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Click to edit Master title style,SCMC WUHAN PLANT-200810,SCMC WUHAN PLANT-200810,Click to edit Master title style,变频器提升级,培训教材,讲师：课时：,90,分钟,Engineering Department,变频器提升级,电气传动基础知识,电气传动系统工作原理,速度模式：,以保持转速恒定为目的，如常规调速系统（电梯、各类生产线）。控制设,备根据速度要求自动调整电机转矩适应外部的负载变化，恒速时电机转矩,肯定等于负载转矩,转矩模式,以控制电机转矩恒定为目的，如：开卷,/,收卷，恒速时电机转矩肯定等于,负载转矩，但电机的运转速度不确定。,如果电机转矩始终大于负载转矩，则速度持续上升直至设备限速或损坏,如果电机转矩始终小于负载转矩，则速度为,0,或最低（下限）速度,为保证系统安全，必须额外考虑限速或超速保护,T,电机转矩,T,负载转矩,M,T,电机转矩,T,负载转矩,中间传动机构,终端机械,电气传动基础知识电气传动系统工作原理速度模式：T电机转矩,变频器基础知识,交流电气传动系统的发展历程,交流异步电机的机械特性公式,n,60f/p(1-s),n,：电机转速,f,：给电机供电的交流电频率,p,：电机极对数,s,：转差率,T,：电机力矩,N,：速度,n,0,负载,1,异步机机械特性,负载,2,交流同步电机的机械特性公式,n,60f/p,n,：电机转速,f,：给电机供电的交流电频率,p,：电机极对数,n,0,负载,1,负载,2,T,：电机力矩,同步机机械特性,变频器基础知识交流电气传动系统的发展历程交流异步电机的机械,变频器基础知识,简要工作原理,调制解调器,调制解调器 的英文是,MODEM,，其作用是利用模拟信号传输线路传输数字信号。电子信号分两种，一种是,“,模拟信号,”,，一种是,“,数字信号,”,。我们使用的电话线路传输的是模拟信号，而,PC,机之间传输的是数字信号。所以当你想通过电话线把自己的电脑连入,Internet,时，就必须使用调制解调器来,“,翻译,”,两种不同的信号。连入,Internet,后，当,PC,机向,Internet,发送信息时，由于电话线传输的是模拟信号，所以必须要用调制解调器来把数字信号,“,翻译,”,成模拟信号，才能传送到,Internet,上，这个过程叫做,“,调制,”,。当,PC,机从,Internet,获取信息时，由于通过电话线从,Internet,传来的信息都是模拟信号，所以,PC,机想要看懂它们，还必须借助调制解调器这个,“,翻译,”,这个过程叫作,“,解调,”,。合起来就是,“,调制解调,”,。,变频器基础知识简要工作原理调制解调器,变频器基础知识,简要工作原理,SPWM,调制,载波,PWM,（,Pulse Width Moduration,）调制,PWM,调制是：利用半导体开关器件的导通和关断把直流电压调制成电压可变、频,率可变的电压脉冲列。,SPWM,调制是：采用三角波和正弦波相交获得的,PWM,波形直接控制各个开关可以得,到脉冲宽度和各脉冲间的占空比可变的呈正弦变化的输出脉冲电压电压，能获,得理想的控制效果：输出电流近似正弦,载波频率必须高，才能保证调制后得到的波形与调制前效果相同,GTR,变频器由于开关频率太低，电机噪声较大，,IGBT,有效的解决了这个问题,变频器基础知识简要工作原理SPWM调制载波PWM（Puls,变频器基础知识,控制算法,交流调速的控制核心是：,只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果,V/F,控制,简单实用，性能一般，使用最为广泛,只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定,例,:,对于,380V 50Hz,电机，当运行频率为,40HZ,时，要保持,V/F,恒定，则,40HZ,时电机的供电电压,:380,（,40/50),304V,低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高,矢量控制,性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚,模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电,流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的,转矩控制性能，实现高性能控制。性能优良，控制相同复杂，直到,90,代计算,机技术迅速发展才真正大范围使用,变频器基础知识控制算法交流调速的控制核心是：矢量控制,变频器基础知识,控制算法,项目,通用变频器,高性能变频器,控制算法,V/F,控制转矩提升,同步机异步机控制算法基本相同,开环矢量控制（无速度传感器矢量控制）,闭环矢量控制（有速度传感器矢量控制）,异步机和同步机需要不同的控制算法,调速范围,1:40,1:100,（开环矢量,),1:1000(,闭环矢量,),启动转矩,无要求,180%0.5Hz,（开环矢量,),，,200%0,速,(,闭环矢量,),稳速精度,与转差有关（,2-3%),0.5%(,开环矢量,),，,0.05%(,闭环矢量,),转矩控制,无,有,控制算法,简单,复杂,电机参数,不依赖电机参数，支持同时驱动不同类型不同功率的电机,电机参数对控制性能的影响较大，一般只能驱动一台电机,变频器基础知识控制算法项目通用变频器高性能变频器控制算法V,变频器基础知识,变频器关键技术指标,输入侧,额定工作电压：给变频器供电的额定工作电压，各国家不完全一样。,中国是,220V/,单相,/50HZ,或,380V/3,相,/50HZ,电压允许波动：限制变频器的最高和最低工作电压，避免损坏变频器,当电压超过最高值时变频器并没有保护能力,频率波动范围：,50/60Hz5,输出侧,额定输出电压：变频器的最大输出电压，由额定工作电压决定,额定电流：变频器能够长期输出的最大电流,过载能力：变频器的输出电流允许超过额定电流的倍数和时间，由逆变,模块决定,最大输出频率：变频器能够输出的最大工作频率,频率精度：输出频率的准确度（相对于设定频率）,频率分辩率：指给定运行频率的最小改变量,防护等级,IP20(,不防水）,变频器基础知识变频器关键技术指标输入侧,变频器的关键技术指标,以,EMERSON,公司的变频器产品为例,项目,技术指标,输入,额定电压，频率,三相，,380V,；,50Hz/60Hz,允许波动范围,电压：,320V,460V,；电压失衡率：,3,；频率：,5,输出,电压；频率,0,380V,；,0Hz,650Hz,过载能力,G,型：,150,额定电流,1,分钟，,200,额定电流,0.5,秒；,P,型：,110,额定电流,1,分钟；,150,额定电流,1,秒,起动转矩,0.5Hz,时,180,额定转矩,环境,使用场所,室内，无尘埃、腐蚀性和可然性气体、油雾、水蒸汽等,环境温度,10,40,结构,防护等级,IP20,安装方式,壁挂式,变频器的关键技术指标 以EMERSON 公司的变频器产品为,一般常见变频器的基本功能介绍,启动方式,从启动频率启动,变频器输出由,0,直接变化为启动频率对应的交流电压，而后在此基础上按照,加速曲线逐步提高输出频率和输出电压直到设定频率到达。,注：启动频率不宜过大，否则会造成启动冲击或过流,先制动后从启动频率再启动,变频器先给电机通脉冲直流，使电机保持在停止状态，然后再按照从启动,频率方式直接启动。,注：一般应用在负载初始状态不确定的场合,转速跟踪启动,直接将正在自由旋转的电机或负载由当前速度驱动到预定速度,注：非常适用于水泵的工频变频切换或重要设备的异常停机后的快速恢复,一般常见变频器的基本功能介绍启动方式从启动频率启动,一般常见变频器的基本功能介绍,停车方式,减速停车,变频器接到停止命令后按照减速时间对应曲线逐渐减小输出频率，到,0,后停机。,注：这种方式最常用，当直流母线电压过高时会自动启动能耗制动，此时需,配置制动单元，否则会报减速过电压,自由停车,变频器接到运行停止命令后，立刻中止输出，负载靠自然阻力停止。,注：变频器故障时的停车方式就是自由停车,减速直流制动停车,变频器接到运行停止命令后，按照减速时间对应曲线逐渐减少输出频率，当,到达某一预设频率，即开始直流制动（通脉冲直流）停车，防止电机爬行,注：对于大惯量负载或有定位要求的场合非常适用,一般常见变频器的基本功能介绍停车方式减速停车,一般常见变频器的基本功能介绍,功能,功能简介,控制算法,交流电机的控制方案，包括,V/F,控制、增强,V/F,控制、矢量控制,多段速,用外部端子组合选择多个内部已预设的频率作为运行频率,内置,PID,闭环控制必选功能,PLC,运行,由用户自由编程的多段定时自动变速功能,加减速曲线,确定目标设备的加减速时间，有直线和,S,曲线两种,跳跃频率,为避免机械谐振特设的变频器不能长期稳定运行的指定频率带,AVR,根据电网电压自动调整输出电压,自动限流,电流超过预设值后变频器自动调整输出频率和电压防止跳闸,过压失速,加减速过程中直流母线电压过高后变频器自动停止加减速,过流失速,加减速过程中电流超过预设值后变频器自动停止加减速,转速跟踪,直接将正在自由旋转的电机由当前速度驱动到预定速度,载频自动调整,变频器根据噪声和自身温度自动调整载频到最佳值,音调调整,改变电机发出的声音以适应现场要求,一般常见变频器的基本功能介绍功能功能简介控制算法交流电机的控,可灵活配置常规泵、消防泵、排污泵、休眠泵，最大实现,7,台变频固定泵和,4,台循环泵方式,变频固定泵方式：有且只有一台泵变频运行，其他泵只能工频运行,循环泵方式：所有的泵都可以根据需求变频或工频运行,支持6段压力运行，并能指定节假日压力，以适应供水压力的变化需求,优化工频休眠泵和零流量停机功能，不用水自动停机，最大限度地节水节电,内置时钟芯片，可实现泵定时启停和轮换，均衡工作时间，防止泵锈死,内置消防控制功能，即使变频器故障时，仍能自动启动消防泵,自带管网超/欠压、火警/水池缺水等多种保护，保障供水安全；,故障自动电话拨号功能，实现泵房无人职守运行。,供水专用变频器,可灵活配置常规泵、消防泵、排污泵、休眠泵，最大实现7台变频固,电梯专用变频器,主要特点,采用,TI,公司最新,DSP,，工作时钟,50MHz,，高速处理,丰富灵活的可编程接口,1,4,路开关量输入,2,路集电极开路输出，,3,路继电器输出,2,路模拟输入，分别作为速度源和称重输入,内置编码器和分频接口，最大分频,128,内置双,PG,接口和双编码器电源,(12V/5V),支持业界常用编码器：,异步：集电极开路,/,推挽,/,差动编码器,同步：,不带串行通讯的,SINCOS,编码器和带,UVW,位置信号的正交增量型编码器,内置同步机和异步机矢量控制算法,支持距离控制、多段速控制及模拟速度控制，自带楼层自学习功能,内置接触器抱闸功能,内置停电应急运行功能,电梯专用变频器主要特点,张力控制专用变频器,硬件配置、功率等级矢量型变频器完全相同，在其基础上增加了张力控制功能,内置卷径计算功能，支持三种卷径计算方法,线速度计算,绕圈算法,外接卷径传感器,内置三种张力控制方式,开环张力模式，变频器工作在转矩模式下，必须选用编码器,闭环张力模式，变频器工作在转矩模式下，必须选用编码器,闭环张力速度模式，变频器工作在速度模式下，编码器可选,内置张力锥度控制,内置断带检测功能,张力控制专用变频器硬件配置、功率等级矢量型变频器完全相同，在,选配件,交流输入电抗器,/,直流电抗器作用,高次谐波电流抑制,抑制合闸等浪涌电压，保护变频器的输入电路,抑制变频器上电时的尖峰电流,抑制三相电压不平衡对变频器产生的影响（交流输入电抗器效果最好）,提高功率因素（交流输入电抗器：,0.9,，直流电抗器：,0.95,），提高,供电变压器的利用率,交流输出电抗器作用,高次谐波电流抑制,漏电流抑制,降低电机噪声,选配件交流输入电抗器/直流电抗器作用,公司产品情况,选配件,PROFIBUS,总线适配器,TDS-PA01,作用,通过,TDS-PA01,现场总线适配器能将艾
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