台达变频器应用讲义

1、台达变频器应用讲义台达变频器应用讲义濟南機電事業部濟南機電事業部 張玉磊張玉802713335107099Z回目录2异步电机的基本参数异步电机的基本参数 额定功率 额定电流 额定电压 额定转速 极数 引出端子基本接法 频率范围回目录3异步电动机的调速方法异步电动机的调速方法 l 调压调速控制加于电动机定子绕组的电压； l 串级调速控制附加在转子回路的电势； l 变频调速控制定子的供电电压与频率； l 异步电动机矢量变换控制系统； l 无换向器电机调速系统； l 电磁转差离合器调速系统等。回目录2022-3-34 n=(1-s)(60f/p)n-转子转速转子转速(r

2、/min)s-转差率转差率(%)f-供电电源频率供电电源频率(Hz)p-电机极电机极对对数数异步电机变频器调速回目录5异步电动机的工作原理 由上式可知，异步电动机的调速方法分为三种：l l 改变转差率改变转差率S调节定子电压、转子电阻、转子电压、定转子供电频率等。l l 改变极对数改变极对数l l 改变频率改变频率)1 (60spfn回目录6什么是变频器？ 变频器是利用电力半导体器件(IGBT)的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。(把电压和频率固定不变的交流电整流成直流电，然后再PWM脉宽调制成电压或频率可变的交流电输出给电机的装置 )回目录7变频器的分类变频调速系统的分类变频调

3、速系统的分类 1. 交直交变频调速交直交变频调速带直流环节的间接变频调速 2. 交交变频调速交交变频调速不带直流环节的直接变频调速回目录8无环流有环流有无环流交叉连接整流电路反并联整流电路连接方式三相三相单相单相相数交变频调速交脉冲宽度调制型晶闸管直流开关相位控制晶闸管整流调压方式电流型电压型直流电源型式通电型）带辅助晶闸管（通电型）带辅助晶闸管（串级二极管式串级电感式换流电路交变频调速直交120180回目录9变频器M3交 流交 流(a)整流器交 流直 流(b)滤波器逆变器M3交 流 图1-1 两种类型的变频器(a) 交交变频器；(b) 交直交变频器回目录10变频器基本原理 交交变频器没有明显

4、的中间滤波环节， 电网交流电被直接变成可调频调压的交流电， 又称为直接变频器。 而交直交变频器先把电网交流电转换为直流电， 经过中间滤波环节之后， 再经过逆变才转换为变频变压的交流电， 故称为间接变频器。 从图1-1(a)、 (b)的对比中可以看出， 交直交变频器有一个明显的中间滤波环节， 按照这个中间滤波环节是电容性或是电感性可以将交直交变频器划分为电压（源）型或电流（源）型交直交变频器。 回目录11 目前通用变频器产品最常用的是交直交电压型电路形式， 其结构如图1-2所示。 该电路首先用二极管整流器接入电网， 将交流电变成直流电， 整流之后采用电容滤波， 获得平直的直流电压， 再由逆变器将

5、直流能量逆变成可以调频调压的新交流电。回目录12图1-2 交-直-交PWM变压变频器变压变频变压变频(VVVF)中间直流环节中间直流环节恒压恒频恒压恒频(CVCF)PWM逆变器逆变器DCACAC 50Hz调压调频调压调频C回目录13变频器系统框架回目录14变频器系统框图逆变电路M3变压变频IGBT阻容保护过流过压单片机控制系统IGBT隔离驱动电路SPWM专用集成电路防冲击保护频率给定恒压恒频交流电源整流电路 滤波电路回目录15几个基本概念 控制方式VF控制矢量控制转矩控制 在AC马达中，转子由定子绕组感应来的电流产生磁束场。定子电流含两个成份，一个影响磁束场，另一个影响马达输出转矩。要使用AC

6、马达在需要速度与转矩控制的场合，必须能够把影响转矩的电流成份分离控制，而磁束向量控制法就是能够分离这两个成份独立控制。(具有大小与方向的物理量，即所谓的向量。) 回目录16为什么变频器的电压与电流成比例的改变 异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定转矩下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。 回目录17能耗能耗制制動動电动机制动时，电动机的发电作用, 使负载的动能转成电能，回灌至变频器的DC-BUS直流总线

7、，DC-BUS电压升高，可通过制动晶体（制动单元）, 将反电动势泄放到制动电阻上转换成热能消耗掉, 实现电机的快速制动。也可以通過能量回授单元（AFE2000)，回收利用电机制动时的发电能量。 變頻器 電能 電動機(發電機) 機械能 熱能 制動電阻器 回目录18关于频率的名词术语 1。给定频率F 2。实际输出频率H 3。点动频率 4。上限频率 5。下限频率 6。最高操作频率回目录19PWM和PAM PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调值方式。 PAM是英文Pulse Amplitude Modu

8、lation(脉冲幅度调制)缩写，是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度，以调节输出量值和波形的一种调制方式。 回目录20电压型与电流型 变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 回目录21开环是什么意思 给所使用的电机装置设速度检出器(速度编码器)，将实际转速反馈给控制装置（变频器+PG卡）进行控制的，称为“闭环”，不用PG运转的就叫作“开环”。目前变频器多为开环方式，也有些应用利用闭环控制（约30%），实现精确的速度控制、或转矩控制。 回目录22变频器的铭牌回目录23变频器配线

9、回目录24变频器配线回目录25配线回目录26回目录27直流电抗器/制动单元/制动电阻如应用于频繁加速刹车或需要较短的加速时间的场所（高频度运转和重力负载运转等），变频器的制动能力不足时或为了提高制动力矩等，则必须外接制动电阻。对于15KW以上机种，内部没有制动电阻器的驱动回路（但C2000等一些新系列机型刹车单元已经内置至30KW)。有时为了提高制动能力，请使用外部制动单元和制动电阻（两者均为选配）。回目录28制动电阻/制动单元的选择回目录29输入信号回目录30输入信号回目录31输入信号连接微弱的模拟信号，特别容易受外部杂讯干扰影响，所以配线尽可能短（小于20米），并应使用屏蔽线。此外屏蔽线的

10、外围网线基本上应该接地，但若干扰杂讯大时，连接到ACM端子的效果会更好。连接外部的模拟信号输出器时，有时会由于模拟信号输出器或由于交流电机驱动器产生的干扰引起误动作，发生这种情况时，可在外部模拟输出器侧连接电容器和铁氧体磁环。回目录32输出信号应正确连接外部电源的极性。连接控制继电器时，在其激磁线圈两端应并接突波吸收器，并且注意正确连接极性。回目录33输出信号回目录34通讯接口回目录35EMC-PG01LR/L1S/L2T/L3無熔絲斷路器NFBRST+1 +2/B1 B2U/T1V/T2W/T3M3制動電阻(選購)馬達短路片-UWVVPDCMA1A1B1B1Z1Z1PG增量型編碼器Line

11、driverAOAOBOBOZOZOMPGA2A2B2B2手搖輪10-1710-18Line driverEMC-PG01L回目录36面板回目录37断电情况下查看E变频器的端子接线，上电查看变频器面板显示。回目录38变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 V/FV/F控制控制 回目录39变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 V/FV/F曲线曲线 回目录40变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 回目录41变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 V/FV/F控制应用场合控制应用场合 对速度要求不是很高的场合对速度要求不是很高的场合 风机水泵风机水泵 喷泉

12、系统喷泉系统 木工机械木工机械 纺织机械纺织机械 回目录42变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 SVCSVC控制控制 回目录43变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 回目录44变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 回目录45请查看E系列说明书关于以上参数说明。请面板启动变频器，面板设定频率为30HZ回目录46请查看E系列说明书关于以上参数说明。请面板启动变频器，面板设定频率为30HZ请尝试VF和向量模式回目录47变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 FOC+PGFOC+PG控制控制 回目录48变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 回

13、目录49变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 回目录50变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 回目录51变频器调试步骤和相关参数变频器调试步骤和相关参数 回目录調機調機-V/F試運行試運行主要針對主軸馬達而言，因主軸馬達銘牌一般不會標示清楚，所以要先以主要針對主軸馬達而言，因主軸馬達銘牌一般不會標示清楚，所以要先以V/F來測試來測試將參數設定為將參數設定為出廠值且電機出廠值且電機連接正確連接正確1輸入電機之輸入電機之最大頻率最大頻率01-00額定頻率額定頻率01-01額定電壓額定電壓01-02控制模式控制模式00-10=0VF控制模式控制模式將運轉頻率設為將運轉頻率設為

14、電機額定頻率電機額定頻率2RUNNO電流與電流與轉速是轉速是否合理否合理?電流與電流與轉速是轉速是否合理否合理?觀察輸出電流及觀察輸出電流及電機轉速電機轉速3將頻率命令慢慢將頻率命令慢慢提昇到最大操作提昇到最大操作頻率頻率4恭喜您恭喜您V/FV/F曲線曲線正確馬達可以高正確馬達可以高速運行速運行STOP5請再調整請再調整V/F曲曲線，重新線，重新RunSTOP6馬達可能無法超馬達可能無法超頻運行頻運行STOP7YESNOYESCheck point1.電流是否接近或超過滿載電流電流是否接近或超過滿載電流2.滑差有無過大滑差有無過大Check Point1.電流是否有隨著增速而遞減電流是否有隨著

15、增速而遞減2.滑差無過大滑差無過大回目录馬達參數自動量測馬達參數自動量測(電機電機1)YESNO1馬達可馬達可否與負否與負載分離載分離3.2輸入電機無載電輸入電機無載電流流05-05(05-05(用猜的用猜的) )將參數將參數05-0005-00設設定為定為2(2(靜態量靜態量測測) )，後按後按RUNRUN3.3將參數將參數05-0005-00設設定為定為3(3(靜態量測，靜態量測，電機軸心需鎖電機軸心需鎖死死) )，後按，後按RUN(RUN(若沒鎖死馬若沒鎖死馬達會運轉達會運轉) )將參數設定為將參數設定為出廠值且電機出廠值且電機連接正確連接正確1根據馬達銘牌輸根據馬達銘牌輸入入額定電壓額

16、定電壓01-02額定頻率額定頻率01-01滿載電流滿載電流05-01馬達功率馬達功率05-02額定轉速額定轉速05-03馬達極數馬達極數05-04根據馬達馬力數根據馬達馬力數大小輸入適當之大小輸入適當之加減速時間加減速時間01-12,01-13若馬達之基底若馬達之基底頻率大於參數頻率大於參數01-00最大操作最大操作頻率時頻率時,請將請將01-00之設定值設之設定值設為與為與01-01相同相同2將參數將參數05-0005-00設設定為定為1(1(動態量動態量測測) )，後按後按RUNRUN，注意，注意馬達會旋轉馬達會旋轉3.1NO2靜待一會，電靜待一會，電機停止後便完機停止後便完成成. .小電

17、機約小電機約3030秒秒, ,大電機則視大電機則視加減速時間加減速時間. .如果失敗如果失敗, ,則會顯則會顯示示AUE.AUE.請檢查配請檢查配線及各參數是否線及各參數是否適當適當檢查參數檢查參數05-00,05-05-00,05-06,05-07,05-06,05-07,05-08,05-0908,05-09是否已是否已經有成功將數值經有成功將數值寫入寫入4回目录FOC+PG回授控制調機回授控制調機-試運行試運行選擇適合編碼選擇適合編碼器電源及輸入器電源及輸入形式之形式之PG回回授卡授卡1正確安裝於變正確安裝於變頻器插槽內且頻器插槽內且依照定義正確依照定義正確配線配線輸入編碼器每輸入編碼器

18、每轉產生之脈波轉產生之脈波數數10-002輸入編碼器輸輸入編碼器輸入型式入型式10-01EMV-PG01XEMV-PG01OEMV-PG01L將控制模式將控制模式00-10設為設為3設定較低的速設定較低的速度來測試度來測試RUN是否出現是否出現PG異常或異常或速度異常速度異常試試看其他頻試試看其他頻率速度率速度A改變轉向改變轉向STOPPGF1 檢查參檢查參數數PGF2 斷線斷線PGF3 回授失回授失速速PGF4 轉差異轉差異常常B排除後重新運排除後重新運轉轉電流異常電流異常C檢查編碼器脈檢查編碼器脈波數與參數波數與參數10-00是否相是否相同同檢查機械齒輪檢查機械齒輪比比10-27,10-28設定是否正設定是否正確確排除後重新運排除後重新運轉轉YESNO回目录慣量估側慣量估側檢查負載與馬檢查負載與馬達耦合無誤達耦合無誤依負載慣量調整依負載慣量調整加減速時間，負加減速時間，負載慣量越小加減載慣量越小加減速時間設越短速時間設越短2RUNNOYES使之快速正反使之快速正反運轉運轉, , 觀察觀察11-01參數值之變參數值之變化化3FWDREV11-01之數之數值是否有