D095第五章在各类负载中应用

1、第5章 变频器在各类负载中的应用5. 1应用变频器的基础知识变频器额定数据中，需要注意的是哪些？变频器怎样 设定其功能？5. 1. 1变频器的额定数据表5- 1变频器的主要额定数据输 入额定电压、频率三相 380V, 50 60Hz电压允许变动范围:320460V，失衡率V 3%,频率去输 出电压0 380V频率0 Hz 500 Hz过载能力<S2系列 ）额定电流X150%/1min额定容量<kVA）29. 639. 549. 460. 073. 798.7额定输出电流<A）45607591112150适配电动机功率<kW）2230374555751.输入侧的额定数据&

2、lt;1)I) n) 皿)额定电压中小容量变频器的输入电压主要有以下几种:380V, 3相这是绝大多数；220V, 3相主要见于某些进口设备中；220V，单相主要用于家用电器中。<2）额定频率常见的是50Hz和60Hz。2. 输出侧的额定数据<1）额定电压Un通常以最大输出电压作为额定电压。<2）额定电流In指允许长时间输出的最大电流。<3）额定容量Sn由额定电压和额定电流的乘积决定:<4）配用电动机容量Pn 仅对长期连续负载才是适用的。<5）过载能力大多数变频器都规定为150%, 1min5. 1. 2变频器的功能编码1. 连续编码方式表5-3森兰SB61

3、系列变频器的功能结构序号功能区名称功能码范围1基本功能F000F0132V/控制功能F100F1253矢量控制功能F200F2114:模拟给定功能F300F3115辅助功能F400F4176端子功能F500F5177:辅助频率功能F600 F6448简易PLC功能F700F7329过程PID功能F800F83210通讯功能F900F90211显示功能FAOO FA1512厂家保留功能FB00 FB0113计算机显示功能FC00 FC112.分组编码方式表5 4康沃CVF G2系列变频器的功能结构序号功能块名称功能码范围1显示功能d级别）d 0 d162基本功能vb级别）b 0 b173中级功能

4、L级别）L 0 L 734高级功能H级别）H 0 H 84表5-5富士 G11S系列变频器的功能结构序号功能组名称功能码范围1基本功能组F00F422:输入、输出端子扩展功能组E01E473频率控制功能组C01 C334电动机1参数设定功能组P01P095高级功能组H03H396电动机2参数设定功能组A01 A183.应用宏方式表5 6部分变频器的应用宏变频器型号功能码功能名称数据码ABB ACS80099. 02应用宏1 工厂宏2 手动自动控制宏3 PID控制宏4 转矩控制宏5 顺序控制宏瓦萨 NX0. 1应用模式1 基本应用2 标准应用3 本机遥控应用4 多段速度应用5 PI控制应用6 多

5、目标控制应用7 泵类与风机控制应用丹佛士 ACS800100控制方式选择1 开环速度控制2 闭环速度控制3 闭环工艺控制4 开环转矩控制5 速度反馈转矩控制5. 1. 3变频器的功能预置1. 需要预置的常用功能<1）通道的选择包括：频率给定通道和操作通道；<2）选择控制方式即：V/控制方式、无反馈矢量控制方式、有反馈矢量控制方式 等;<3）如选择V/控制方式，则须预置U/t匕<转矩提升）；<4）调整最咼频率、基本频率、上、下限频率等；<5）预置加、减速时间。2. 功能预置的一般步骤50. 00 :j口 口口WQDFW RET运衍樓贰NODB I若干孩5().

6、 ()0匚）b)图5- 1变频器的功能预置a） 般流程 b） CVF G2的面板 c） CVF G2的预置流程5. 2恒转矩负载的变频调速恒转矩负载实施变频调速时，要注意哪些问题?5. 2. 1恒转矩负载的特点1.典型实例<1）转矩特点运动的阻力：F转速无关；作用半径：r 转速无关; 负载的转矩：Tl = F? r 转速无关。在调速过程中，Tl= con st。<2）功率特点Pl =xn l5. 2. 2变频调速的要害一低频运行与起动1.重载低频运行的对策2.起动特点及对策53上、下限频率的预置要点1.上限频率尽量接近基本频率：fH fN图00打u3低频重载运;b）转差补偿b)c行

7、对策-jt）矢量控制 r &d)图5 4起动特点及对策a）大惯性 b）传输带 c）起动特点d）起动频率 e） S形加速图5 5上限频率与电动机的有效功率 a）变频拖动系统 b）有效转矩 c ）有效功率<1）在fH > fN的情况下：齐=fN t电动机的输出转矩最大。 <2）在fH务的情况下：fH = fNT电动机的输出功率最大。2. 尽量提咼下限频率图5 6下限频率的预置a）下限频率较低b）下限频率较高5. 2. 4恒转矩负载的调速范围1. 调速范围和负荷率的关系4030° 0 "殆加40畀60 70阳加100乐（豹图5-7有效转矩线氓 =X100

8、%表5 1调速范围与负荷率的关系负荷率最咼频率最低频率调速范围10 0 %5 0 Hz2 0 Hz2.59 0 %5 6 Hz15 Hz3.78 0 %6 2Hz11Hz5.67 0 %7 0 Hz6Hz11.62.满足调速范围的方法 实例：<1）负载数据Tl = 140NM ;nmax= 720r/min ; nmin = 80r/min< a= 9）传动比：A 2负载转矩的折算值匸=日=70Nm<2）电动机数据Pmn =11kW, “mn = 1440 r/min电动机额定转矩：Tmn = Mi = 72.95Nm电动机的负荷率：%= 因 X100% = 96%<3

9、）满足调速范围的思考 如果(A% = 70%则调频范围为a =匸=11.7>a< = 9)负载转矩应限制在：Tl= 51Nm 确定传动比：X >| = 2.745选X= 2.755. 3重力负载的变频调速重力负载实施变频调速时，主要特点是什么?5. 3. 1重力负载及其特点1.重力负载的特点 <1)需要电磁抱闸iSa)a)重物下降b)图5-9电动机的状态 b)电动机的状态c)电流与功率V1）四象限运行的特点S_上升运行中减遠w a) r/nln -jJit DS fk/|w5卜W上升运行/片扇弋T/ aln&Jr/ni.n(An)图5- 11重物上升时的工作点I

10、 ）重物上升H）空钩 包括轻载）下降图5- 12空钩下降时的工作点图513重载下降时的工作点 a）重载下降 b）工作点皿）重载下降5. 3. 2起升装置的防溜钩1. 电磁制动器的接法L1|L2|L3| N|停止一运行运行一停上rx兔 <Fr, 28E>转矩确认fs CFr+13）/y知（P严卑；才代似）tsc :；如1 '）L； n OM 正 桜OFF-电动机运行餌（Fr. 279）OFFOFFCFF、-皿专270）| 0H社磁铁通电5 14戦:电磁制动器的接法L a）工频运行时 b）变频运行时册 v一 (Tr, Z63)OFFOFF；OFF /抱闸完成 '、/OF

11、F_图5 15无反馈矢量控制方式的防溜钩释皈定咸ON2. 变频运行时防溜钩的方法3. 应急措施举例<1）制动单元损坏后的应急措施KMRbVIJK25V52Cf|+V625V2JKMW图516制动单元损坏后的应急措施<2）变频器跳闸时的防溜钩图517变频器跳闸时的应急措施a）应急措施示意图b）接触器电路5. 3. 3大车的控制特点1.应预置瞬时断电的重合闸功能图518大车的拖动系统和馈电特点2.应预置下垂功能5. 4恒功率负载的变频调速恒功率负载实施变频调速时，要害问题是什么?5. 4. 1 恒功率负载的特点1.典型实例F = Con st;v = Const图5-20恒功率负载及其

12、特性a）卷径很小时b）卷径增大时 c）卷径最大时2. 主要特点<1）功率特点PL = F v = con st;<2）转矩特点Tl = Fr<3）转速特点 n l=冋 *5. 4. 2恒功率负载的系统容量1主要矛盾5. 4. 3卷绕机械变频调速要点1闭环控制图5- 23卷绕的闭环控制1=rw eqFuSTvvR u2.转矩控制 <在有反馈矢量控制模式下）RPmam心FU B丘（怕载转矩讥给定转巨）孕动态转缈图 5-24I ®卷绕的转矩控制a）控制系统示意图b）转矩与转速3. 功能预置要点<1）上限频率TI）主要着眼于减小系统容量；H）拖动系统在最高频率下

13、停留时间极短 二上限频率可预置为：fH = <23） fN<2）转矩提升JI）当被卷物的卷径最大时，负载的阻转矩也最大，而运行频率则 最低。H）在低频情况下，不存在轻载运行的工况。 皿）起动过程通常在轻载情况下进行。转矩提升”可以尽量提高，但必须注意在轻载过程中是否发生过电流”跳闸。<3）加、减速时间TI）在最轻负荷下起动；H）在最低频率下停机。二力口、减速时间的预置比较随意。5. 5 机床的变频调速金属切削机床实施变频调速主要特点是什么？5. 5. 1机床的机械特性1.车床的机械特性I"屉ru 1a）b）图5图5& 2龙车床的床的形与特特性a）龙门刨床外形

14、 b）龙床刨机械机械特性2.龙门刨床的机械特性5. 5. 2车床的变频调速实例1 .基本数据某意大利产SAG型精密车床，原拖动系统采用电磁离合器配合齿轮 箱进行调速，今改用变频调速。基本数据如下：<1）主轴转速共分八档：75、120、200、300、500、800、1200、2000r / m；<2）电动机数据：2.2kW; 1440r / min 14.6Nm<3）各档转速下的负载转矩<负载的实际功率按2 kW计算）表5- 6各档转速下的负载转矩档次12345678转速75M2020030050080012002000转矩63.763.763.763.738.223.

15、915.99.552.变频调速的方案<1) fx务如图5-35)所示<2) fxPfN 如图 5-35 b )所示。1500 1创05QSEM"CZ j ano©DEr500匚！._S5 S Jc图5-27 一档传动比带车床a） fx 譚nb） fx电fN10203040506070T图5 28两档传动比带车床<3） fx <2fN，两档传动比<4）传动比低速档：lo = 5;高速档：lo = 1.55. 5. 3龙门刨床刨台的变频调速1刨台的特性图5-29刨台的速度控制方案a）直流拖动时的控制方案b）变频调速时的控制方案3.停电防滑行装置R

16、S TU V WETcnTfTbf 、七S 8UFEDB-I停电仿滑行器 更頻碧系歹Db)l|N 7aTc TA7ETC U V图5-31停电防滑行装置a）停电防滑行框图b）变频器接线5. 6二次方律负载的变频调速二次方律负载实施变频调速时。须注意哪些问题?5. 6. 1 二次方律负载的特点1.转矩特点Tl=Kt Hl2nta)图5- 32二次方律负载及其特性2.功率特点Pl = =KpnL3严格地讲，转矩表达式应为： Tl = T° +Kt n l?功率表达式为：Pl= Po+ Kp n l35. 6. 2风机变频调速要点 1.变频器选型<1）容量 Pn < Pmn&l

17、t;2）类型 风机、水泵用变频器。2.功能预置要点<2）上限频率 <或最咼频率）假设：fX= 1. 1fN <nX = 1. 1 nN)贝S：T_x 胡.1 Tln =21 tln而：Tmx < /. 1) Tmn = 0. 91 Tln二 fHfN <fH 詣N )A* 1(H)a）b）c）图5-34风机对上限频率的限制a）变频风机b）转矩特性c）功率特性<3）加、减速时间与方式I）加、减速时间 Ti）风机的惯性较大； ii）起动与停机很不频繁力口、减速时间应适当延长，使起动时的电动机电流和停止时的直 流电压都限制在允许范围内。H）加、减速方式T风机在低速

18、时阻转矩很小，而在频率较高时阻转矩增加较快。以采用半S方式为宜。<4）起动功能根据需要，可预置起动前的直流制动功能，以保证零速起动。5. 6.3水泵变频调速要点1.与风机的不同点<1）加、减速时间TI）为了彻底消除水锤效应，加、减速时间不应太短；H）因为在很低速时，管路内的水压可能形成回流，故加、减速时 间也不宜太长。 取tA = tD F020s<2）加、减速方式T为了避免回流，水泵在低速段的滞留时间不宜太长。也以米用半S形加、减速方式为好。2.下限频率TI）供水系统有静扬程，频率太低，将无法供水。H）在多台水泵 并联”的情况下，管路内有一定压力。频率太低，变 频泵将难以供水。需要预置下限频率，通常：fL P5 35Hz5. 7恒压供水系统5. 7. 1恒压供水系统简介1.恒压供水的目的畀水戏aA ;生活小区泵泵水门压力戸 Ok I 沆量水面吸入口Gu a % a p i务=©g D=