第十一章 变频调速技术的应用

1、第第十一十一章章 变频调速技术的应用变频调速技术的应用 11.1 变频调速技术在工业生产中的变频调速技术在工业生产中的应用概况应用概况1、变频调速技术在钢铁企业中的应用 2、在有色冶金行业中的应用3、变频调速技术在石化行业中的应用 4、变频调速技术在化纤、纺织、印染行业中的应用 5、变频调速技术在医药行业中的应用 6、变频调速技术在造纸行业中的应用7、变频调速技术在烟草行业中的应用8、变频调速技术在供水行业中的应用9、变频调速技术在食品饮料、包装行业中的应用10、变频调速技术在建材、陶瓷行业中的应用11、变频调速技术在机械行业中的应用 12、变频调速技术在轨道动力机车中的应用 11.2 现代变

2、频器的运行功能现代变频器的运行功能11.2.1 变频器的频率给定方法变频器的频率给定方法1.面板给定面板给定是利用键盘上的数字增加和减少键配合显示来进行频率的数字量给定和调整。2.预置给定起动前，通过程序预置的方法预置给定频率；起动时，按运行RUN键（或正转FWD键或反转REV键），变频器将自动升速至预置频率。3.外接给定从控制接线端上引入外部电压或电流信号进行频率设定，常用于远程控制。 11.2.2 与频率有关的变频器功能与频率有关的变频器功能1.最高频率根据变频器的工作需要设置的最高工作频率。2.基本频率变频器调节频率时用做基准的频率。通常取电动机的额定频率。3.上限频率与下限频率根据具体

3、的拖动系统要求，可为变频器设入上限工作频率和下限工作频率。 4.回避频率为了避免在某些转速下机械系统发生共振，必须使变频器“回避”掉可能引起的共振频率，称为回避频率。5.点动频率 6. 载波频率11.2.3 变频器的升速和起动功能变频器的升速和起动功能1.升速时间设定对拖动系统来讲，升速时间长一点可以减少起动电流，减少机械冲击，但过长又浪费时间，惯性大的系统难以加速，起动时间设置应长一些 。2.升速方式选择由于负载性质的不同，变频器为用户提供的加速方式主要有3种图11-1 变频器的升速方式(a)线形和S形；(b)半S形3.与起动有关的其他功能1）起动频率。2）起动前的直流制动功能。3）起动锁定

4、功能。4）暂停升速功能。 11.2.4 变频器的降速和制动功能变频器的降速和制动功能1.降速时间与降速方式设定降速时间时要考虑的主要因素是拖动系统的惯性。惯性越大，则设定降速时间应越长，此外还应考虑系统能承受的冲击。降速方式和升速方式相同，有线性、S型和半S型几种降速方式可供选择。2.直流制动功能直流制动功能是当频率下降到一定程度时，向电动机绕组通入直流电从而迫使交流电动机迅速停车。该功能需要设定的3个参数是：直流制动电压、直流制动时间和直流制动起始频率。3.外接制动电阻和制动单元此制动电阻即为直流侧泵升电压限制回路中的耗能电阻。在小容量变频器中，一般都接有内接制动电阻和制动单元；在较大容量的

5、变频器中，把外接制动电阻和制动单元作为选配件，需另外购买，而变频器的直流侧留有接线端子。11.2.5 变频器的变频器的U/f控制功能控制功能图11-2 单一U/f补偿设定线图11-3 分段U/f补偿设定线11.2.6 变频器的转差补偿、矢量控变频器的转差补偿、矢量控制、节能运行功能制、节能运行功能1.转差补偿功能转差补偿是变频器根据负载电流的增加自动适当提高变频器的输出频率，以补偿由于负载增加而引起的转速降落，提高机械特性硬度。实际应用中，用户只需设入在额定负载时的补偿量即可。2.矢量控制功能不少新系列的变频器在不增加售价的情况下都配上了矢量控制功能。其设定方法十分简单，有的只须选择“用”或者

6、“不用”，有的则需设入电动机的容量和极数。也有的还须设定“有反馈”或“无反馈”。 3.节能运行功能有的变频器设置了节能运行方式，例如：1）轻载时自动降低转矩补偿的档次；2）由用户设入一个“节能增益”值，轻载时在设定的转矩补偿线的基础上，按节能增益值降低电压。还有的变频器设置了更高级的节能运行功能。变频器运行中能够自动搜索最佳工作点，使电动机总是在最佳工作点上进行节能运行。11.2.7 变频器的往复变速功能和闭变频器的往复变速功能和闭环控制功能环控制功能1.往复变速功能图11-4 变频器的往复变速运动主要设置如下6个参数：频率变化幅度A；幅值跳变量D；升速时间B；降速时间C；基频上偏置X；基频下

7、偏置Y。 2.闭环控制功能在 一些动态性能和控制精度要求不高的系统中，只要从辅助信号输入端引入反馈，就可以构成简单闭环系统。其缺点是：1）输出值与给定值 有偏差；2）反馈太弱时，动态过程太慢，太强时则可能引起输出振荡。11.2.8 外接控制功能和通信功能外接控制功能和通信功能1.变频器的输入控制端子及其功能图11-5 变频器的常用外接控制器11.2.9 变频器保护、显示功能变频器保护、显示功能1.过电流保护功能在电动机堵转、输出侧短路、直流侧短路、升速或降速过快等情况下，变频器均会过电流。最大电流限定值由用户设定，当运行中发生过电流时，变频器会自动降频运行。如升速（降速）过程中出现发生过电流，

8、变频器会暂停变速，加长过渡过程，具有很强的过电流自调整功能。2.过载保护功能变频器具有准确检测电流瞬时值的能力，因此，内部程序可以进行准确的过载温升反时限发热曲线计算，实现类似于热继电器的过载保护功能。3.过电压保护功能变频器的电源电压要求不超过额定输入电压的10%。除电源过电压外，变频器一般有两种过电压：一是泵升电压；二是换相感应过电压。最高泵升电压也由用户设定，如升降速中出现过电压，则变频器将暂停升降速，以进行过电压保护。对换相感应过电压，则由压敏电阻、阻容吸收电路来保护。4.其他保护功能除了过电流、过电压、过载等保护外，变频器还设置有：风扇运转保护（风扇不转时停掉变频器）；逆变模块散热板

9、的过热保护；制动电阻过热保护；负载三相不对称保护；变频器内部出错保护；瞬时停电保护（停电时间较短可恢复再起动）等功能。5.故障自处理功能变频器对一定范围内的故障，可以既不报警也不跳闸，先进行自行处理解决，如果自处理不能抑制故障或出现不能自处理的故障（如紧急停车、外部输入故障），才会跳闸停机并进行故障显示。6.变频器的显示功能变频器一般配置发光二极管显示和液晶显示屏显示，主要显示项目有：当前运行状态显示；运行数据显示；预置显示；输入/输出状态显示；模拟输出数据显示；故障原因及数据显示。11.4 变频调速的运行特点变频调速的运行特点 （一）起动特点1. 软起动功能2. 变频器本身具备很强的保护功能

10、和控制功能3. 瞬停停再起动控制具体的要求为：1）电源复电后，自动给出再启动信号，调整变频器到初期状态。2）根据自由停车中电动机的残留电压推算出电动机的角频率，使变频器的输出频率跟踪它。3）当电动机的残留电压经过数秒衰减后，再慢慢升高变频器的输出电压使电动机接入变频器。（二）应用方式1. 独立单机2. 直合旁路3. 并联多机4. 多机循环软起动（三）变频器容量的选择原则所选变频器的额定输出电流必须大于电动机的额定电流。同样，对于电动机来说，不是看其容量的值，而是用其额定电流与变频器的额定输出电流进行比较。选择变频器容量时，除了要考虑变频器和电动机的特性外，还必须考虑负载的性质和起动要求。 1. 变频器容量必须大于负载所要求的输出功率，即2. 变频器容量不能低于电动机容量，即3. 变频器电流I0应大于电动机额定电流，即起动时，变频器容量应满足下式：0PcosDkP0P3310MMkU I0IMkI0P2973 cos375LAknGD nTt（四）应用中应注意的事项由于变频器的更新换代