变频器的选择和使用

1、第4章变频调速系统的控制4. 1变频器的外接主电路4. 1. 1外接主电路的配置1.变频器的输入主电路111-V YKIUFJ I ?U3亍1V Wa)O7图41变频器输入主电路a）主电路接法b）电路图L45 kW图4 6需要接入输出电抗器的场合a）电动机与变频器距离远b）小变频器带轻载大电动机4. 1. 2主要电器的选择1.空气断路器a)b)图43变频器接通电源a）需要考虑的问题b）接通电源时的电流选择原则2.接触器I QN>(1 .3 1 .4) I NKM1 选择： I km > I nKM2选择:I KM1.1 1 MN3.变频器与电动机之间的导线AU图45输出电路的电压降

2、要求:AU（2 3） %Un4. 2电动机的正、反转控制电路4. 2. 1电动机的起动1.起动方式50.00图4 7正转的基本控制方式a）不妥的起动方式b）面板控制 c）外接控制2.继电器控制a）变频器的接线 b）继电器控制电路3.自锁控制（三线控制）控制alceKFORUSqt图4 9正转的自锁控制a）电路接法b）变频器的上电控制功能别称：三线运转控制、自保运行4. 2. 2旋转方向的改变a）错误或不妥雲改变正转肿呢爲功能别称：电机方向选择、运行方向设定、端子运行正反转功能、转向限制4. 3外接控制端子的应用4. 3. 1输入控制端子举例1.外接输入端子应用举例F UM SB1m正向点动。悠

3、反向点动、KA10X3频率递增、KA 2X4频率递减fSQ<EH0X5外部故障CM功能码功能含义数据码L-63端子灯功能选择5L 一 64端子X2功能选捧6L-65端子阵功能逸择11L-G6端子筋功能选择12L一的端予爲功能选择8图4 11外接输入控制端子应用举例功能别称：输入端子功能选择、开关量输入端子功能、继电器类 输入端子功能、智能输入端子功能。2.多挡转速控制(1)控制要点-I ojJm. ass(2)控制电路输入端子状南料速档戳S3S2SIOFFOFFOH1OFFONOFF2OFFowON3ONOFFOFF4ONOFFON5ONONOFF6ONOMON7L-S3SI防子功能1-

4、545绅子功氈L65汩端子功龍i-ie冬脛逮1频率L 1£?冬股速2频率L-20多啓速3频率L-21李段速Q频L22劣国速E频率L23爼护谀斤炜奉L-24冬矗透T频率图412多挡转速的控制SE1SE SB3 S£4sB5SB& SE7|2i A 、Iif12 3 ELHnlmL. 一运运遴 段段檯a'COOCOOO 23467"OyS 7UV W罔皑舀ci cjn c ncon RUNxoMl12 X3 14X£ |X7PLCconYOY1Y2Y47hY6精入端子状态S3S2St档谀OFFpOFFOM1OFFOKOFF2CFFOKOff3

5、ONOFFOFF4OHOFFDJI5LMUNOFF6ONON7b>图413多档转速的控制4亠一cn>彳亠4亠7)a)电路图 b)操作按钮 c) PLC的梯形图4. 3. 2专用输出端子的应用举例1报警输出端相关功能：模拟量输出端子功能选择、模拟输出变量低限、模拟输 出变量高限、模拟输出设定、模拟输出增益、模拟输出内容、模拟输出 信号的换算因子。4. 3. 3多功能输出端子的应用1频率到达与频率检测11OK11IY1 ft1 11ONl lOFFOF?OFFOFFa)b)Y1状态图4-16频率到达与频率检测a)频率到达 b)频率检测2.应用举例U V WR s TUFUW4. 4多单

6、元拖动系统的同步控制4. 4. 1同步控制的概念1单元（主令单元）2单元£单元4单元图4-18多单元拖动系统4. 4. 2手动同步控制1.前后接续的同步控制4- 19前后接续的同步控制UVM-TXLJFRST2.继电器同步控制RSTLF1!ICMUVWXXn nm J mRST UF2g w OJ g u你骨曽忡冒a)r/jm s 卜riKA1b)CZ3r汀回aSE2<c|KA2SB1e)d)图4 20手动同步控制电路（继电器）a）1单元b）2单元c）3单元d）升速统调e）降速统调4. 5变频与工频的切换控制4. 5. 1切换控制的要点1. 主电路必须可靠互锁图4 22切换控制

7、的主电路a）切换控制的主电路b）互锁失败的后果2切换延时的要求与估算切换主电路 b）延时的估算a)4. 5. 2切换控制举例1继电器控制NL.1 1- L f 虫L7SIJT1mJZLRrK'lTRUnF图4-24变频与工频的切换电路a）主电路 b）继电器控制电路4. 5. 3水泵的切换控制1水泵断电后的时间常数a)b)图4一 26水泵断电后的停机时间a）水泵示意图 b）停机过程2. 电动机切断电源后的电磁过渡过程b)图4 27电动机切断电源后的电磁过渡过程a）转子电流 b）电动机的状态c）定子电动势的衰减曲线4.“差频同相”切换法图4 29 “差频同相”切换原理4. 6变频器的闭环控

8、制4. 6. 1闭环控制的目的1.空气压缩机的恒压要求3. 系统的工作设：Xt-目标信号，其大小与所要求的储气罐压力相对应，也称目 标值；Xf-压力变送器的反馈信号（被控信号），其大小与储气罐的实 际压力相对应，也称实际值。则：变频器输出频率?x的大小由合成信号x t-X f)决定如 pp T：则X f>Xt( Xt-x f)V 0T P X F JT直至(xXt)为止反之，如pvp T:则XFv Xtt( xt-xf)> 0T ?X fT nM fT p fTX f!t直至（x fXt）为止4. 6. 2 PID调节的概念 1问题的提出 控制的依据：（XtX F） 控制的目标：（

9、XfX t）tXt X f）0图4 32控制过程的矛盾目际值ppT12/7U 口U F誤儿一丿,/ 1:匕浙-旺”師S nTV+丿一当前道VIIGNEM2屍fA A A Im If空气IK缩机2.比例增益环节（P）图4 33弓I入比例增益（P）表3 2比例增益与静差的关系Xg4VKp10100100010000100000e = Xt Xf0.40.040.0040.00040.00004P调节的结果a)b)图 3 -34P的大小与振荡a) P调节的含义 b) P调节的结果3. PI调节(1)基本含义图4 35 PI的含义与作用a) PI调节的含义b) PI调节的结果(2) Ti大的结果a)b

10、)图4 36 Ti大的结果a) Ti大的合成信号b)系统调节的结果4. PD调节功能别称：闭环控制功能选择、PID功能使能、内藏PID控制、工艺PID控制6. PID控制的工作过程A L A -* A LQ 口 dIDd0F50> 00|o OCD O oooD V+d vi2 CVF ii -G1D V-图4 40恒压供气工况a）恒压供气系统b） PID工作过程4. 6. 3变频器的PID功能1. 目标信号与反馈信号的接入a）图4 41 PID有效后的信号输入与加、减速时间a）键盘给定b）电位器给定c）加减速时间d） PID决定工作状态2. PID的控制逻辑(1)负反馈图4 42负反馈

11、控制a)空压机的恒压控制b)频率与反馈值的关系(2)正反馈r TZISJTra)图 4 43a)会议室的恒温控制正反馈控制b)频率与反馈值的关系4. 6. 4闭环控制的实施1传感器的接线(1)使用远传压力表图4 44远传压力表的接法(2)使用压力传感器2. 目标值的描述与确定（1） 目标值的表达Xt常用电压信号，或键盘的数字量;Xf常用电流信号。Xt和Xf都用百分数来描述。（2）目标值的确定假设：用户要求将压力稳定在0.6Mpa1）压力表量程为0 1 Mpa。则Xt= 60%2）压力表量程为05 Mpa。则Xt= 12%4. 6. 5闭环控制的起动问题（积分饱和） 1起动存在的问题图4 47风

12、机的恒温控制2.解决方法1利用温度控制器的PID功能（1）接线特点（2）比例带的概念在上限（Yh）和下限（Yl）相同的前提下，按比例变化的区间图4 49比例带与比例增益3. 解决方法2-利用外接端子切换的K贬厂KA27KSTUVW冷空气ILT'話筍TC会图4 50闭环与开环控制的切换4. 解决方法3-利用变频器自身的起动功能安川CIMR G7A系列：功能码b5 17用于预置“ PID指令用加减 速时间”。当PID功能有效时，其起动过程中的加、减速时间将由 b5 17功能独立决定。4. 6. 6 多台变频泵的 PID控制1基本方法2.多台变频泵的切换(1) 加泵设KA1闭合，M1处于运行状态；当fX1 = 50Hz，而压力仍偏低时：KA2闭合，M2起动，投入运行。(2) 减泵当fxi和fx2都运行在下限频率，而压力仍偏咼时: KA1断开，M1减速并停止。4. 7 PID控制的应用举例4. 7. 1中央空调及其冷却水系统盘苣网机LJ-LJ|JDFlLI8°U加丄冷冻主机图4 52中央空调系统示意图4. 7. 2 冷却水的PID控制1.控制电路图4 53冷却水的变频控制2.相关功能表