台达变频器应用讲义

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,回目录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,1,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。,2,n=(1-s)(,60,f/p),n-转子转速(r/min),s-转差率(%),f-供电电源频率(Hz),p-电机极,对,数,异步电机变频器调速,9/20/2024,3,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,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,改变极对数,l,改变频率,4,什么是变频器？,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,),5,变频器的分类,变频调速系统的分类,1.,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,不带直流环节的,直接变频调速,6,7,图1-1 两种类型的变频器,(a) 交交变频器；(b) 交,直交变频器,8,变频器基本原理,交,交变频器没有明显的中间滤波环节， 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。,9,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， 再由逆变器将直流能量逆变成可以调频调压的新交流电。,10,图,1-2 交-直-交PWM变压变频器,变压变频,(VVVF),中间直流环节,恒压恒频,(CVCF),PWM,逆变器,DC,AC,AC, 50Hz,调压调频,C,11,变频器系统框架,12,变频器系统框图,13,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,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。,),14,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。,15,能耗,制動,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，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。,16,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,17,PWM,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,Modulation(,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。,18,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。,19,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。,20,变频器的铭牌,21,硬體架構,IM,U,V,W,R,S,T,控制電源,電壓檢出,驅動電路,電流檢出,單晶片,微處理器,RISC,串列通訊,RS-485,多功能輸入,I/O,多功能輸出,I/O,頻率指令,A/D,類比/數位輸出,D/A,數位操作器,N,P2/B1,B2,CONVERTER,SOFT START,Capacitor,FUSE,Braking,PWM,INVERTER,IGBT,CURRENT,SENSOR,NFB,其他,特殊界面,Relay/Phto,Voltage/Current,A/D,，,D/A,Relay,，,PG,Communication,Switch,Transistor,010,V,-1010V,420mA,P1,22,23,主回路,24,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）。,25,制动电阻,/,制动单元的选择,26,输入信号,27,输入信号,28,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。,29,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。,30,输出信号,31,通讯接口,32,EMC-PG01L,33,调试步骤和相关参数,台达变频器家族,M,B,VE,F/F-G,C2000,E,EL,L,34,调试步骤和相关参数,台达变频器外围家族,EMI濾波器,煞車電阻,CTC系列磁環,AC-電抗器,35,调试步骤和相关参数,36,变频器调试步骤和相关参数,V/F控制,37,变频器调试步骤和相关参数,V/F曲线,38,变频器调试步骤和相关参数,39,变频器调试步骤和相关参数,V/F控制应用场合,对速度要求不是很高的场合,风机水泵,喷泉系统,木工机械,纺织机械,40,变频器调试步骤和相关参数,SVC控制,41,变频器调试步骤和相关参数,42,变频器调试步骤和相关参数,43,变频器调试步骤和相关参数,SVC控制应用场合,机床加工,纺织机械,起重机械,印染行业,44,变频器调试步骤和相关参数,FOC+PG控制,45,变频器调试步骤和相关参数,46,变频器调试步骤和相关参数,47,变频器调试步骤和相关参数,48,变频器调试步骤和相关参数,49,变频器调试步骤和相关参数,FOC+PG控制应用场合,加工中心,纺织机械,起重机械,带编码器的速度控制,50,变频器调试步骤和相关参数,闭环转矩控制,51,变频器调试步骤和相关参数,闭环转矩控制,52,包装机械,印刷行业,注塑机,挤出机,主轴行业,纺织行业,起重机,53,走刀式CNC电脑自动车床,- 驱动高速主轴,- 利用脉波控制做C轴定位,多功能自动车床应用,54,规格及条件：,马达：感应电机,2.2kW 220VAC 1690rpm,编码器：磁性编码器安装在主轴侧，非马达同轴，进行死循环控制,驱动器：,VFD037C23A,控制模式：,FOC+PG,，脉波定位功能,最大速度：,5000rpm,测试重点：切削能力、旋转定位、速度/位置切换、零速伺服,多功能自动车床应用,55,为您达到高精度、低成本的优势,台达高阶驱动器C2000针对机床应用而设计，搭配台达高精度伺服马达，完美地结合数控系统。,多功能自动车床应用,56,刨床应用,高速NC刨床应用,- 避免铣床刀具磨损快，同时修正进给量过小问题,- 可用于初级成品加工,设备全长20公尺，床台移动距离约10公尺,57,规格及条件：,马达,:,感应伺服,55kW 220VAC 230A 1500rpm,驱动器,: VFD900C23A,床台,:,重量,2,吨、最大被加工物,8,吨,控制模式,:,FOC+PG,，多段速控制,(15,段速,+,主速,),测试重点: C2000的加减速能力及平滑快速停车,加工条件: 4sec反转一次、加减速时间0.4sec,刨床应用,58,刨床应用,最高效益、完整功能、快速服务,台达高阶磁束向量驱动器C2000是客户满意度最高的新产品！,59,橡胶压延机应用,强大动力，满足橡胶压延机应用,- 达成多段混合速度,- 实现平整压延产出,60,设备规格：,马达：,200HP(150kW) 12Poles,额定转速：590rpm,额定电流：,360A,额定电压：380VAC,控制模式：,VF,模式,测试重点：C2000对冲击性负载的耐冲击能力,驱动器选用：因额定电流360A，考虑安全系数1.1，计算后电流需求为396A，选用VFD2200C43A(300HP)-C2000驱动器,橡胶压延机应用,61,节能、省电、爱地球,台达最新驱动器C2000系列为您简化制程、改善功能、节省时间和电费，让您在节省生产成本的同时，为环保也尽一份心力！,橡胶压延机应用,62,传统吊车与天车多为单速移动设计。天车以单速起动、升降与煞车时的激烈振动，可能造成搬运货品时摇晃或不稳定，导致人员受伤，并且货物在到达地面时容易损伤。,升降采用变频原理来执行，全段可调速设计，消除升降双速(变极马达或双马达)设计于快/慢速切换时所产生的速度激烈跳跃，亦可达定位需求。,天车起重应用,63,设备规格：,马达：,10HP 4Poles,额定转速：1692rpm,额定电流：,35A,额定电压：220VAC,控制模式：,SVC,模式,测试重点：SVC转矩,驱动器选用：因额定电流35A，考虑安全系数1.1，计算后电流需求为38.5A，选用VFD110C23A(15HP),天车起重应用,64,天车起重应用,传统双速或单速吊车马达大部份使用全压起动，在马达全速时煞车即作动，造成马达温升与煞车过度磨耗。,透过变频原理控制煞车与马达，当停止命令下达时，控制器产生反向制动转矩于马达，待马达转速达启动频率(56Hz)方启动煞车，可有效延长煞车与马达寿命达数倍。,65,台达C2000系列驱动器应用于188吨提升能力之卷扬机,卷扬机应用,66,卷扬机应用,设备规格：,马达：,150HP 8Poles,额定转速：746rpm,额定电流：,207A,额定电压：380VAC,控制模式：,SVC,模式,测试重点：SVC转矩,驱动器选用：,VFD110C23A(150HP),煞车电阻：,80KW 4.5,奥姆,67,提升,188,吨负载不溜钩,在空中二次启动不溜钩,速度从,3HZ-50HZ,运行平稳，无振动,卷扬机应用,68,空压机节能进化,台达最新驱动器C2000系列应用在PID恒压控制，可满足压缩空气多变的需求。,69,- 降低运转速度,- 减少空压机磨耗,- 降低运转噪音及操作温度,空气过滤器,PI,D,压力检测,010V,马达,频率给定,压力给定,油气,分离,装置,储气罐,压力传感器,空气入口,纯净空气,压缩空气,空气储存,油路循环,压力腔,空压机节能进化,- 延长机油及耗材使用时数,- 降低维修保养成本,- 延长机台使用寿命及质量,采用台达最新驱动器C2000系列的优势：,70,凹版印刷机,比例连动系统应用,主要应用功能：张力控制(FOCPG)、比例连动,71,5、写出FOC+PG控制模式的调试步骤,应用题目,1、请把变频器的基本框图绘制出来,2、简单描述一下软启动电路原理,3、写出VF控制模式的调试步骤,4、写出SVC控制模式的调试步骤,6、制动电路的工作原理,72,(,标,),楷体,40,号字,END,73,