变频器应用技术通用情境5PPT课件.ppt

通用变频器应用技术 四川机电职业技术学院电子电气工程系 1 学习情境5 变频器的应用案例分析及系统设计方法 学习性工作任务13 变频器在风机 泵类负载中的应用 2学时 2 1 了解通用变频器的应用范围 2 了解使用通用变频器的实际意义 3 掌握通用变频器的设计步骤 1 能对通用变频器控制系统进行分析 2 能对简单的通用变频器控制系统进行初步设计 3 泵类负载和风机是目前工业现场中应用最多的设备 虽然泵和风机的特性多种多样 但是主要以离心泵和离心风机应用为主这两种设备的工作特性基本相同 所以下面的特性分析主要以泵特性为主 利用通用变频器对泵进行控制 主要通过对其流量的控制而有效地节能 这是通用变频器最广泛的一种应用 4 13 1泵的特性分析与节能原理 泵是一种平方转矩负载 其转速n与流量Q 扬程H及泵的轴功率N的关系如下式所示 13 1 上式表明 泵的流量与其转速成正比 泵的扬程与其转速的平方成正比 泵的轴功率与其转速的立方成正比 当电动机驱动泵时 电动机的轴功率P kW 可按下式计算 见式 13 2 13 2 5 图13 1是泵的流量Q与扬程H的关系曲线 图中 曲线 为泵在转速n1下扬程 流量 H Q 的特性 曲线 为泵在转速n2下扬程 流量 H Q 的特性 曲线 为泵在转速n1下功率 流量 P Q 的特性 曲线 为管阻特性 假设泵在标准工作点A点效率最高 输出流量Q为1OO 此时轴功率P1与Q1 H1的乘积面积AH1OQ1成正比 根据生产工艺要求 当流量需从Q1减小到Q2时 如果采用调节阀门方法 相当于增加管网阻力 使管阻特性从曲线 变到曲线 系统由原来的标准工作点A变到新的工作点B运行 此时 泵扬程增加 轴功率P2与面积BH2OQ2成正比 如果采用变频器控制方式 泵转速由n1降到n2 在满足同样流量Q2的情况下 泵扬程H3大幅降低 轴功率P3与面积CH3OQ2成正比 轴功率P3和P1 P2相比较 将显著减小 节省的功率损耗 P与面积BH2H3C成正比 节能的效果是十分明显的 图13 1泵的扬程 流量曲线 6 13 2变频器恒压供水系统 13 2 1制动转矩的计算 恒压供水是指用户端不管用水量大小 总保持管网中水压基本恒定 这样 既可满足各部位的用户对水的需求 又不使电动机空转 造成电能的浪费 为变现上述目标 需要变频器根据给定压力信号和反馈压力信号 调节水泵转速 从而达到控制管网中水压恒定的目的 变频器恒压供水系统如图13 2所示 下面以一用一备变频器恒压供水系统为例 说明变频器在泵类的应用 图13 2变频器恒压供水系统 7 13 2 2系统主电路 一用一备变频器恒压供水系统就是一台水泵供水 另一台水泵备用 当供水泵出现故障或需要定期检修时 各用泵马上投入 不使供水中断 两台水泵均为变频器驱动 并且当变频器出现故障时 可自动实现变频 工频切换 主电路图如图13 3所示 图中 M1为主泵电动机 M2为备用泵电动机 QF为低压断路器 KM0 KM1 KM2 KM3 KM4为接触器 FR1 FR2为热继电器 图13 3一用一备变频器恒压供水系统 8 13 2 3控制系统结构及系统可实现的功能 该系统主要由富士FRN3 7G9S 4变频器和微电脑控制器组成 控制系统接线图如图13 4所示 该系统可实现的功能如下 1 该系统为一用一备 变频 工频自动转换的恒压供水系统 通过拨码开关设定开关量输出RLl和RL2控制主泵电动机和备用泵电动机 实现自动切换 2 压力给定和压力反馈补偿通过电位器R1和R2实现 3 微电脑控制器根据给定压力和反馈压力的大小 输出相应的0 5V电压信号给变频器 变频器依据输入电压信号的大小 控制水泵进行调速运行 4 微电脑控制器给变频器起动信号和接收变频器故障报警信号 5 控制系统的给定压力 实际压力和系统的工作状态通过显示面板进行显示 6 微电脑自动检测水池中的水位 使变频器控制水泵电动机在无水后自动停机 有水后自动起动 7 具有电动机过电流 过电压 过载 欠电压等故障保护功能 9 图13 4恒压供水系统接线图 10 13 2 4变频器功能设定 1 最大频率 2