最新DD03(新17)第三章变频器常用功能汇总
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变频器功能参数变频器是一种用来调节电机转速的电子设备,可以将输入电源的频率和电压进行调节,从而改变电机的转速和运行效果。
它常用于工业生产中,能够提高生产效率、节约能源和保护设备。
下面是对变频器的功能参数的详细介绍。
1.频率控制范围:变频器能够调节电机的转速范围,通常以赫兹(Hz)为单位来表示。
频率控制范围描述了变频器能够改变电机转速的上下限,比如从0赫兹到60赫兹。
较大的频率控制范围意味着变频器能够适应更广泛的应用需求。
2.频率精度:这是指变频器输出电源频率与设定频率之间的差异或偏差。
通常以百分比为单位来表示,如±0.01%。
较高的频率精度意味着变频器能够更准确地控制电机的转速,提供更稳定的输出。
3.输出电压范围:变频器可以调整电机输出电压的范围,通常以伏特(V)为单位。
输出电压范围描述了变频器能够改变电机负载的功率输出,比如从0V到380V。
较大的输出电压范围意味着变频器能够适应不同负载的需求。
4.输出功率范围:这是指变频器能够调节电机输出功率的范围,通常以千瓦(KW)为单位。
输出功率范围描述了变频器能够适应不同负载和电机的需求。
较大的输出功率范围意味着变频器可以应对更高功率的电机运行需求。
5.效率:变频器的效率表示其能够将输入电能转化为输出电能的比例。
通常以百分比表示,如95%。
较高的效率意味着变频器在工作过程中能够减少能量的损耗,从而提高能源利用率。
6.响应时间:这是指变频器从接收到外部信号到输出电压或频率发生变化的时间间隔。
较短的响应时间表示变频器能够更快地响应和调节电机的转速,提供更精确的控制。
7.过载能力:变频器的过载能力是指其能够承受短时间内额定负载之上的电流。
过载能力决定了变频器是否能够适应高负载的运行条件,以防止设备的损坏和故障。
8.保护功能:变频器通常具有多种保护功能,用于保护电机和变频器自身免受过热、过电压、过电流和短路等问题的影响。
保护功能可包括过载保护、过热保护、欠压保护和过压保护等。
变频器的这些特殊功能你知多少?一、怎样使没有正反转功能的变频器驱动电动机正反转?部分变频器控制面板上没有正反转选择按键,也不能通过多功能输入端子控制电动机正反转,这时只能在一次回路上使招。
如同普通工频运行一样,只要将电动机三条电源线中的任意两条交换相序即可。
如图1所示,接触器KM1得电吸合后,电动机正转;KM1释放后,如果接触器KM2吸合,则由于加到电动机M上的电源相序已经发生变化,所以电动机反转。
因此,只要能选择性控制KM1或KM2的得电与否,就能通过变频器驱动电动机正反转。
图1 正反转控制电路接线欲正转时,按一下图1中的正转按钮SB1,中间继电器KA1动作吸合,并经触点KA1-1自保持;KA1的触点KA1-4接通变频器的FWD和COM端,使变频器起动,其U、V、W端有电压输出;KA1的触头KA1-3使时间继电器KT的线圈得电,待其延时闭合触头KT1-2闭合后,接触器KM1线圈得电吸合(中间继电器触头KA1-2已先期闭合)并自保持,这时接触器KM1的主触头闭合,电动机开始正向运转。
如果需要反转运行,按一下停机按钮SB3,这时中间继电器KA1、时间继电器KT以及交流接触器KM1几乎同时断电释放,电动机逐渐减速停止运行。
此后按一下反转按钮SB2,与正转情况类似,继电器KA2、时间继电器KT以及接触器KM2相继动作,电动机开始反转运行。
本控制电路有多重防止接触器KM1、KM2线圈同时吸合的措施,一是中间继电器KA1和KA2互相闭锁;二是接触器KM1和KM2互相闭锁;三是使用了时间继电器KT,其作用机理是:按压按钮SB1起动正转后,须待时间继电器KT延时结束后,其延时闭合触头KT1-2才闭合,电动机才能开始运转。
时间继电器延时时间调整得大于电动机的减速停机时间或自由停机时间,可以保证上一种转向已经完全停稳才能开始新的转向。
另外,在延时闭合触头KT1-2闭合的同时,延时断开触头KT1-1断开,这时,如果错误操作反转按钮试图起动反转,则由于KT1-1已经断开,使得误操作不能得逞。
第3章变频器的常用功能3.1变频器的控制通道3.1.1变频器的控制框图与控制通道1.控制框图图3-1变频器的内部控制框图2.控制通道(1)面板①——主要用于近距离、基本控制;(2)外接控制端子②和③——主要用于远距离、多功能控制;(3)通讯接口④——主要用于多电动机、系统控制。
3.1.3变频器控制通道的出厂设定图3-2变频器的面板a)康沃G3系列b)富士G11S系列c)安川G7系列3.2模拟量频率给定3.2.1 给定电路实例1.接线图图3-3频率给定电路实例a)康沃CVF-G3b)森兰SB70c)富士G113.零信号与无信号图3-4零信号与无信号a)零信号b)无信号4.模拟量给定的滤波图3-5给定信号的滤波a)受干扰的频率给定信号b)滤波时间3.2.2标准频率给定线图3-6基本频率给定线a)给定电压b)电压给定c)电流给定3.2.3频率给定信号不标准,怎么办?[实例]给定信号为2~8V,要求对应的输出频率为0~50Hz。
1.频率给定线图3-7频率给定线a)操作示意图b)基本频率给定线c)任意频率给定线2.任意频率给定线的预置(1)直接坐标法图3-8任意频率给定线的预置之一a)频率给定线b)CVF的功能预置(2)偏置频率和频率增益图3-9任意频率给定线的预置之二a)频率给定线b)G11S的功能预置3.2.4模拟量给定也能正反转吗?图3-10模拟量给定的正、反转控制a)零信号为过零点b)非零信号为过零点c)有效零3.2.5用脉冲信号也能进行频率给定吗?图3-11频率的脉冲给定3.2.7根据什么来决定上限频率和下限频率?1.上限频率和下限频率的决定图3-12上限频率与下限频率a)搅拌机实例b)上、下限频率2.设定上限频率须注意些什么?图3-13上限频率预置须知a)实际最大输出频率为上限频率b)有效功率随上限频率减小c)上限频率超过额定频率时有效转矩减小3.起动时的频率也是下限频率吗?图3-14下限频率与起动频率4.设定下限频率须注意些什么?图3-15下限频率预置须知a)下限频率较低b)下限频率较高3.3载波频率3.3.1载波频率含义(开关频率、脉冲频率)图3-16载波频率的含义a)载波频率低b)载波频率高3.3.2载波频率对输出电压的影响1.双极性调制的工作特点图3-17双极性调制的工作特点a)上、下两管交替导通b)交替导通时的死区2.载波频率与输出电压图3-18载波频率与输出电压a)载波频率低b)载波频率高c)输出电压与载波频率的关系3.3.3载波频率对输出电流的影响图3-19载波频率的影响a)影响输出电流的因素b)输出电流与载波频率的关系休息10分钟3.4电动机的起动与加速3.4.1异步电动机的起动1.工频起动(1)起动电流图3-20工频起动电流及其影响a)起动方式b)初始切割速度c)起动电流d)对电源电压影响(2)起动过程2.软起动器起动图3-21工频起动过程a)动态转矩b)转速上升过程c)对机械的危害图3-22软起动器起动的起动电流a)起动方式b)初始状态c)起动电流d)起动过程3.转子串联电阻起动图3-23软起动器起动的起动过程a)起动方式b)起动电流c)动态转矩4.变频起动图3-24变频起动电流a)起动方式b)初始状态c)起动过程3.4.2加速太快为什么会过电流跳闸?1.电流与加速时间的关系图3-25 加速时间与电流a)加速慢b)转差小c)电流小d)加速快e)转差大f)电流大3.5变频电动机的停机与减速3.5.1电动机的变频停机与减速1.变频降速时电动机的状态图3-26电动机的变频降速a)降速前b)降速时c)降速过程2.减速时变频器的泵升电压图3-27 降速过程中的状态a)逆变电路b)电动机状态c)电流与电压的瞬时值3.减速太快为什么会过电压跳闸?图3-28 降速快慢与直流电压(a)直流电压(b)减速慢(c)直流电压(d)减速快(e)直流过电压3.5.2直流制动1.需要防止蠕动的场合图3-29需要防止蠕动的场合a)龙门刨床的刨台b)往复运动2.直流制动的原理和功能图3-30 直流制动的原理与预置a)直流制动方法b)直流制动原理c)直流制动的相关功能3.5.3制动电阻与制动单元是干啥的?1.多余机械能的消耗途径图3-31接入能耗电路a)制动电路的作用b)能量的消耗2.制动电阻阻值的决定 (1)决定阻值的简易公式(2)用发热元件制作制动电阻电炉丝电阻值的计算:假设: P B0N =2kW ,U B0N =220V则:R B0=BONBON P U 2=20002202=24.2Ω注意:计算的电阻值是热态电阻,冷态时略小些。
变频器常用控制功能与相关参数的设置方法电动机的负载种类繁多,为了让变频器在驱动不同负裁的电动机时充分发挥其功能,应把握变频器掌握功能与参数的设置,现在就以赫茨变频器为例,介绍一些常用的掌握功能与相关参数的设置方法。
一、掌握模式选择变频器的速度掌握模式是输入掌握方式为速度输入,输入量为频率或者转速,参数是P0.00,有以下3个选项:1、V/F掌握:适用于对精度要求不高的场所,2、无PG矢量掌握,3、转矩掌握对,其中1为默认选项,也是我们最常用的,2、3为特别要求,不常用。
二、运行指令选择是用来选择频率变频器掌握指令的通道,变频器的掌握命令包括:起动、停机、正转、反转、点动、故障复位等。
参数是P0.01,包括以下3个选项:键盘指令、端子指令、通讯指令三、键盘/端子UP/DOWN设定参数是P0.02,用于数字的递增或递减。
四、最大输出频率变频器的最大输出电压所对应的频率称为基本频率,基本频率一般与电动机的额定倾率相等,最大频率是指变频器能设定的最大输出撷率,参数是P0.03五、上限频率上限频率是指变频器运行时不允许超过的最高输出频率.P0.04参数用来设置输出频率的上限频率(最大频率),假如运行频率设定值高于该位,输出频率会嵌在上限频率上。
【留意】:上限频率是依据生产需要预置的最大运行颇率,它并不和某个确定参数相对应。
例如采纳模拟量给定方式,给定信号为0-5 V 的电压信号,给定频率对应为0一50 Hz,假如上限频率设定为40 Hz,就表示当给定的电压大于4 V以后,不论如何变化,变颇器输出的最大颇率始终为40 Hz在设置上限频率时,一般不要超过变频器的最大频率,若超出最大频率,变领器会自动以最大频率作为上限频率。
六、下限频率下限频率是指不允许低于的最低输出频率,P0.05参数用来设置输出频率的下限频率(最小频率),假如运行频率设定值低于该值,输出频率会嵌在下限频率上。
七、键盘设定频率:参数是P0.06,表示变频器的频率数字设定为初始值。
变频器功能及使用说明一、技术规格额定电压频率 单相220V 50Hz输入电压允许变动范围170V~260V 电压 三相 0~220V 频率 0~400Hz 输 出 调制方式 SVPWM 控制方式V/F 控制 模拟电压频率分辨率 0.1Hz 数字设定频率分辨率 1Hz 转矩提升 0~30%控 制 特 性段速控制16段可编程段速,外部端子控制二、变频器接口说明,如下图所示l 电源输入:图中CN1为电源输入端子,变频器额定输入电压为220V/50Hz, 一般可在170V~260V 之间使用。
l 驱动输出:图中CN2为三相电机驱动输出端子。
l 控制接口:图中CN3为速度控制接口,各端子功能如下。
端子序号功能说明1 电压调速地(GND)2 电压调速输入3 电压调速电源(VDD)4 模式1:正向开机(低电平)模式2/3:开机(低电平),关机(高电平)5 模式1:反向开机(低电平)模式2:正向运行(低电平),反向运行(高电平)模式3:使用速度1(低电平),使用电压调速(高电平)6 速度选择bit 37 速度选择bit 28 速度选择bit 19 速度选择bit 010 公共地(GND)11 12V(最大输出50mA)注意:各端子与控制器DSP没有光耦隔离,内部有上拉,控制输入无需提供高电平。
如控制输入有高电平,其电位不得高于5V。
电压调速输入电位器只在模式3有效,使用电位器调速时,要求电位器的阻值大于50K。
在变频器运行在模式3外的他模式时,请将电位器调到高速端。
l散热风扇驱动接口:图中CN4可接一12V、2.5W以下的小型散热风扇,系统会根据散热器的温度自动开启关闭风扇。
如果机箱已有散热风扇,可以不接此风扇。
l显示控制接口:图中CN5为显示控制接口,各端子功能如下。
端子序号功能说明1 电压调速输入2 数据输出(TX)3 数据输入(RX)4 GND5 VDD (5V)6 DSP 复位DSP与显示控制部分使用9600bps双工串行通讯方式,如需远距离显示控制,可外加RS485硬件接口。
变频器五大基本功能变频器全称变频调速器,是三相电动机的驱动控制设备之一,在工业自动化中,其作用和地位举足轻重,不可或缺。
国内变频器技术发展至今已有二十年左右,经历了借种,孕育,萌芽,成长,繁荣时期,期间经历很多事,很多人不懈的努力和付出,在中国自动化产业的历史进程中留下浓墨重彩的一页。
变频器行业相对于大型机械工业和自动化领域,还是很小的村落,但也波澜壮阔,蔚为壮观。
1,软起动变频器具有软起功能,在今天已经无需多论,而在二十年前,还是非常令人兴奋的事情,这也是变频器的辅助基本功能之一。
变频器在诞生之初,是针对最普遍使用的三相异步鼠笼式电动机来做的。
我们知道,三相异步电动机的速度公式是n=60f(1-s)/p,通过改变电动机的输入频率,进而改变电动机的转速是最彻底最方便可靠的方式。
电动机直接起动的瞬间电流是正常稳定运行的6~8倍,降压起动是4 ~5倍,而变频调速,不会超过1.5倍变频器额定电流,无论是对电网冲击,还是设备适应性,其好处都是非常突出的。
2,无级调速无级调速,就是无等级无台阶的调速,从零速起动到最高速度,以及从最高速度降到零速,一气呵成,速度曲线连续、平滑、稳定,如图1所示,极大的适应了负载惯性,提高了多个机械设备相互间的适应能力,提高了生产效率,大大降低了机械摩擦、振动和噪音,延长了设备寿命,降低了维护成本。
普通变频器输出频率都在0.00Hz~4 00.00Hz左右,频率分辨率都在0.01Hz,有些到达650.00Hz,高频的变频器可以输出达到5000Hz,已经完全覆盖工业调速的所有范围。
随着晶体管、微处理芯片等核心元器件的出现,促使无级调速技术实现重大突破。
变频器的诞生是顺应工业自动化水平需要和多个相关产业发展的结果。
(a)直线加减速 (b) s型曲线加减速图1 变频器输出频率曲线图在今天,变频器的价格已经降到足够低,市场覆盖也足够广,生产厂家也空前的多,用户的认识也足够深刻。
站在整个工业自动化发展历程来讲,可喜可贺!下图为变频器的频率-时间曲线图:3,节能变频器的节能功能,原本是在变频器应用过程中的意外收获,而在今天,已经被广泛应用与各种工业和民用生产生活中,尤其将变频器用于平方转矩负载时更为突出,例如风扇、风机、泵、螺旋桨负载,这是由此类负载转矩曲线决定的,如图2-a 所示。
D D03(新17)第三章变频器常用功能
第3章变频器的常用功能与测量3.1变频器的控制通道
3.1.1变频器的控制框图与控制通道
1.控制框图
图3-1变频器的内部控制框图
2.控制通道
(1)面板①——主要用于近距离、基本控制;
(2)外接控制端子②和③——主要用于远距离、多功能控制;
(3)通讯接口④——主要用于多电动机、系统控制。
3.1.2外接控制端子
1.外接频率给定和输入控制端
2.外接输出控制端
图3-2外接频率给定示例
图3-3外接输出控制端示例
a)康沃变频器b)艾默生变频器
3.模拟量输出端
图3-4模拟量输出端子的应用示例
a)模拟量输出的接法b)修改成频率表c)修改成电流表
3.2模拟量频率给定
3.2.1频率给定线
[实例]给定信号为2~8V,
要求对应的输出频率为0~50Hz。
1.频率给定线
图3-5频率给定线
a)操作示意图b)基本频率给定线c)任意频率给定线
2.任意频率给定线的预置
(1)直接坐标法
(2)偏置频率和频率增益
图3-6任意频率给定线的预置之一
a)频率给定线b)CVF的功能预置
图3-7任意频率给定线的预置之二
a)频率给定线b)G11S的功能预置
3.2.2频率给定的限制功能
1.最高频率
2.上限频率和下限频率
图3-9上限频率与下限频率
a)搅拌机实例b)上、下限频率
图3-8最高频率的定义
a)键盘给定b)外接模拟量给定c)频率给定线上的对应点
3.2.3载波频率
1.双极性调制的工作特点
2.载波频率对输出电压的影响
图3-10双极性调制的工作特点
a)上、下两管交替导通b)交替导通时的死区
图3-11载波频率对输出电压的影响
3.载波频率对输出电流的影响
图3-12载波频率对输出电流的影响a)输出侧的分布电容b)载波频率对输出电流的影响4.载波频率与干扰
图3-13载波频率与干扰
a)高频谐波的辐射b)高频电压的静电感应
5.载波频率与噪音
图3-14载波频率与噪音
a)载波频率较低时b)载波频率较高时
3.3频率的外接数字量给定
3.3.1升速、降速端子的功能及用法
1.升速、降速端子的功能(UP∕DOWN功能)
2.用法举例
(1)代替电位器
图3-16升速、降速端子
a)电位器控制b)用按钮控制升降速
图3-15升、降速端子的功能
a)电路图b)控制结果
休息10分钟
(2)两地控制
(3)恒压控制
图3-17 两地升降速控制
a)用电位器切换b)用升、降速功能图3-18 利用升、降速端子进行恒压控制
3.3.2频率的程序给定
1.程序要求举例—脱水机的程序控制
(1)低速脱水
工作频率:25Hz 脱水时间:3min (2)中速甩干
工作频率:50Hz 脱水时间:2min (3)高速甩干
工作频率:90Hz 脱水时间:2min 2.工作时序
变频器型号功能码功能含义数据码及含义
康沃CVF
-G2
H-14 可编程运行设置1:单循环
H-15 阶段1运行时间180s
H-16 阶段1运行方向0:正转
H-17 阶段1加速时间60s
L-18 多档转速1 25Hz
H-18 阶段2运行时间120s
H-19 阶段2运行方向0:正转
H-20 阶段2加速时间40s
L-19 多档转速2 50Hz
H-21 阶段3运行时间120s
H-22 阶段3运行方向0:正转
H-23 阶段3加速时间30s
L-20 多档转速3 90Hz
图3-19 洗衣机甩干程序
3.4电动机的起动与加速
1.工频起动
(1)起动电流
图3-20工频起动电流及其影响
a)起动方式b)初始切割速度c)起动电流d)对电源电压影响
(2)起动过程
2.软起动器起动
(1)起动电流
图3-21工频起动过程
a)起动方式b)动态转矩c)转速上升过程
图3-22软起动器起动的起动电流
a)起动方式b)初始状态c)起动电流
(2)起动过程
图3-23软起动器起动的起动过程
a)起动方式b)动态转矩c)转速上升过程
3.变频起动
(1)变频起动的电流
图3-24变频起动电流
a)起动方式b)初始状态c)起动电流
(2)变频起动过程
3.4.2加速时间与起动电流
1.电流与加速时间的关系
图3-25变频起动过程
a)起动方式b)动态转矩c)转速上升过程
图3-26 加速时间与电流
a)加速慢b)转差小c)电流小d)加速快e)转差大f)电流大
2.加速过程中的防止跳闸(防失速)
图3-27加速过程中的防止跳闸功能a)暂停加速方式b)多次暂停延长了加速时间
3.5变频电动机的停机与减速
3.5.1电动机的变频停机与减速
1.变频降速时电动机的状态
图3-28电动机的变频降速
a)降速前b)降速时c)降速过程
2.减速时变频器的泵升电压
3.减速快慢与直流电压
图3-29 降速过程中的状态
a)逆变电路b)电动机状态c)电流与电压的瞬时值
图3-30 降速快慢与直流电压
(a)直流电压(b)减速慢(c)直流电压
(d)减速快(e)直流过电压
4.减速防止跳闸功能(防失速)
图3-31减速防止跳闸功能
a)暂停减速方式b)多次暂停延长了减速时间3.5.2直流制动与停机功能
1.直流制动
图3-32 直流制动的原理与预置
a)直流制动方法b)直流制动原理c)直流制动的相关功能
3.5.3加、减速时间的预置
1.负载的惯性大小(时间常数的粗测)
2.逼近法决定加速时间
图3-33时间常数的粗测
a)拖动系统b)粗测时间常数
图3-34逼近法决定加速时间
a)起动电动机b)逐渐缩短加速时间
3.逼近法决定减速时间
4.加、减速时间的调整
负载对加、减速时间的要求
图3-35逼近法决定减速时间
a)减速过程中的检测b)逐渐缩短减速时间
图3-36负载对加、减速时间的要求
a)连续运行的传输带 b)断续运行的传输带
休息10分钟
3.6制动电阻和制动单元3.6.1能耗电路的作用
1.从能量看
图3-37接入能耗电路
a)制动电路的作用b)能量的消耗
2.从再生电流看
3.6.2制动电阻阻值的决定
1.基本要领
∴R B=
MN
DH
I
U
2
或R B=
MN
DH
P
U
图3-38从再生电流看能耗电路的作用
a)未接能耗电路b)接入能耗电路
图3-39制动电阻阻值的决定
2.用发热元件制作制动电阻 (1)制动电阻的电路
(2)电炉丝电阻值的计算:
假设: P B0N =2kW ,U B0N =220V
则:
R B0=BON BON P U 2=2000
2202
=24.2Ω
注意:计算的电阻值是热态电阻,冷态时略小些。
图3-40 自制制动电阻
3.6.3制动电阻容量的决定
1.制动电阻的工况
(1)减速的工况
(2)重力负载的工况
图3-42能耗电路的工作特点
a)重物下降b)能耗电路c)能耗电路的工况
图3-41能耗电路的工况
a)不反复减速b)反复减速
2.容量的决定
图3-43 制动电阻容量的选择3.6.3制动单元的原理与代用
1.制动单元的框图
图3-44 制动单元的构成
2.用交流接触器做制动单元
3.利用IGBT作开关器件
图3-45YAB-Ⅱ制动单元
图3-46YAB-Ⅲ制动单元
3.7变频器主电路的测量
3.7.1输出电压的测量
1.电磁式仪表
f X↓→X L=2πf X L↓→I L↑
图3-47 电磁式仪表测电压
a)电磁式仪表构造b)测量部位c)测量结果
2.数字式仪表
图3-48 数字式仪表测输出电压
a)被测电压波形b)数字表采样过程c)测量结果3.整流式仪表
图3-49 整流式仪表测输出电压
a)磁电式仪表b)整流式仪表及测量电压波形c)测量结果
3.7.2输入电流的测量
电流互感器的误差原因
以7次谐波电流为例:
(1)互感器绕组和仪表绕组的感抗
∴f7↑→X L7=2πf7L↑→I7↓
(2)绕组分布电容的分流作用加大
f7↑→I C7↑→I7↓
(3)铁心的导磁率f7↑→μ↓(μ-导磁率)
(4)铁心中的功率损失
f7↑→P7↓(P7-副方的七次谐波电流功率)
∴I5’< I5;I7’< I7;I11’< I11;……
图3-50非正弦电流的测量
a)7次谐波电流b)电流互感器c)副方等效电路
3.7.3功率的测量
1.输入电流的特点
(1)额定频率时的直流电压波形
(2)低频时的直流电压波形
图3-51重载时直流电压波形
图3-52轻载时直流电压波形
2.功率的测量
图3-53功率的测量
a)电动式仪表结构b)电动式仪表符号c)测量功率的接法。