跌倒。因此，在起动的初始阶段因此，在起动的初始阶段(OP)段，加速过程应段，加速过程应比较缓慢；中间的比较缓慢；中间的PQ段，为线性加速，加速度段，为线性加速，加速度为常数；为常数；Q点以后，加速度又逐渐下降为点以后，加速度又逐渐下降为0，传，传输带转入等速运行，起动完毕。输带转入等速运行，起动完毕。2022/12/20致远控制33什么负载以选用半什么负载以选用半S S形起动方式较好？形起动方式较好？l风机和

31、泵类负载。此类负载的阻转矩是和速度风机和泵类负载。此类负载的阻转矩是和速度的平方成正比的的平方成正比的(TL=Kn2。TL是阻转矩，是阻转矩，K是是常数，常数，n是转速是转速)。低速时，其阻转矩很小，起。低速时，其阻转矩很小，起动过程可以适当加快。但当起动到一定转速动过程可以适当加快。但当起动到一定转速(Q点点)后，其阻转矩迅速增加，加速过程应适当减后，其阻转矩迅速增加，加速过程应适当减缓。缓。l2022/12/20致远控制34降速时间和方式l怎样定义降速时间？怎样定义降速时间？变频器设定的降速时间，是指其变频器设定的降速时间，是指其输出频率从最大频率下降为输出频率从最大频率下降为0所所需的时

32、间需的时间l降速方式有几种？降速方式有几种？l降速有三种方式，如降速有三种方式，如图图3-43-4所示。所示。图图3-4a3-4a为线为线性方式；性方式；图图3-4b3-4b为为S S形方式；形方式；图图3-4c3-4c为为半半S S形方式。形方式。图图中，中，tdtd为为设设定的降速定的降速时间时间。各。各种降速方式的适用情况也和加速种降速方式的适用情况也和加速时时相同相同 l2022/12/20致远控制35降速过快会发生什么现象？l降速时，频率首先下降，旋转磁场的转速将低降速时，频率首先下降，旋转磁场的转速将低于转子的转速，使电机处于发电机于转子的转速，使电机处于发电机(再生再生)状态。状

33、态。电动机的动能转变成了电能，通过逆变桥的续电动机的动能转变成了电能，通过逆变桥的续流二极管反馈到直流部分，由制动电阻流二极管反馈到直流部分，由制动电阻RB将其将其消耗掉。消耗掉。l降速过快，制动电阻降速过快，制动电阻RB将来不及消耗掉电动机将来不及消耗掉电动机的电能，从而使滤波电容器上的直流电压过高，的电能，从而使滤波电容器上的直流电压过高，导致过电压。导致过电压。2022/12/20致远控制36调试时，怎样确定降速时间？调试时，怎样确定降速时间？调试时，怎样确定降速时间？调试时，怎样确定降速时间？首先将降速时间设定得长一些，在电动机降速过程中观首先将降速时间设定得长一些，在电动机降速过程中

34、观察直流电压。在直流电压的允许范围内，尽量缩短降察直流电压。在直流电压的允许范围内，尽量缩短降速时间。速时间。2022/12/20致远控制37怎样实现自由制动？怎样实现自由制动？l只有当电动机与变频器只有当电动机与变频器之间的连线断开时，电之间的连线断开时，电动机才能自由制动。如动机才能自由制动。如图图3-5中当开关中当开关K断开时断开时即可。即可。l2022/12/20致远控制38在什么情况下需要外接制动组件？l当工作机械要求快速制动，而在所要求的时间内，变频器内接的制动电阻来不及消耗掉再生电能而使直流部分时，需要加接制动组件，以加快消耗再生产电能的速度。2022/12/20致远控制39外接

35、制动组件包括哪些部件？l包括两个部分：包括两个部分：(1)制动电阻，制动电阻，如图中如图中RB。l(2)放电单元放电单元即提供放电回路的即提供放电回路的晶体管，如图中之晶体管，如图中之VB。l由厂家提供的制动电阻和放电单由厂家提供的制动电阻和放电单元内，通常还附有热继电器，其元内，通常还附有热继电器，其触点的接法如图。触点的接法如图。l由于由于VB与与VB的导通时间不可能一的导通时间不可能一致，而致，而RB与与RB并联后的阻值较小，并联后的阻值较小，先导通的晶体管很容易损坏。因先导通的晶体管很容易损坏。因此，在接入外接组件时，应将此，在接入外接组件时，应将PB和和DB间的连线去掉，使间的连线去

36、掉，使RB不接入不接入电路。电路。l2022/12/20致远控制40如何确定外接制动电阻的阻值？如何确定外接制动电阻的阻值？般可参照说明书提供的数据进行选择。如需加强制动效果、缩短制般可参照说明书提供的数据进行选择。如需加强制动效果、缩短制动时间，也可以自行试验确定。动时间，也可以自行试验确定。l试验时，大体应掌握以下原则：试验时，大体应掌握以下原则：l(1)制动电流制动电流IB不得超过变频器的额定电流不得超过变频器的额定电流IN。初选时，应按。初选时，应按IB(1/31/2)IN来确定制动电阻值；来确定制动电阻值；lRBUDmax/(1/31/2)IN厖厖厖厖厖厖(3-1)l式中，式中，UD

37、max是在电源电压允许波动的范围内，当再生制动开始时，是在电源电压允许波动的范围内，当再生制动开始时，直流电压可能出现的峰值。在电源电压为直流电压可能出现的峰值。在电源电压为380V时，时，UDmax可按可按695V计算。计算。l(2)在制动效果得到满足的前提下，在制动效果得到满足的前提下，RB的值应尽量选大一些。的值应尽量选大一些。l2022/12/20致远控制41多个外接制动组件并用时需注意些什么？多个外接制动组件并用时需注意些什么？l当只用一个外接制动外件不足于满足所需要的制动效当只用一个外接制动外件不足于满足所需要的制动效果时，可以使用多个外接组件来加强制动效果。在这果时，可以使用多个

38、外接组件来加强制动效果。在这种情况下，必须注意：种情况下，必须注意：l(1)各外接制动外件之间是并联的，并联后的总制动电各外接制动外件之间是并联的，并联后的总制动电阻值阻值RBE必须满足：必须满足：lRBEUDmax/INl(2)各制动组件上热继电器的触点之间应该串联各制动组件上热继电器的触点之间应该串联2022/12/20致远控制42什么是直流制动？l当异步电动机的定子绕组中通入直流电流时，所产生当异步电动机的定子绕组中通入直流电流时，所产生的磁场将是空间位置不变的恒定磁场。的磁场将是空间位置不变的恒定磁场。l如转子因惯性而继续以转速如转子因惯性而继续以转速n旋转时，转子绕组里的感旋转时，转

39、子绕组里的感应电流以及转子绕组所受电磁力的方向将形成与应电流以及转子绕组所受电磁力的方向将形成与n方向方向相反的制动力矩相反的制动力矩。同时，恒定磁场也力图将转子铁心。同时，恒定磁场也力图将转子铁心牢牢吸住，进一步促使转子迅速停下来。这种在定子牢牢吸住，进一步促使转子迅速停下来。这种在定子绕组中通入直流电流而使电机迅速制动的方法称为直绕组中通入直流电流而使电机迅速制动的方法称为直流制动，也叫能耗制动。流制动，也叫能耗制动。l在变频调速系统中，直流制动主要用于消除驱动系统在变频调速系统中，直流制动主要用于消除驱动系统在转速接近于在转速接近于0时的时的“爬行爬行”现象现象2022/12/20致远控

40、制43如何设定直流制动？l(1)开始转为直流制动时的起始开始转为直流制动时的起始频率频率fDB；l(2)施加于定子绕组的直流制动施加于定子绕组的直流制动电压电压UDB。由于定子绕组的直流。由于定子绕组的直流电阻很小，故直流制动电压的调电阻很小，故直流制动电压的调节范围通常为主电路直流电压的节范围通常为主电路直流电压的010%。l(3)制动时间制动时间tDB，tDB不可能和实不可能和实际制动时间正好一致，为保证制际制动时间正好一致，为保证制动效果，通常设定得略大一些。动效果，通常设定得略大一些。l设定设定fDB和和UDB时需遵时需遵循哪些原则？循哪些原则？l主要有以下方面：主要有以下方面：l(1

41、)确保能够消除驱动系统的确保能够消除驱动系统的“爬行爬行”现象现象l(2)直流制动电流不应超过变频直流制动电流不应超过变频器的额定电流器的额定电流l(3)制动过程中系统无强烈振动制动过程中系统无强烈振动l2022/12/20致远控制44为什么要设定U/f比？l电机学的分析表明：异步电动机进行变频调速时，如果电机学的分析表明：异步电动机进行变频调速时，如果其输入电压随频率同步下降的话，电机输出轴上的临界其输入电压随频率同步下降的话，电机输出轴上的临界转矩转矩TK也将有所下降。所得到的机械特性曲线族如图也将有所下降。所得到的机械特性曲线族如图41所示。这是因为，当电压随频率作同步下降时，定所示。这

42、是因为，当电压随频率作同步下降时，定子绕组中的功率损失子绕组中的功率损失I12R1并无变化，从而，转换到转子并无变化，从而，转换到转子轴上的机械功率所占的份额必然减少的缘故轴上的机械功率所占的份额必然减少的缘故l临界转矩的减小导致电动机带负载能力临界转矩的减小导致电动机带负载能力(输出转矩输出转矩)的下的下降，这当然是不受欢迎的。解决的办法是在电压与频率降，这当然是不受欢迎的。解决的办法是在电压与频率同步调节同步调节(U/f定值，称为基本定值，称为基本U/f比比)的基础上，适当的基础上，适当提高电压，即调整了提高电压，即调整了U/f比。这种方法也叫转矩补偿。比。这种方法也叫转矩补偿。2022/

43、12/20致远控制45变频器对变频器对U/fU/f比的设置情况如何？比的设置情况如何？l转矩补偿必将引起电机磁路转矩补偿必将引起电机磁路的饱和，因此，在满足负载的饱和，因此，在满足负载要求的前提下，应尽量少补要求的前提下，应尽量少补偿。为此，各种变频器都设偿。为此，各种变频器都设置了许多挡置了许多挡U/f比，供用户根比，供用户根据负载的具体情况进行设定。据负载的具体情况进行设定。例如日本富士电机公司生产例如日本富士电机公司生产的的G7S系列变频器设置了系列变频器设置了32种种U/f比供用户选择，其比供用户选择，其U/f曲线曲线簇如图簇如图42所示。图中，曲所示。图中，曲线线和和是针对鼓风机和泵

44、是针对鼓风机和泵类负载而设置的。这类负载类负载而设置的。这类负载在低转速时的阻转矩很小，在低转速时的阻转矩很小，故非但不必加大故非但不必加大U/f比，反可比，反可以适当减少以适当减少U/f比，以进一步比，以进一步节省电能。节省电能。l2022/12/20致远控制46调试时如何设定U/f比？l首先，根据负载在最低速时阻转矩的情况对首先，根据负载在最低速时阻转矩的情况对U/f比进行初选，初选比进行初选，初选值适当偏小。通电后作带负载试验，观察能否带得动？值适当偏小。通电后作带负载试验，观察能否带得动？l然后，根据初试情况适当调整然后，根据初试情况适当调整U/f比，继续试验，直到满意为止比，继续试验

45、，直到满意为止。2022/12/20致远控制47什么是基本U/f设定？l电压随频率同步变化时的电压随频率同步变化时的U/f比，称为基本比，称为基本U/f比。电动机比。电动机的额定频率不同，基本的的额定频率不同，基本的U/f的比值也各异。图的比值也各异。图43中的中的曲线曲线、和和分别是额定分别是额定频率为频率为50、60和和100Hz时的时的U/f比。比。l理论上说，基本理论上说，基本U/f比也应与比也应与电动机的额定电压有关，但电动机的额定电压有关，但变频器的实际输出电压是不变频器的实际输出电压是不能调节能调节(也无此必要也无此必要)的，所以的，所以在设定基本在设定基本U/f比时，并不涉比时

46、，并不涉及额定电压的问题。及额定电压的问题。l。2022/12/20致远控制48变频器怎样实现点动？l在机械调整过程中，以及金属切削机在机械调整过程中，以及金属切削机床装上工件后的校整过程中，常常需床装上工件后的校整过程中，常常需要要“点动、动动点动、动动”，谓之点动，谓之点动，英语是英语是JOG，也有译成微动或寸动，也有译成微动或寸动的。的。l实现点动的方式主要有两种：实现点动的方式主要有两种：l外接控制外接控制如图如图45，在点动接线端，在点动接线端JOG与公共端与公共端CM之接入按钮开关即之接入按钮开关即可，大多数变频器都备有点动接线端可，大多数变频器都备有点动接线端l键盘控制键盘控制部

47、分变频器在面板上专门部分变频器在面板上专门配置了点动键，进行点动控制。配置了点动键，进行点动控制。l各类变频器都具有设定点动频率的功各类变频器都具有设定点动频率的功能。调试时，点动频率需视机械的具能。调试时，点动频率需视机械的具体需要来进行设定。可以先设定得低体需要来进行设定。可以先设定得低一些，再酌情增高。一些，再酌情增高。l。2022/12/20致远控制49为什么要进行多挡频率设定？l在机械的程序控制中，不同的程序段常常需要不同的在机械的程序控制中，不同的程序段常常需要不同的转速。为此，变频器可以预先设定多种运行频率，以转速。为此，变频器可以预先设定多种运行频率，以满足用户的需要。满足用户

48、的需要。l用户在进行变频器的预置设定时，可根据机械的要求，用户在进行变频器的预置设定时，可根据机械的要求，预先设定好若干挡运行频率，供程序控制时选用预先设定好若干挡运行频率，供程序控制时选用2022/12/20致远控制50怎样实现多挡转速运行？怎样实现多挡转速运行？在变频器的接线端中，有几种专用于多挡转速在变频器的接线端中，有几种专用于多挡转速控制的端子控制的端子(图中图中X1、X2和和X3)，由有关的，由有关的接点接点X1、X2、X3来进行控制。各接点的状来进行控制。各接点的状态与速度挡之间的对应关系如表态与速度挡之间的对应关系如表在某程序段需要用第三挡速度，则在该程序段在某程序段需要用第三

49、挡速度，则在该程序段令触点令触点X1、X2接通而接通而X3断开，变频器将输断开，变频器将输出第三挡频率出第三挡频率l01234567X101010101X200110011X3000011112022/12/20致远控制51实现多挡转速运行时，有哪些相关设定？实现多挡转速运行时，有哪些相关设定？实现多挡转速运行时，有哪些相关设定？实现多挡转速运行时，有哪些相关设定？l各挡转速的升速和降速时间，各挡转速的升速和降速时间，大多数变频器都可以设定多大多数变频器都可以设定多挡加速时间和减速时间挡加速时间和减速时间l正、反转设定正、反转设定正、反转由接正、反转由接点点FWD(正转正转)和和REV(反转反

50、转)的的状态来决定状态来决定l多挡转速，各挡的加、减速多挡转速，各挡的加、减速时间以及正、反转的综合设时间以及正、反转的综合设定的例子如图所示。图中，定的例子如图所示。图中，高电平表示接点接通，低电高电平表示接点接通，低电平表示接点断开平表示接点断开l2022/12/20致远控制52什么情况下需设定“转差补偿”？l大多数机械都希望当电大多数机械都希望当电动机在某一转速动机在某一转速(频率频率)下下运行的，能够有效运行的，能够有效“硬硬”的机械特性。就是说，的机械特性。就是说，当负载转矩从当负载转矩从0增加到增加到TL时，其时，其“速度降落速度降落”n应尽量地小，如图应尽量地小，如图49。对于要