第02章《变频器基本功能》(修改版)

《第02章《变频器基本功能》(修改版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第02章《变频器基本功能》(修改版)（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、北京自动化技术培训中心,变频器原理应用维修,（内部资料 注意保存） 中国变频器维修网培训中心,主讲:魏立建 Mobile：13789899428 E-mail：weilj 课间欢迎学员随时提出疑问讨论问题,第二章：变频器基本功能,2.1 通用变频器基本功能介绍 2.1.1频率控制功能 设置或改变变频器的运行频率，有四种频率控制方式： 1由操作面板上的功能键控制频率 2通过功能参数码预置频率 3由操作面板上的功能电位器控制频率 4由外端子控制频率 模拟量控制端子控制 （模拟电压、模拟电流） 接点控制端子控制 （频率上升、下降端子） 数字量控制 选择何种设置方法由变频器的功能参数值决定。 5. 由

2、上位机通过数据线控制,第二章：变频器基本功能,6.变频器频率控制框图 应用哪个量控制频率，要通过功能预置。,第二章：变频器基本功能,2.1.2 极限频率 极限频率包括 基本频率fb：有两种定义方法: 1)和输出最高电压对应的频率（工频50Hz）。 2）输出电压等于额定电压时的最小输出频率。 绝大多数情况下，基本频率都等于电动机的额定频率。由fb确定U/f模式线。 2.最高频率fmax：变频器允许输出的最高频率。对应最大给定信号的输出频率，大多数情况下最高频率fmax等于基本频率fb。 （如有的变频器工作在80Hz， fmax=80Hz） 最高频率的上升曲线按照基本频率曲线上升（见右图），与非基

3、本曲线是两个概念,最高频率和基本频率的关系,基本频率,第二章：变频器基本功能,3.上限频率fH和下限频率fL 电动机在有些场合应用时，其转速应该限制在一定的范围内，超出此范围会造成事故或损失。 上限频率fH：允许变频器输出的最高频率。 下限频率fL：允许变频器输出的最低频率。 设置 fH、fL后变频器的输入信号与输出频率之间的关系如右图 。,第二章：变频器基本功能,2.1.3加速时间和减速时间 变频器驱动的电动机采用低频起动，为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器必须设定加速时间。电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减速时间有严格要求（举例：水泵），变频器须设定减速时间。 1加速时间

4、和减速时间的理论定义(两种定义方法) 其一：变频器输出频率从0上升到基本频率所需要的时间，称为加速时间；变频器输出频率从基本频率 下降至0所需要的时间，称为减速时间（见右图）。,第二章：变频器基本功能,其二：变频器输出频率从0上升到最高频率fmax所需要的时间，称为加速时间；变频器输出频率从最高频率fmax下降至0所需要的时间，称为减速时间（见下图）。,第二章：变频器基本功能,3加速时间设定的原则及方法 加速时间设定原则：兼顾起动电流和起动时间，一般情况下负载重时加速时间长，负载轻时加速时间短。 加速时间设置方法：用试验的方法，使加速时间由长而短，一般使起动过程中的电流不超过额定电流的1.1倍

5、为宜。有些变频器还有自动选择最佳加速时间的功能。,第二章：变频器基本功能,4减速时间设定的必要性及设置原则 重负载制动时，制动电流大可能损坏电路，设置合适的减速时间，可减小制动电流；水泵制动时，快速停车会造成管道“空化”现象，损坏管道。 减速时间的设定原则：兼顾制动电流和制动时间，保证无管道“空化”现象。 5变频器在不同的段速可设置不同的加减速时间。,第二章：变频器基本功能,2.1.4加速曲线和减速曲线 1加速曲线 (1) 线性上升方式 频率随时间呈正比的上升，适用于一般要求的场合。 (2) S型上升方式 先慢、中快、后慢，起动、制动平稳，适用于传送带、电梯等对起动有特殊要求的场合。 (3)

6、半S型上升方式 正半S型上升方式（图 ）：适用于大惯性负载。 反半S型上升方式（图）：适用于泵类和风机类负载。,第二章：变频器基本功能,2减速曲线 与加速曲线类似，也分为线性、S型和半S型（见下图）。,第二章：变频器基本功能,3组合曲线的设置 根据不同的机型可分为三种情况： (1) 只能预置加、减速的方式，曲线形状由变频器内定，用户不能自由设置。 (2) 用户可选择不同加、减速时间的S区（如0.2S、0.5S、1S等）。 (3) 用户可在一定的非线性区内设置时间的长短。,第二章：变频器基本功能,2.1.4 回避频率（跳跃频率、跳转频率） 1.回避频率的概念：变频器跳过而不运行的频率，一般情况下

7、一个系统可设三个以上。 2设置回避频率的必要性：避免系统共振。 3设置回避频率的方法 1)设定回避频率的上端和下端频率，如43Hz、39Hz，则回避39Hz43Hz； 2)设定回避频率值和回避频率的范围，如41Hz、3Hz，则回避38Hz44Hz； 3) 只设定回避频率，回避频率范围由变频器内定。,第二章：变频器基本功能,应用案例：有一轴流鼓风机，原来由三相异步电动机恒速驱动，后来为了节能，由变频器调速控制。变频器在调速运行中，发现风机的声音不对，有共振现象。后停机检查，没发现安装及部件有松动现象。启动变频器，将频率控制电位器控制电压逐渐加大，观察风机的反应。当变频器的频率调到40Hz左右，风

8、机发抖，即风机在40Hz产生了共振。利用变频器的回避频率功能，将3941Hz频率回避掉，风机工作正常。,第二章：变频器基本功能,2.1.5 段速频率设置功能 1段速控制功能 有些设备要求不同时间段对应的输出频率不同，即有多个速度段。段速控制是通用变频器的基本功能。（举例说明，见图）。,第二章：变频器基本功能,2段速功能的设置与执行 段速功能的设置有两种方法： 按程序运行 是通过向变频器预置编制好的程序，让变频器按编制的程序运行。 设置和执行步骤为：设置段速频率设置段速时间设置加速时间设置减速时间设置运转方向设置段速程序运行模式（按运行键启动运行）,第二章：变频器基本功能,2）由外端子控制段速运

9、行 变频器的输出转速和运行时间由外端子控制。 主要问题是将控制端子转换为分档控制，才能适应工程的应用。,第二章：变频器基本功能,2.1.6 频率增益和频率偏置功能 1频率增益 频率增益: 输出频率与输入模拟控制信号的比率，即f/X。 输入模拟控制信号是指由模拟控制端子输入的电压（05V，010V）或电流（420mA）控制信号。 设置频率增益的目的是控制多台电动机按比例运行或同速运行。 1）使在相同的输入信号作用下，各个变频器的输出频率不同，主要用于控制多台变频器的比例运行。 2）设置相同的频率增益，使多台电动机同速运行。,第二章：变频器基本功能,2频率偏置 是指输入频率控制信号和输出频率曲线不

10、过原点，存在初始值。分为正向偏置和反向偏置两种情况。 正向偏置：输入模拟信号为0时输出频率大于0； 反向偏置: 输入模拟信号大于某一值时才有输出频率。 设置频率偏置的目的：1)配合频率增益调整多台变频器联动的比例精度；2)作为防止噪声干扰的措施。 频率增益曲线是以原点为轴转动； 频率偏置是以顶点为轴转动。 说明：频率增益和频率偏置厂家的叫法不统一，但表示的概念相同，我们在读说明书时注意。,第二章：变频器基本功能,2.1.7 载波频率设置 1载波频率范围为115kHz，可以在一定的范围内进行调整。 变频器在出厂时都设置了一个较佳的频率，没有必要时不要调整。 2载波频率过高和过低的危害 载波频率过

11、低，会增大谐波分量，加大电动机噪声（电动机有刺耳噪声）； 载波频率过高，功率模块的功率损耗增大，输出电压的变化率增大，对电动机绝缘影响较大。高频段载波频率高，开关器件工作频率会升高。辐射干扰增强。 3. 载波频率的选择原则： 电动机功率越大，载波频率越低； 变频器到电动机的导线越长，载波频率越低； 电动机噪声或振动较大时要考虑载波频率的影响。,第二章：变频器基本功能,2.1.8 U/f 控制曲线选择 U/f控制方式是指在变频调速过程中为了保持主磁通的恒定，而使U/f=常数的控制方式。 每种变频器内均有数条U/f曲线可供选择，有些曲线由数段组成，每段U/f值有差异。 要强调的是：如果没 有特殊需

12、要fb要选择50Hz。,第二章：变频器基本功能,2.1.9 转矩补偿功能 常用的补偿方法： 1在额定电压和基本频率下线性补偿 起动电压从0提升到最大值的20%，通过步进的方法设置。,第二章：变频器基本功能,2在额定电压和基本频率下分段补偿，起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。 正补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的上方，适用于高转矩起动运行的场合。 负补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的下方，适用于低转矩起动运行的场合。,第二章：变频器基本功能,3平方率补偿 补偿曲线为抛物线，是根据风机和泵类的负载特性设置的。因此多用于风机和泵类负载的补偿，达到节能运行的目的。使用时通过步进的方法设置。,第二章

13、：变频器基本功能,工程实例1 某厂两台料浆泵配用90kW电机，额定电流为164A。选用富土FRN90P9S一4CE变频器，额定电流176A。在系统启动过程中频率约在12Hz时电动机堵转，随后变频器过流跳闸，启动失败数次。 变频器无论什么原因，只要出现过流跳闸，就不要盲目重试，反复过流会损坏开关模块。特别是陡度大的电流，会造成开关器件的局部烧蚀损坏， 而造成模块失效。,第二章：变频器基本功能,检查设定参数，变频器转矩提升保持为出厂设定值0.1，0.1是转矩提升功能设置为强减转矩特性。由于该系统工艺流程影响，出口存有初始压力，致使料浆泵启动力矩增大，造成电动机启动失败。该变频器具有转矩自动提升功能

14、，它根据变频器的实际输出转矩，自动提升补偿，故将转矩提升码改为0.0， 选择了自动转矩提升模式，电动机正常启动。,第二章：变频器基本功能,工程实例2 案例现象： 某水泥回转窑配用电机为Y315L28、110kW，选用美国A-B公司1336s-B250HP变频器驱动。试车时，水泥回转窑起动正常，但下料后停止再起动时，频率约在10Hz左右总是因电动机堵转造成变频器过电流保护动作，最大电流高达530A（电流有误）。分析其原因是水泥回转窑带物料起动时因物料堆积角大，起动时造成负载偏心，增大了回转窑的起动阻转矩使起动失败。,第二章：变频器基本功能,参数调试：调整变频器压频比Uf为37Hz时输出额定电压，

15、起动成功。但完成起动后变频器进入恒功率运行，因电动机磁通过大导致电动机铁芯饱和发热，20Hz时电流高达380A，无功电流约占80（因电流过大发现了问题）。 （对转矩提升的概念不清，改变该参数是错误的，因为该参数提升高频段转矩，见图）,第二章：变频器基本功能,实际测试得出回转窑起动后的正常运行负荷只有30，为此，只要在13基频以下的低速区间设置足够的转矩提升，在其他频率段基本保持恒转矩下Uf曲线的斜率，是能够完成回转窑调速控制的（通过分析使用说明书，搞明白了转矩提升的意义）。通过反复调整转矩提升参数，解决了回转窑起动和运行问题。,第二章：变频器基本功能,2.1.10矢量控制功能 变频器矢量控制功

16、能只设置“用”或“不用”即可。 设置矢量控制功能时应符合以下条件： (1) 变频器只能连接一台电动机； (2) 电动机应使用变频器厂家的原配电动机，若不是原配电动机，应先进行自整定操作（自整定操作必须在空载状态下进行）； (3) 所配备电动机的容量比应配备电动机的容量最多小一个等级； (4) 变频器与电动机之间的电缆长度应不大于50m。 (5) 变频器与电动机之间接有电抗器时，应使用变频器的自整定功能改写数据。,第二章：变频器基本功能,工程应用案例：TD3100变频器闭环电流异常 1.问题描述：爱默生TD3100变频器驱动一个电梯曳引机负载,电动机功率为7.5kW,额定电压为380V,额定电流为15.4A,额定转速为1440r/min,额定频率为50Hz。变频器在开环方式下运行正常,闭环矢量运行电流异常偏大;在接入编码器后,用户测量PG电压为6（正常值为12V），怀疑是PG编码器或者接口板故障。,第二章：变频器基本功能,接线图：,第二章：变频器