情境2任务1 转矩矢量高性能变频器操作

1、2008年江苏省精品课程交流调速系统及应用交流调速系统及应用（情境（情境2 转矩矢量高性能变频器调速转矩矢量高性能变频器调速系统安装与调试）系统安装与调试） 任务1 转矩矢量高性能变频器操作 任务1 转矩矢量高性能变频器操作 任务1 转矩矢量高性能变频器操作任务1 转矩矢量高性能变频器操作角编码器外形角编码器外形角编码器外形角编码器外形拉线式拉线式角编码器角编码器利用线轮，能将利用线轮，能将直线运动转换成直线运动转换成旋转运动。旋转运动。 其他角编码器外形其他角编码器外形 （参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司）（参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司）绝对式编码器 绝对式编码器按绝对式编码

2、器按照角度直接进行编照角度直接进行编码，可直接把被测码，可直接把被测转角用数字代码表转角用数字代码表示出来。根据内部示出来。根据内部结构和检测方式有结构和检测方式有接触式、光电式等接触式、光电式等形式。形式。 透光区透光区不透光区不透光区绝对式接触式编码器绝对式接触式编码器演示演示4 4个电刷个电刷 4 4位二进制位二进制码盘码盘 +5V +5V输入输入 公共码道公共码道 最小分辨角度为最小分辨角度为 =360/2n 绝对式光电编码器绝对式光电编码器 a a）光电码盘的平面结构（）光电码盘的平面结构（8 8码道）码道） b b）光电码盘与光源、光敏元件的对应关系（）光电码盘与光源、光敏元件的对

3、应关系（4 4码道）码道） 高位高位低位低位 绝对式光电编码器的测量精度取决于它绝对式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘上的码道所能分辨的最小角度，而这与码盘上的码道数数n 有关，即最小能分辨的角度及分辨率为：有关，即最小能分辨的角度及分辨率为： =360/2n分辨率分辨率=1/2n增量式编码器转轴转轴盘码及狭缝盘码及狭缝光敏元件光敏元件光栏板及辨向用光栏板及辨向用的的A、B狭缝狭缝LEDABC零位标志零位标志ABC 为了判断码盘旋转的方向，光栏板上的两个狭为了判断码盘旋转的方向，光栏板上的两个狭缝距离是码盘上的两个缝距离是码盘上的两个狭缝距离的（狭缝距离的（m +1/

4、4）倍，倍，m 为正整数，并设置两组光敏元件为正整数，并设置两组光敏元件A、B，有时又称为有时又称为sin、cos元件。元件。光电编码器内部发光元件产生的光线通过旋转光栅和固光电编码器内部发光元件产生的光线通过旋转光栅和固定光栅后由光电元件转换成电信号输出。由于旋转光栅定光栅后由光电元件转换成电信号输出。由于旋转光栅分为很多等分，每一等分内一半可透过光线，一半不可分为很多等分，每一等分内一半可透过光线，一半不可透过光线，因此旋转光栅在旋转轴的带动下转动时，透过光线，因此旋转光栅在旋转轴的带动下转动时，光光电元件将输出连续脉冲序列，常用增量式光电编码器每电元件将输出连续脉冲序列，常用增量式光电编

5、码器每转输出脉冲数为转输出脉冲数为2001024个。个。 当编码器正转时，当编码器正转时，A信号超信号超前前B信号信号90 ；当码盘反转时，；当码盘反转时，B信号超前信号超前A信号信号90 。(请画出反转时信号请画出反转时信号B的波形）的波形） 在码盘里圈，还有一在码盘里圈，还有一狭狭缝缝C，每转能产生一个脉冲，每转能产生一个脉冲，该脉冲信号又称该脉冲信号又称“一转信号一转信号”或或零标志脉冲，作为测量的零标志脉冲，作为测量的起始基准起始基准。 增量式光电编码器的测量精度取决于它所增量式光电编码器的测量精度取决于它所能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的狭能分辨的最小角度，而这与码盘圆周上的狭缝

6、条纹数缝条纹数n 有关，即最小能分辨的角度及分辨有关，即最小能分辨的角度及分辨率为：率为： 360 11-3n1 11-4n分辨率光电编码器的输出形式光电编码器的输出形式集电极开路输出型和推挽输出型光电编码器的电源电压集电极开路输出型和推挽输出型光电编码器的电源电压一般为一般为DC1224V；线驱动型光电编码器的电源电压为；线驱动型光电编码器的电源电压为DC5V。线驱动型适用于长距离安装因此又称长线驱动。线驱动型适用于长距离安装因此又称长线驱动型或型或RS422型，这种编码器通过比较两根线的电平差确型，这种编码器通过比较两根线的电平差确定输出信号，所以具有较强的抗干扰性能。定输出信号，所以具有

7、较强的抗干扰性能。光电编码器的输出引脚光电编码器的输出引脚 ATV71转矩矢量高性能转矩矢量高性能变频器、变频调速电动机。变频器、变频调速电动机。 任务1 转矩矢量高性能变频器操作 ATV71转矩矢量高性能转矩矢量高性能变频器、变频调速电动机。变频器、变频调速电动机。 任务1 转矩矢量高性能变频器操作任务1 转矩矢量高性能变频器操作 。任务1 转矩矢量高性能变频器操作 。 。 变频器的参数恢复为出厂设定值，关闭变变频器的参数恢复为出厂设定值，关闭变频器电源。频器电源。 任务1 转矩矢量高性能变频器操作 任务1 转矩矢量高性能变频器操作任务一：转矩矢量高性能变频器任务一：转矩矢量高性能变频器（A

8、TV71)使用使用（实施）（实施）实施内容与步骤实施内容与步骤 了解了解Schneider ATV71转矩矢量控制型变频器的基本功能。转矩矢量控制型变频器的基本功能。了解高性能变频器的功能码设定方法。了解高性能变频器的功能码设定方法。基本掌握高性能变频器的应用宏的使用方法。基本掌握高性能变频器的应用宏的使用方法。基本掌握高性能变频器的电动机参数自整定方法。基本掌握高性能变频器的电动机参数自整定方法。一一.目的目的二二.电路图电路图 三三.实施步骤实施步骤2.合上实训台电源总开关，合上合上实训台电源总开关，合上ATV71实训板组件的三相开关实训板组件的三相开关Q3，同时合上变，同时合上变 频电动

9、机强迫风机开关频电动机强迫风机开关Q5，确认电动机后罩内风机运行正常（感觉电机外壳有，确认电动机后罩内风机运行正常（感觉电机外壳有 风）。观察变频器面板显示是否正常。风）。观察变频器面板显示是否正常。1. 按照电路图接线，并确认接线正确、可靠。确认按照电路图接线，并确认接线正确、可靠。确认S1启动按钮未合上。启动按钮未合上。3.变频器的简单启动。变频器的简单启动。 参数组SIM参数出厂设定本次实训设定值TCC2C2CCFGSTSSTSBFR50HZ50HZNPR075KW055KWUnS380VnCr电动机铭牌额定电流（A）FrS50HZ50HZnSP电动机铭牌额定转速TFR60HZ50HZI

10、TH15倍电动机铭牌额定电流ACC30S150SDEC30S150SLSP0HZ0HZHSP50HZ50HZ参数设定表参数设定表 4. 进入进入SUP菜单，将变频器的面板显示转换为菜单，将变频器的面板显示转换为FRH（频率给定值）。按下变频器操（频率给定值）。按下变频器操作面板上升、下降按钮，将变频器的频率值设定为作面板上升、下降按钮，将变频器的频率值设定为30HZ。转换显示内容为。转换显示内容为RFR（频（频率输出值），此时输出值为率输出值），此时输出值为0HZ。旋转。旋转S1按钮，启动变频器，电机从按钮，启动变频器，电机从0HZ开始直至开始直至30HZ稳定运行。变频器运行过程中，可将面板显

11、示转换为稳定运行。变频器运行过程中，可将面板显示转换为FRH，改变设定值，变频，改变设定值，变频器的输出值（电机的运行频率）将改变。器的输出值（电机的运行频率）将改变。5. 关闭关闭S1开关，电机停止运行。进入开关，电机停止运行。进入SIM菜单组的菜单组的TUN菜单（自整定），按下变频菜单（自整定），按下变频器操作面板的器操作面板的ENT按钮，变频器进入自整定状态。变频器将根据所连接的负载进行按钮，变频器进入自整定状态。变频器将根据所连接的负载进行参数整定及修改，直至面板显示为参数整定及修改，直至面板显示为DONE（自整定完成）。在自整定过程中，不允（自整定完成）。在自整定过程中，不允许按下启

12、动按钮！许按下启动按钮！6. 若时间允许，可进行不同的宏功能启动。（将若时间允许，可进行不同的宏功能启动。（将CFG菜单设定为菜单设定为HDG、HST、GEN等）。等）。7. 电动机运行后，利用闪光测速仪测量变频器不同输出频率下的电机转速，记录在电动机运行后，利用闪光测速仪测量变频器不同输出频率下的电机转速，记录在实验报告中。实验报告中。8.关闭变频器电源前，将变频器的参数恢复为出厂设定值。关闭变频器电源前，将变频器的参数恢复为出厂设定值。任务二任务二 ATV71变频器、变频调速专用变频器、变频调速专用异步电机光电编码器闭环运行异步电机光电编码器闭环运行（实施）（实施）实施内容与步骤实施内容与

13、步骤一一.目的目的1. 了解了解ATV71变频器的无速度传感器转矩矢量控制功能实现。变频器的无速度传感器转矩矢量控制功能实现。2. 了解了解ATV71变频器光电编码器闭环检测功能。变频器光电编码器闭环检测功能。3. 了解了解ATV71变频器带速度传感器转矩矢量控制功能实现。变频器带速度传感器转矩矢量控制功能实现。4. 了解高性能变频器转矩矢量控制状态频率输出了解高性能变频器转矩矢量控制状态频率输出0HZ时额定转矩输出功能时额定转矩输出功能的实现。的实现。二二.电路图电路图ATV 71UVWPEM3UVW34PE135L11L12L13L1L2L3246Q3LI124VS1图2-7 任务二电路图

14、A A- B B- As+ As-ABA-B- V+ V0PG1X1ATV71三三.任务内容及步骤任务内容及步骤 1明确任务设备：明确任务设备：ATV71变频器、光电编码器、变频器专用异步电动机变频器、光电编码器、变频器专用异步电动机2电路接线并确认连接可靠。电路接线并确认连接可靠。3变频器以及风机通电，确认变频器状态变频器以及风机通电，确认变频器状态 （1）确认S1启动按钮未合上。（2）合上实训台电源总开关，合上ATV71实训板组件的三相开关 Q3，同 时合 上变频电动机强迫风机开关，确认电动机后罩内风机运行正常（感觉电机外壳有风）。观察变频器面板显示是否正常。4实现无速度传感器矢量控制实现

15、无速度传感器矢量控制参数设定参数设定 参数组SET参数出厂设定值任务设定值ACC3.0s15.0sDEC3.0s15.0sLSP0Hz0HzHSP50Hz50HzITH电动机铭牌额定电流（A）CL112倍电动机铭牌额定电流（A）参数设定参数设定 (1)按上述设定，变频器运行在开环电流磁通矢量控制方式下。本内容重点是按上述设定，变频器运行在开环电流磁通矢量控制方式下。本内容重点是利用利用TUN（电动机参数自整定）和（电动机参数自整定）和ENC（编码器检查）两项功能。光电编码器检（编码器检查）两项功能。光电编码器检查请参阅查请参阅ATV71变频器编程手册变频器编程手册P72。（2）将变频器面板显示

16、为）将变频器面板显示为FRH，设定频率值为，设定频率值为35Hz，合上，合上S1开关，变频器运开关，变频器运行。该方式下，光电编码器监控电动机运行速度，通过面板显示行。该方式下，光电编码器监控电动机运行速度，通过面板显示SPD状态，可读状态，可读取取35Hz时电动机运行速度。时电动机运行速度。（3）利用闪光测速仪测量电动机实际输出速度，对两速度值进行比较，计算）利用闪光测速仪测量电动机实际输出速度，对两速度值进行比较，计算该种方式下电动机的滑差率。该种方式下电动机的滑差率。（4）改变频率设定值，重复以上操作，记录数据。）改变频率设定值，重复以上操作，记录数据。5实现电动机闭环电流磁通控制实现电

17、动机闭环电流磁通控制（1）将上表中）将上表中CTT的参数改成的参数改成FUC，电动机处于闭环电流磁通控制方式（在，电动机处于闭环电流磁通控制方式（在进入该方式前，应首先完成编码器的检查）。进入该方式前，应首先完成编码器的检查）。（2）将变频器输出频率调为）将变频器输出频率调为0Hz（FRH），合上），合上S1开关，电动机不旋转。通开关，电动机不旋转。通过转换监控内容，观察变频器的输出电流（变频器应有一定的输出电流值，且过转换监控内容，观察变频器的输出电流（变频器应有一定的输出电流值，且电动机输出轴上有转矩输出）。在确认电动机不旋转的状态下，验证电动机电动机输出轴上有转矩输出）。在确认电动机不旋转的状态下，验证电动机0Hz输出的转矩输出值。输出的转矩输出值。（3）关闭）关闭S1开关，将变频器的输出频率调整为开关，将变频器的输出频率调整为50Hz以下，启动电动机，记录以下，启动电动机，记录不同给定频率下的电动机实际运行转速。不同给定频率下的电动机实际运行转速。四四.报告报告1. 根据以上的实训记录的结果，比较两种电动机控制方式