轮胎吊电气控制实训课件.ppt

轮胎吊之安川变频器 1 变频器的基本构成与功能1 主回路给异步电动机提供调频调压电源的电力变换部分称为主回路a 整流器把工频电源变换为直流电源 电功率的传送不可逆 b 滤波器在整流器整流后的直流电压中 含有脉动电压 此外 逆变器回路产生的脉动电流也使直流电抗器和电容器吸收脉动电 电流 c 逆变器逆器的作用是在所确定的时间里有规则地使六个功率开关器件导通 关断 从而将直流功率变换为所需电压和频率的交流输出功率 d 制动单元异步电机在再生制动区域运行时 再生能量首先储存于储能电力电容器中 使直流电压升高 对起重机机械系统惯量所积蓄的能量比电容器能储存的能量大 并且需要快速制动 必须用可逆变流器把再生能量反馈到电网侧 这样节能效果更好 或设置制动单元 把多余再生功率消耗掉 以免直流回路电压的上升超过限值 2 控制回路 a 将外部的转速 转矩等指令同检测回路的电流 电压信号进行比较运算 决定变频器的输出电压 频率 b 电压 电流检测回路检测主回路电压 电流等c 驱动回路驱动主回路功率开关器件 使之导通 关断 d 转速检测回路检测速度信号送入运算回路 3 保护回路 保护回路可分为变频器保护和异步电机的保护 2 变频器的保护 1 瞬时过电流保护由于变频器负载侧短路等原因 流过变频器元件的电流达到异常值时 立即停止工作 2 过载保护变频器电流超过一定值 且连续流通超过规定时间 停止工作 3 再生过电压保护采用变频器使电动机快速减速时 由于再生功率引起直流电路电压升高超过允许值时 停止运行 4 瞬时掉电保护 5 对地过电流保护 6 冷却风机异常异步电机的保护 1 过载保护 2 超速保护变频器的输出频率或者变频电动机的速度超过规定值时 停止变频器运行 3 变频器的控制模式 四种 4 变频器的基本原理 1 异步电动机的调速原理异步电动机的同步转速 也即旋转磁场的转速为 异步电动机的轴转速为 s称为异步电动机转差率 可见 改变电动机定子侧供电电源频率f1 即可以改变其同步转速 实现无级调速的目的 异步电机调速时 希望尽量保持主磁通 m不变 1 磁通太弱 铁芯利用不充分 同样的转子电流下 电磁转矩小 电机负载能力下降 2 磁通太强 则铁芯处于过励磁状态 励磁电流过大 限制了定子电流的负载分量 电机负载能力下降 主磁通也即气隙磁通是由定子 转子合成磁势产生的 保持磁通恒定的方法 三相异步电动机定子每相电动势的有效值为 N1 定子相绕组有效砸数 每极磁通量 Wb 可见 是由E1和f1共同决定的 对E1和f1进行适当的控制 就可以使 m保持最佳额定值不变 2 交流电动机弱磁调速的概念 1 基频以下的恒磁通变频调速由上节分析可知 基频 电机额定频率 以下调速时 为保证电机负载能力 应尽量保持主磁通 m不变 这就要求在降低供电电源频率f1的同时 也应降低感应电动势E1 使E1 f1等于常数 这种恒磁通控制属于恒转矩控制方式 由于感应电动势E1难于检测和直接控制 且当E1和f1值较高时 定子漏阻抗压降相对较小 可近似认为E1 f1 v1 f1 因此 按恒定比例控制v1 f1 即可以达到恒磁通目的 2 基频以上的弱磁调速由于V1受电机额定电压限制不能继续升高 只能通过减小来获得基频以上的调速特性 这种定子电压不变 而减小的调速区段称为弱磁调速 也叫恒功率调速 此时随着速度的不断升高 电机输出转矩是在逐渐减小的 1 v f 矢量控制调速原理以上分析的调压又调频的方法称为VVVF VariableVoltageVariableFrequency 1 v f控制基本实现方法PWM脉冲宽度调制方式 PulseWidthModuiation 利用参考电压UR与载频三角波UC互相比较 来决定主功率器件的导通时间 实现调压 脉冲宽度调制是利用相当于基波分量的信号波对三角载波进行调制 达到调节输出脉冲度的一种方法 2 v f控制方式的缺点 在低频时 由于V较小 定子阻抗压降的分量比较显著 不在能忽略 当转矩增大到最大值以后 特性就向下弯了 最大转矩随着f1的降低而减少 尽管可以采取低频补偿措施 但通常认为v f控制的下限频率应不小于0 3HZ 3 矢量控制由于v f控制是基于异步电动机的静态数学模型 因此 其动态指标不高 对于轧钢 造纸等行业 还需要高品质动态指标的控制方式 矢量控制是根据交流电动机的动态数学模型 利用坐标变换手段 将电机的定子电流分解成磁场分量电流和转矩分量电流 通过对一次定子电流的大小 频率及相位进行适当的控制 可实现矢量分解及控制 4 IGBT功率器件的迅速发展 使得变频器的诸优越性能得以实现 IGBT电于其开关损耗低 可使载波频率大幅度提高到20K左右 使电机电流更趋于正弦波 大大减小转矩脉动和电机内部因脉动而造成的损耗 IGBT为压控器件 门极触发功率很小 使驱动回路简单及体积小 由于开关频率高 di dt dv dt 通态电阻 阻断电流 漏电流 等内部参数差异小 容易实现并联扩容 变频器参数一般设定 1 01 03 频率指令设定 显示的单位设置为1 以使得PLC传输到变频器的频率设定值与变频器内部的参数单位一致 若未正确设置 则变频器无法运行 2 关于环境参数设定 A参数组 A1 00 LCD操作面板语言设置设置为0 英语 A1 02 选择控制模式带PG卡时设置为3 带PG的矢量控制 无PG卡时设置为0 开环控制 V F 选择到2220值 按ENTER键 变频器自动将除A组参数以外的参数全部回归为出厂设定值 3 关于应用参数设定 B参数组 B1 01 选择频率指令的输入方法自学习之前设定为0 正常运行前必须设置为3 选择卡 B1 02 选择运行指令的输入方法同B1 01之设定方法 4 关于调整参数设定 C参数组 C1参数组加 减速时间参数设定 ACCELTIME DECELTIME 该组参数一般用于电机在加速 0 100 过程及减速 100 0 过程所用的时间 秒 设置时间过长会导致电机加 减速过程缓慢 设置时间过短 会导致变频器械报OL 过载 因此应根据现场电机应用情况设定较为合适的数值 C3参数组滑差补偿功能设定 SLIPCOMP C3 02 设定滑差补偿的延迟时间 MS 滑差补偿的响应性低时 适当减小设定值 速度不稳定的情况下 适当增大设定值 C3 04 选择再生动作中的滑差补偿设定为1 ENABLE C3 05 选择输出电压限制动作设定为1 ENABLE C4参数组力矩补偿功能设定 COMP C5参数组速度控制 ASP 5 关于电机参数设定 E参数 E1参数组电机1V F特性E2参数组电机1电机参数E3参数组电机2V F特性E4参数组电机2电机参数参照电机铭牌及实际输入电压设定 6 关于选择件参数设定 F参数 F1参数组PG速度控制卡F1 01 设定PG的脉冲数一般取600F1 05 设定PG旋转方向若PG反回值与电机方向值相反 设定该参数的值为1 否则不用设定 7 关于外部功能端子的设定 H参数 H1参数组多功能接点输入设定H1 05 多功能输入端子7设定设定为16 电机切换指