变频器的使用介绍.ppt
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1、第第2章章 变频器的使用变频器的使用 2.1 变频器概述变频器概述 2.2 变频器输出频率的设置或修改变频器输出频率的设置或修改 2.3 三菱通用变频器三菱通用变频器FR-E500系列的使用系列的使用 2.1 变频器概述变频器概述 2.1.1 三相交流异步电动机的调速方法三相交流异步电动机的调速方法 由公式可知,改变三相交流异步电动机的转速可通过以下三种方由公式可知,改变三相交流异步电动机的转速可通过以下三种方法来实现。法来实现。三相交流异步电动机的转速公式为三相交流异步电动机的转速公式为1.变极调速变极调速2.变转差率调速变转差率调速 3变频调速变频调速 变频调速具有调速范围宽,调速平滑性好
2、,机械特性硬的特变频调速具有调速范围宽,调速平滑性好,机械特性硬的特点。可以认为,在转差率点。可以认为,在转差率s变化不大的情况下,电动机的转速变化不大的情况下,电动机的转速n与电与电源频率源频率f1大致成正比,若均匀地改变电源频率大致成正比,若均匀地改变电源频率f1,则能平滑地改变,则能平滑地改变电动机的转速电动机的转速n。2.1.2 变频器的用途和构造变频器的用途和构造 使用使用变频器的器的电动机大大降低了启机大大降低了启动电流,启流,启动和停机和停机过程平程平稳,减少了,减少了对设备的冲的冲击力,延力,延长了了电动机及生机及生产设备的使用寿命。的使用寿命。1变频器的用途变频器的用途(1)
3、平滑调速。)平滑调速。图2.1 变频器变频输出(2)节能。)节能。(3)提高自动化控制水平。)提高自动化控制水平。2通用通用变频器的构造器的构造图2.2 变频器的基本构造图2.3 变频器主电路结构1正弦脉宽调制波(SPWM)2.1.3 变频器的工作原理变频器的工作原理图2.4 正弦脉宽调制波(SPWM)2单相正弦脉宽调制电路图2.5 单相正弦脉宽调制电路 (1)在调制波的正半周,V1保持导通,V2保持截止。当V4受控导通时,负载电压Uo=Ud,当V4受控截止时,负载感性电流经过V1和VD3续流。(2)在调制波的负半周,V2保持导通,V1保持截止。当V3受控导通时,负载电压Uo=Ud,当V3受控
4、截止时,负载感性电流经过V2和VD4续流。3三相正弦脉宽调制过程 图2.6 变频器逆变电路V1V6管导通及输出线电压波形图 在一个周期内,V1V6晶体管的导通电角度均为180,同一相的上下两个晶体管交替导通。例如在0180电角度内,V1导通、V2截止;在180360电角度内V2导通、V1截止。各相开始导通的相位差为120,例如V3从120、V5从240开始导通,据此可画出V3与V4、V5与V6的导通波形。可以看出,在任意时刻,均有3只晶体管导通。(1)u/f控制方式控制方式(2)矢量控制方式)矢量控制方式4变频调速控制方式变频调速控制方式图2.7 u/f曲线 矢量控制方式是变频器的高性能控制方
5、式,特别是低频转矩性能优于u/f控制方式。2.1.4 变频器电路配线与注意事项变频器电路配线与注意事项变频器的主器的主电路配路配线如如图2.8所示。所示。图2.8 变频器主电路配线配线注意事项如下(1)绝对禁止将电源线接到变频器的输出端U、V、W上。(2)在变频器不使用时,可将断路器断开,起电源隔离作用;当线路出现短路故障时,断路器起保护作用,以免事故扩大。但在正常工作情况下,不要使用断路器启动和停止电动机。(3)在变频器的输入侧接交流电抗器可以削弱三相电源不平衡对变频器的影响,延长变频器的使用寿命,同时也降低变频器产生的谐波对电网的干扰。(4)当电动机处于直流制动状态时,电动机绕组呈发电状态
6、,会产生较高的直流电压反送直流电压侧。可以连接直流制动电阻进行耗能以降低高压。(5)由于变频器输出的是高频脉冲波,所以禁止在变频器与电动机之间加装电力电容器件。(6)变频器和电动机必须可靠接地。(7)变频器的控制线应与主电路动力线分开布线,平行布线应相隔10cm以上,交叉布线时应使其垂直。变频器模拟信号线的屏蔽层应妥善接地。(8)通用变频器仅适用于一般的工业用三相交流异步电动机。(9)变频器的安装环境应通风良好。2.2 变频器输出频率的设置或修改变频器输出频率的设置或修改 2.2.1 设置或修改变频器输出频率的方法设置或修改变频器输出频率的方法 1面板功能键面板功能键按面板上增、减键设置或修改
7、输出频率值。按面板上增、减键设置或修改输出频率值。2面板电位器面板电位器旋动面板电位器旋钮可以设置或修改连续变化的输出频率值。旋动面板电位器旋钮可以设置或修改连续变化的输出频率值。3外部接点端子外部接点端子用外部高速、中速、低速或多段速接点端子的通断来改变输出频率。用外部高速、中速、低速或多段速接点端子的通断来改变输出频率。4外部模拟信号端子外部模拟信号端子用外部模拟电压值或模拟电流值的变化设置或修改输出频率。用外部模拟电压值或模拟电流值的变化设置或修改输出频率。1最大最大频率率fmax、基准、基准频率率fN和基准和基准电压UN图2.9 输出频率与输出电压的关系 2.2.2 变频器输出频率的含
8、义变频器输出频率的含义 在调速过程中,有时需要多个不同速度的阶段,通常可设置为在调速过程中,有时需要多个不同速度的阶段,通常可设置为315段不同的输出频率。段不同的输出频率。2上限频率上限频率f和下限频率和下限频率fL变频器的输出频率被限定在上下限频率之间,以防止误操作时发生失误。变频器的输出频率被限定在上下限频率之间,以防止误操作时发生失误。3启动频率启动频率启动信号为启动信号为ON的开始频率,通常出厂设定值为的开始频率,通常出厂设定值为0.5Hz。4点动频率点动频率点动操作时的频率,通常出厂设定值为几赫兹。点动操作时的频率,通常出厂设定值为几赫兹。5跳跃频率跳跃频率跳跃频率是指运行时避开某
9、个频率。如果电动机在某个频率下运跳跃频率是指运行时避开某个频率。如果电动机在某个频率下运行时生产设备发生机械谐振,则要避开这个频率。行时生产设备发生机械谐振,则要避开这个频率。6多段速频率多段速频率载波频率偏低,电动机运行时会产生噪声;载波频率偏高,工载波频率偏低,电动机运行时会产生噪声;载波频率偏高,工作损耗增大。变频器出厂时已设置了较好的载波频率,一般不需要作损耗增大。变频器出厂时已设置了较好的载波频率,一般不需要重新设定。重新设定。7.制动频率制动频率当变频器停止输出时,频率下降到进行直流制动的频率。在生产工当变频器停止输出时,频率下降到进行直流制动的频率。在生产工艺需要准确定位停机时,
10、需要设置制动频率、制动时间和制动电压。例艺需要准确定位停机时,需要设置制动频率、制动时间和制动电压。例如,三菱变频器如,三菱变频器FR-E540-0.75K-CHT的出厂设定值分别为的出厂设定值分别为3Hz、0.5s和和电源电压的电源电压的6%。8输入最大模拟量时的频率输入最大模拟量时的频率指输入模拟电压指输入模拟电压5V(10V)或模拟电流)或模拟电流20mA时的频率值,通常时的频率值,通常出厂设定值为出厂设定值为50Hz。9载波频率载波频率2.3 通用变频器通用变频器FR-E500的使用的使用 图2.10 变频器FR-E500外形与端子板三菱通用三菱通用变频器器FR-E540-0.75K-
11、CHT的容量和的容量和输入入/输出参数出参数见表表2.2。变频器的型号器的型号额定容定容量量额定定输出出电流流适配适配电机机功率功率输 入入 参参 数数输 出出 参参 数数电 压频 率率电 压频 率率FR-E540-0.75K-CHT2kVA2.6A0.75 kW380480V50/60Hz380480V0400Hz表2.2通用变频器FR-E540-0.75K-CHT容量和输入/输出参数2.3.1 变频器的配线图与端子板变频器的配线图与端子板 1变频器的基本变频器的基本配线图配线图 图2.11 三菱变频器FR-E500基本配线图 控制控制电路端子如路端子如图2.12(b)所示,控制)所示,控制
12、电路端子符号与功能路端子符号与功能说明明见表表2.4。图2.12 变频器主电路、控制电路端子 2主电路端子主电路端子主电路端子如图主电路端子如图2.12(a)所示,主电路端子符号与功能说明见表)所示,主电路端子符号与功能说明见表2.3。3控制电路端子控制电路端子表2.3主电路端子符号与功能说明端端 子子 符符 号号端子功能端子功能说明明 、E接地端。接地端。变频器外壳必器外壳必须可靠接大地可靠接大地+、连接制接制动单元元+、PR在在+、PR间可接直流制可接直流制动电阻阻+、P1拆除短路片后,可接直流拆除短路片后,可接直流电抗器,将抗器,将电容容滤波改波改为LC滤波,以提高波,以提高滤波波效果和
13、功率因数效果和功率因数L1、L2、L3三相三相电源源输入端。接入端。接电网三相交流网三相交流电源源U、V、W变频器器输出端。接三相交流异步出端。接三相交流异步电动机机端端 子子 符符 号号端子功能端子功能说明明备 注注STF正正转控制命令端控制命令端输入信号端入信号端与与SD端子端子闭合有效合有效STR反反转控制命令端控制命令端RH、RM、RL高、中、低速及多段速度高、中、低速及多段速度选择控制端控制端MRS输出停止端出停止端RES复位端复位端PCDC 24V负极,外部晶体管公共端的接点(源型)极,外部晶体管公共端的接点(源型)SDDC 24V正极,正极,输入信号公共端(漏型)入信号公共端(漏
14、型)与与PC之之间输出直流出直流24V、0.1A10频率率设定用定用电源、直流源、直流5V输入模入模拟电压、电流信号来流信号来设定定频率率5V(10V)对应最大最大输出出频率率20mA对应最大最大输出出频率率2模模拟电压输入端,可入端,可设定定05V、010V4模模拟电流流输入端,可入端,可设定定420mA5模模拟输入公共端入公共端A、B、C变频器正常:器正常:B-C闭合,合,A-C断开断开变频器故障:器故障:B-C断开,断开,A-C闭合合触点容量:触点容量:AC230V/0.3A DC30V/0.3ARUN变频器正在运行(集器正在运行(集电极开路)极开路)变频器器输出出频率高于启率高于启动频
15、率率时为低低电平,否平,否则为高高电平平FU频率率检测(集(集电极开路)极开路)变频器器输出出频率高于率高于设定的定的检测频率率时为低低电平,否平,否则为高高电平平SERUN、FU的公共端(集的公共端(集电极开路)极开路)AM模模拟信号信号输出端(从出端(从输出出频率、率、输出出电流、流、输出出电压中中选择一种一种监视),),输出信号与出信号与监视项目内容成比例关系目内容成比例关系输出出电流流1mA,输出直流出直流电压010V。5为输出公共端出公共端RS-485PU通信端口通信端口最最长通信距离通信距离500m表2.4控制电路端子符号与功能说明 2.3.2 变频器操作面板与参数设定变频器操作面
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