《变频器应用基础 第2版 教学课件 ppt 作者 石秋洁 项目四》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变频器应用基础 第2版 教学课件 ppt 作者 石秋洁 项目四（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、学习目标 二、问题的提出 一、V/F控制的程度 二、V/F控制功能的选择 三、转矩补偿时U/f值的验证 四、补偿不当举例 一、直流电动机与异步电动机调速上的差异 二、矢量控制中的等效变换 三、变频器矢量控制的基本思想及反馈 四、V/F控制与矢量控制的区别,五、使用矢量控制的要求 一、拖动系统的组成 二、传动机构的作用及系统参数折算 一、基本频率对转矩的影响 二、不同磁极的电动机有效转矩的差别 三、转矩提高的综合思考 一、V/F控制 二、矢量控制 三、传动机构和传动比 四、基本频率、电动机磁极对转矩的影响,一、学习目标,1.了解V/F控制概念、补偿过分的后果，掌握U/f曲线的使用。 2.了解
2、矢量控制的概念及使用要点。 3.了解传动机构作用，掌握其使用方法。 4.了解基本频率的概念及使用技巧。 5.了解磁极对数对转矩大小的影响。 6.掌握各种提高转矩方法的灵活应用。,二、问题的提出,图4-1 变频器从传输带上拆下接至鼓风机,一、V/F控制的程度,1. 完全补偿的V/F控制 2.补偿过分的后果,二、V/F控制功能的选择,1.U/f曲线的种类 2.选择U/f控制曲线时常用的操作方法,二、V/F控制功能的选择,图4-2 变频器的U/f控制曲线,1.U/f曲线的种类,1)基本U/f曲线。 2) 转矩补偿的U/f曲线。 3) 负补偿的U/f曲线。 4)U/f比分段的补偿线。,图4-4 U/f
3、比分段的补偿线,1.U/f曲线的种类,图4-4 U/f比分段的补偿线,2.选择U/f控制曲线时常用的操作方法,1) 将拖动系统连接好，带以最重的负载。 2) 根据所带的负载的性质，选择一个较小的U/f曲线，在低速时观察电动机的运行情况，如果此时电动机的带负载能力达不到要求，则需将U/f曲线提高一挡。 3) 如果负载经常变化，在2)中选择的U/f曲线还需要在轻载和空载状态下进行检验。,三、转矩补偿时U/f值的验证,1)低频区域内电压差别较大，高频区域内电压差别较小，为什么？ 2)50Hz以上不同的转矩补偿时，电压有变化吗？,三、转矩补偿时U/f值的验证,表4-1 不同转矩补偿(提升)时频率与电压
4、的关系,四、补偿不当举例,图4-5 离心浇铸机的变频调速,一、直流电动机与异步电动机调速上的差异,1.直流电动机的调速特征 2.异步电动机的调速特征 3.对异步电动机调速的思考,1.直流电动机的调速特征,图4-6 直流电动机的结构 1主磁极 2励磁绕组 3电枢绕组 4电刷、换向器,2.异步电动机的调速特征,1) 直流电动机的励磁回路、电枢回路相互独立；而异步电动机将两者都集中于定子回路。 2) 直流电动机的主磁场和电枢磁场互差/2电角度。 3) 直流电动机是通过独立地调节两个磁场中的一个来进行调速的；而异步电动机则做不到。,二、矢量控制中的等效变换,1.三相旋转磁场 2.两相旋转磁场 3.旋转
5、体的旋转磁场 4.磁场间的等效变换,1.三相旋转磁场,1)在定子铁心里放置在空间互差2/3电角的三相对称绕组(U1-U2 、V1-V2 、W1-W2)。 2) 三相对称交流电流通入三相对称绕组中。,2.两相旋转磁场,1) 两相绕组在空间位置上互差/ 2电角度，如图4-7中的U1-U2、V1-V2 。 2) 两相交变电流在相位上互差/ 2电角度，如图4-7a所示。,图4-7 两相旋转磁场的合成,2.两相旋转磁场,图4-8 旋转体的旋转磁场,三、变频器矢量控制的基本思想及反馈,1.矢量控制的基本思路 2.矢量控制中的反馈,1.矢量控制的基本思路,图4-9 矢量控制构想图,四、V/F控制与矢量控制的
6、区别,表4-2 V/F控制、矢量控制特性比较表,五、使用矢量控制的要求,1.矢量控制的给定 2.矢量控制的要求 3. 使用矢量控制的注意事项,1.矢量控制的给定,1) 在矢量控制功能中，选择“用”或“不用”。 2) 在选择矢量控制后，还需要输入电动机的容量、极数、额定电流、额定电压及额定频率等。,2.矢量控制的要求,1) 一台变频器只能带一台电动机。 2) 电动机的极数要按说明书的要求，一般以4极电动机为最佳。 3) 电动机容量与变频器的容量相当，最多差一个等级。 4) 变频器与电动机间的连接线不能过长，一般应在30m以内。,3. 使用矢量控制的注意事项,1) 使用矢量控制时，可以选择是否需要
7、速度反馈。 2) 频率显示以给定频率为好。,一、拖动系统的组成,1.组成 2.系统飞轮力矩,1.组成,图4-10 电力拖动系统的构成, 生产机械：生产机械是电力拖动系统的服务对象，,1.组成,对电力拖动系统工作情况的评价，将首先取决于生产机械的要求是否得到了充分满足。同样，我们设计一个拖动系统最原始的数据也是由生产机械提拱的。 电动机及其控制系统：电动机是拖动生产机械的原动力。控制系统主要包括控制电动机的起动、调速、制动等相关环节的设备和电路。在变频调速控制系统中，用于控制转速的就是变频器。 传动机构：传动机构是用来将电动机的转矩传递给工作机械的装置。大多数的传动机构都具有变速功能，常见的传动
8、机构有传动带与带轮、齿轮变速箱、蜗轮与蜗杆、联轴器等。,二、传动机构的作用及系统参数折算,1.传动比 2.拖动系统的参数折算 3.传动机构的作用,2.拖动系统的参数折算,图4-11 电动机与负载的联接,3.传动机构的作用,1)变速。 2)转矩、飞轮矩的传递和变换。 3)便于起动。,图4-12 甩掉减速器,1)转矩减小：电动机的电磁转矩没有经过放大直接加在负载轴上，转矩降为原来的将带不动负载。,3.传动机构的作用,2)功率减小：由于频率降为原来的1/5，根据PM=TMnM/ 9550，电动机的有效功率也降为原来的1/5，将带不动负载。,图4-13 锯片磨床示意图,一、基本频率对转矩的影响,1.基
9、本频率fBA 2.问题思考,1.基本频率fBA,图4-14 基本频率的设定,1.基本频率fBA,图4-15 40Hz时加大带载能力,2.问题思考,1)某车间有一台送风机，目前用的电动机的参数是380V、50Hz、75kW，而风机的功率只有45kW，在风力不减小的情况下，怎样设计可以达到节能目的？ 2)某进口电动机参数为220V、70Hz，现配用380V变频器，如何设置？,二、不同磁极的电动机有效转矩的差别,表4-3 同功率不同磁极电动机转矩之间的关系,二、不同磁极的电动机有效转矩的差别,图4-16 不同磁极对数电动机的有效转矩线,三、转矩提高的综合思考,1)如将传动比加大10%，则在电动机转矩
10、相同的情况下，带负载能力也加大10%，但这时的上限频率应加大为 2)如将传动比加大15%，则在电动机转矩相同的情况下，带负载能力也加大15%，但这时的上限频率应加大为 1)加大传动比：如果将传动比增加为21.51，此时负载侧的主动转矩为原来的1.5倍，而飞轮力矩(G2)(G2)/1.52，飞轮力矩减小很多，这样既解决了过载的问题，又便于起动，如图4-18b所示。 2)用6极电动机取代4极电动机：由于T6j=1.5T4j，如图4-18c所示，负载侧的主动转矩为原来的1.5倍，解决了过载的问题。,三、转矩提高的综合思考,图4-17 电动机带重物 做圆周运动,2)用6极电动机取代4极电动机：由于T6
11、j=1.5T4j，如图4-18c所示，负载侧的主动转矩为原来的1.5倍，解决了过载的问题。,图4-18 传动比与飞轮力矩,一、V/F控制,1)V/F控制是通过提高U/f比来补偿fx下调时引起的TKx下降,可以通过选择U/f控制曲线或设置转矩提升量来完成。 2)V/F控制是使变频器按照事先安排好的U/f关系在工作，而没有根据负载的变化来适时调整变频器的输出，因此这种控制方式的补偿程度不能随负载而变。 3)V/F控制选择不当常出现下面两种情况：没有根据负载的类型选择U/f曲线，如二次方率负载却选择了恒转矩负载的U/f曲线；负载经常运行在轻载状态，却按照最重载时选择了U/f 比。,二、矢量控制,1)
12、矢量控制是模拟直流电动机的调速方法而得到的一种高性能的变频控制方式，它使变频器可以根据负载情况实时改变输出频率和电压(U/f比)，因此其有效转矩总可以满足负载的需求。 2)无反馈矢量控制是指在变频器的外部没有其他的反馈环节。 3)使用矢量控制对变频器和电动机都有一些特殊要求，要注意满足。,三、传动机构和传动比,1)传动比：=，1时，传动机构为减速机构 ；1时，传动机构为增速机构。 2)传动机构的作用：变速；转矩、飞轮矩的传递和变换；便于起动。 3)改变电源频率f就可以调节转速，省去传动机构，对风机、泵等二次方律负载来说，是可行的，但对于大多数的恒转矩、恒功率负载来说是不可取的。,四、基本频率、
13、电动机磁极对转矩的影响,1)提高基本频率，相同频率下对应的电压较原来减小，U/f比减小,转矩减小，功率减小。 2)降低基本频率，相同频率下对应的电压较原来增加，U/f比增加，转矩增加，功率增加。 3)nN6j=0.66nN4j、nN4j=0.5nN2j ；T6j=1.5T4j、T4j=2T2j。 1.什么是/控制？ 2.在什么样的情况下，会发生过分补偿，过分补偿严重时会有什么样的结果？ 3.为什么变频器在给出U/f控制曲线时，常给出多条供用户选择？ 4. U/f控制曲线分为哪些种类，分别适用于何种类型的负载？,四、基本频率、电动机磁极对转矩的影响,5.选择U/f控制曲线常用的操作方法分为哪几步
14、？ 6.轻载过电流出现在何种情况下，如何防止它发生？ 7.矢量控制的基本指导思想是什么？矢量控制经过哪几种变换？ 8.对矢量控制中的i*、i*两个量，其中“*”的含义是什么？ 9. /控制和矢量控制的区别有哪些？各有何特点？ 10.使用矢量控制时有哪些具体要求？ 11.“无反馈矢量控制” 12.传动比指的是什么？简述传动机构的作用。 13.对于变频调速，不加装其他的变速装置即可调速，那么传动机构是不是就可以省略了呢？,四、基本频率、电动机磁极对转矩的影响,14.调节基本频率fBA的作用是什么？分别用在什么地方？ 15.不同磁极电动机的转速和有效转矩有何关系？ 16.本项目介绍了哪几种增加转矩的方法？它们分别具有什么优势？,
