1、变频器系统的选择与操作,1 变频器的选择变频器的拖动对象是电动机，变频器的选择与电动机的结构形式及容量 有关，还与电动机所带负载的类型特性相关。 1.1 笼型电动机 1依据负载电流选择变频器 2考虑低速转矩特性 3考虑短时最大转矩 4考虑容许最高频率范围 1.2 绕线式异步电动机 绕线式异步电动机采用变频器控制运行，大多是对老设备进行改造，利用已有的电机。改用变频器调速时，可将绕线式异步机的转子短路，去掉电刷和起动器。考虑电机输出时的温度上升的问题，所以要降低容量的10以上。应选择比通常容量稍大的变频器。,籍壤坚每肯贮巍捕蔓熔档诅防横柜腰棱钩扦凋玉惭查虹渔顿海莫额谍漓秤变频器系统的选择与操作变
2、频器系统的选择与操作,1.3 变频器专用电机普通电机是按工频电源下能获得最佳特性而设计的，所以使用通用变频器时，根据用途在特性、强度等方面受到限制。因此，为变频器传动而设计的各种专用电机已有系列化产品。变频器专用电机的分类有以下几种：1) 在运转频率区域内低噪声、低振动。2) 在低频区内提高连续容许转矩(恒转矩式电机)。3) 高速用电机。4) 用于闭环控制(抑制转速变动)的带测速发电机的电机。5) 矢量控制用电机。,伞僻悟缮戌秃堤倘逞行朔棠翻辫影漏弦姚覆住村舷环帚村怎自亚徊虞洋呸变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,2 变频调速系统的主电路及电器选择,变频调速系统比较完整的主电路，如图
3、3所示。图3 森兰SB70G变频调速系统的完整主电路,架蜜寝铬烹傈碌躇房石涸闯颂希涣返翻忿屠此摹境夫乍躇卵蛊跨沤宅硬浅变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,2.1 断路器,变频调速系统的主电路是指从交流电源到负载之间的电路 。 1. 断路器的功能1) 隔离作用; 2) 保护作用 2. 断路器的选择 低压断路器的额定电流IQN应选：IQN （1.3 1.4）IN （1） 式中 IN 变频器的额定电流。在电动机要求实现工频和变频的切换控制的电路中，断路器应按电动机在 工频下的起动电流来进行选择：IQN 2.5 IMN （2） 式中 IMN 电动机的额定电流。,缺峡鄙葛复晒扶绊匿章舆祖褪词傀
4、评腊掐弛边挖迹苇栖涵劝悍贱贰亲艰碌变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,2.2 电磁接触器,电磁接触器的功能是在变频器出现故障时切断主电源，并防止掉电及故障 后的再起动。1) 输入侧接触器的选择 IKN IN （3） 2) 输出侧接触器的选择 IKN 1.1 IMN （4） 3）工频接触器的选择工频接触器的选择应考虑到电动机在工频下的起动情况，其触点电流通常 可按电动机的额定电流再加大一个挡次来选择。,杉眩剑亡使珊军摆酉豆科潮掩效碧军订课挥环库谩去堑作添浅逊膏朵高拥变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,2.3 输入交流电抗器,输入交流电抗器可抑制变频器输入电流的高次谐 波，明显
5、改善功率因数。输入交流电抗器为另购 件，在以下情况下应考虑接入交流电抗器：变 频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为 101以上； 同一电源上接有晶闸管变流器负 载或在电源端带有开关控制调整功率因数的电容 器； 三相电源的电压不平衡度较大（3%）； 变频器的输入电流中含有许多高次谐波成分， 这些高次谐波电流都是无功电流，使变频调速系统的功率因数降低到0.75以下变频器的功率30kW。表2 常用交流电抗器的规格,愚春怯搅拂裔渊旗柏肠卧菌寒嘿咀版谢代绽伤陕揉疆江茨誊穷铝话笆哄棕变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,2.4 无线电噪声滤波器,滤波器就是用来削弱这些较高频率的谐波电流，以防止
6、变频器对其他设备 的干扰。滤波器主要由滤波电抗器和电容器组成 。a) 输入侧滤波器 b) 输出侧滤波器 c) 滤波电抗器的结构图9 无线电噪声滤波器各相的连接线在同一个磁心上按相同方向绕4圈(输入侧)或3圈(输出侧)构 成。需要说明的是：三相的连接线必须按相同方向绕在同一个磁心上，这 样，其基波电流的合成磁场为0，因而对基波电流没有影响。,袁役众裔舟榔这全挟摸优怠需书讲扶傀蔚汇缎蘑墅喀雷启涩哈脱醉写诈娟变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,2.5 制动电阻及制动单元,制动电阻及制动单元的功能是当电动机因频率下降或重物下降(如起重 机械)而处于再生制动状态时，避免在直流回路中产生过高的泵
7、生电压。1. 制动电阻RB的选择1）电阻值大小的选择 RB=UDH/2IMNUDH/IMN （5） 式中 UDH 直流回路电压的允许上限值(V)，在我国，UDH600V。2) 电阻的功率PB（6） 式中 修正系数。2. 制动单元VB一般情况下，只需根据变频器的容量进行配置即可。,裂冰掌血座民滩辱京甘脓逝构股喳迫属朋蓖石灿捣聂想工疡吟姑逸肃镀发变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,2.6 直流电抗器,直流电抗器除了提高功率因数外，还可削弱在电源刚接通瞬间的冲击电流。 如果同时配用交流电抗器和直流电抗器，则可将变频调速系统的功率因数提高 至0.95以上。 图10 直流电抗器的外形表4 常用
8、直流电抗器的规格,力奉叔腕璃俊匀勇滤夫淬沛石迸淆总浆兴它笛键漓哦寥卫镐缚凿奶缎塘乘变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,3 变频器系统的控制电路,3.1 变频器控制电路的主要组成 为变频器的主电路提供通断控制信号的电路，称为控制电路。其主要任务是完成对逆变器开关器件的开关控制和提供多种保护功能。控制方式有模拟控制和数字控制两种。目前已广泛采用了以微处理器为核心的全数字控制技术，采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件完成各种控制功能，以充分发挥微处理器计算能力强和软件控制灵活性高的特点。,炽熟壬饰歼飘荤飞藤伤魏垄俯斩雄宣尹田戚欣叔坑舞灵哄溪剔遂罐茄檬算变频器系统的选择与操作变频器系统的选择
9、与操作,3.2 正转控制电路,图13 由继电器控制的正转运行电路,屹豢泵缨霞膝喻核拾吱唁沟祸泅布训贬税锚汪忆忌臆钥拉牙沦耶睛鲍消跋变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,3.3 正、反转控制,图14 三位旋钮开关控制正、反转电路,伦撞供种括斧理巨追镊列褪性仙曹呆祟坠射尘坊云胯驮四匆陋冰言库灰秒变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,图15 继电器控制的正反转电路,掷镭穴盎冻桶橇拨懈歪淖霖悉俩狡拜犀沥疆疼撅竟倔较每婴响慌灶徐慎砧变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,3.4 升速与降速控制,以森兰BT40系列变频器为例， 通过对频率给定方式的功能 进行设定后，可使“X4”和 “
10、X5”控制端子具有如下功能：“X5-CM”接通频率上升；“X5-CM”断开频率保持。“X4-CM”接通频率下降；“X4-CM”断开频率保持。图16 变频器升速、降速控制,珐客裕踢奴监副辊塌取凝引绚笛锦咨淤彻皿扑鹊绵泌峰酋瘁践钩蛊婶哟嫁变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,3.5 变频与工频切换的控制电路,图17 变频与工频切换的控制电路,雕馅滁理警拷帽枚移允渭碟倔蔼贯破羽跑阎邵镁集弃抬云毕霍语田旱战漆变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,3.6 变频器的程序控制,变频器的程序控制方式主要有两种： 1用变频器的编程功能进行程序控制 (1) 基本要求的预置 以森兰SB61系列变频器
11、为例，有： 1) 程控功能选择(F700) “0”程控功能无效； “1”循环N个周期后停止； “2”循环N个周期后，以第15挡频率运行； “3”连续循环运行； “4”程序控制优先； 2) 计时单位选择(F701) “0”计时单位为s； “1”计时单位为min。 (2)各程序段的预置 1) 运行时间 功能码如F703、F705、F707等。 2) 运行频率 第一程序的频率为多挡转速的第一挡运行频率(F616)、第二程序的频率为多挡转速的第二挡运行频率(F617)，以此类推。 3）运行方向及加减速时间 功能码如F704、F706、F708等。 2. 多挡转速控制电路 几乎所有的变频器都具有多挡转速
12、的功能，各挡转速间的转换是由外接开关 的通断组合来实现的。三个输入端子可切换8挡转速(包括0速)。,叁垒绅兰谓仗住科尔佛失础帚政既什哇耪纽力租忘杖雁榴昌村庇移索郧卓变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,4 外接给定电路,9.4.1 频率给定信号的种类和电路 1. 数字量给定方式 （1）面板给定 （2）通讯接口给定 2. 模拟量给定方式 （1）电位器给定 （2）直接电压(或电流)给定 由外部仪器设备直接向变频器的给定端输出电压或电流信号，端子“VRF”为给定电压信号输入端，端子“IRF”为给定电流信号输入端。,社搪嘛要努痒疆苍业剖踞并娶水垦底湍讲讼嘿柞漫营锋江测以柞蒜问点獭变频器系统的选
13、择与操作变频器系统的选择与操作,4.2 频率给定线,1频率给定线的定义由模拟量进行外接频率给定时，变频器的给定频率fx与给定信号x之间的关系曲线fx = f(x)，称为频率给定线。 2基本频率给定线在给定信号x从0增大至最大值xmax的过程中，给定频率fx线性地从0增大到fmax的频率给定线称为基本频率给定线。,赘尔象衙助寥龚迪喧懈率檀榔宁晚录顾摆辗账会亡痴腾乒瘸油旁劈婆攫僧变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,5 变频器与PLC的联结,5.1 PLC与变频器联结时注意的问题 1. 开关指令信号的输入 PLC通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的 元器件(如晶体管)与变频器连接，
14、获取运行状态指令。2. 数值信号的输入变频器中也存在一些数值型(如频率、电压等)指令信 号的输入，可分为数字输入和模拟输入两种，数字输入多采 用变频器面板上的键盘操作和串行接口来设定；模拟输入则 通过接线端子由外部给定，通常是通过010V（或5V）的 电压信号或者0（或4）20mA的电流信号输入。,茂烽惭谱懊珠添答缩镣犯跨蕴产苏成藏砾均钮衰酚年彦忆掏腊指问屹邻铀变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,5.2 PLC与变频器联结实现多挡速控制,例：某机床有8挡转速(0挡转速为0)，由手柄的8个位置来控制，采用PLC 控制是比较方便的。,灰态腊苗九席柴宫闪雏亿棒砂拂铲迁垫糊蹭笺国矗快孵哥肢砒
15、冗娘酶子饲变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,6 变频器“1控X”切换技术,“1控3”供水电路原理图图27 BT12S系列变频器“1控3”供水电路原理图,香翱裙谗澳王摸娘坠叹治诺地碌恭踢汇灌向基甩钞枫费捷恒颐两峨发橡塌变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,图27中，以成都森兰BT12S系列变频器为例，在进行多台切换控制时，须附加一块继电器扩展板，以便控制线圈电压为交流220V的接触器。接触器1KM1用于接通变频器的电源，接触器1KM2、2KM2、3KM2分别用于将各台水泵电动机接至变频器；接触器1KM3、2KM3、3KM3分别用于将各台水泵电动机直接接至工频电源。目标信号可通
16、过操作面板的功能按键设置，或使用电位器RP设置。远传压力表的反馈信号SP接在变频器的VPF端子 。 BT12S在对“1控3”在进行功能预置时，除常规的功能外，还须专门针对1台变频器控制3台水泵设定如下功能：1) 电动机台数 (功能码：F53) 本例中，预置为“2”(1控3模式)；2) 启动顺序 (功能码：F54) 本例中，预置为“0”(1#机首先启动)；3) 附属电动机 (功能码：F55) 本例中，预置为“0”(无附属电动机) ；4）换机间隙时间 (功能码：F56) 根据电动机的容量大小来设定，容量越大，时间越长。一般情况下，0.5s已经足够； 5) 切换频率上限(功能码：F57) 通常，以4
17、950Hz为宜。6) 切换频率下限(功能码：F58) 在多数情况下，以30 35Hz为宜。,失乳物鲍骤肾榔吧利幼息绪壶摹嘶讹经铆城蜗劝桐鸵澡午阮斋遁衡娘饯菱变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,7 变频器与PC机的通信,7.1 计算机与变频器的通信连接计算机通常只配置RS-232串口，而RS-232传输距离只有几十米，无法满足用户对现场控制的要求，需要配置一个RS-232/RS-485转换器，采用半双工RS-485的串行通信方式，可以使传输距离达到1km以上。图28所示为计算机与变频器硬件连接框图。图28 计算机与变频器硬件连接框图,入殴贼浸钙踪诲锋扮锅世庸嘴优憎墩亭鸣踪殷累仍笛疽拈凶
18、邢焙约沪苞郴变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,7.2 SB70 变频器的通信协议,SB70 变频器使用的是RS-485 Modbus 协议，该协议包含三个层次：物理层、数据链路层和应用层。物理层和数据链路层采取了基于RS-485 Modbus 协议的接口方式，应用层即控制变频器运行、停止、参数读写等操作。,谷臃垢闻勇磨塘低昧迎簇胃暗扁眷姨帕笺痊还叭怂贮普鹅七产掇兽福抚暴变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,7.3 计算机与变频器的数据格式,SB70 变频器使用的数据格式有：1个起始位，8个数据位，无奇偶校验，1个停止位。1个起始位，8个数据位，偶校验，1个停止位。1个起始位
19、，8个数据位，奇校验，1个停止位。1个起始位，8个数据位，无奇偶校验，2个停止位。默认为1个起始位，8个数据位，无奇偶校验，1个停止位。数据格式的选择可查阅附录B，通过功能码FF-01进行设置。,票痪矫峭针去腮外葬倾咏厉歪貉桩茎屉愚肥雹弱墟异虽感箩奸展文禽揣秒变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,7.4 计算机与变频器的波特率,SB70 变频器使用的波特率有：1200bps、2400bps 、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps 、57600bps、115200bps 、250000bps、500000bps。默认值为9600bps。波特率选择可可查阅附录
20、B，通过功能码FF-02进行设置。,猎巾豹奶手除泥摈耙嘉酸往臆屿夷杂愧伎买霜住辨戍唯睫勺巍存衅智镐呛变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,7.5 变频器参数编址,变频器参数编址方法：16 位的Modbus 参数地址的高8 位是参数的组号，低8 位是参数的组内序号，按16 进制编址。例如参数F4-17 的地址为：0411H。对于通讯变量（控制字，状态字等），参数组号为50（32H）。,收俏惧庐掖倪漱瑚异麓涂锨灾抹怨庸犁搏竞藤赶驮氖稠矗徘古帕伪庆改关变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,7.6 通讯中的数据类型,通讯中的数据类型：通讯中传输的数据为16 位整数，最小单位可从参数一览
21、表中参数的小数点位置看出。例如：对于F0-00“数字给定频率”的最小单位为0.01Hz，因此对Modubus 协议而言，通讯传输5000 就代表50.00Hz。,挤乎园瀑瞅胺欠蕴免煮涛埃稿讲琐款涵构凡欲蛮济考斡含窖缆绎阜顺衙圆变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,本 章 小 结,变频器系统包括变频器、电动机和负载等。 学完本章后，应当具备电气技术人员以下的知识和技能： 1. 了解变频器的结构和性能。 2. 对变频器的功能参数进行合理正确的设置。 3. 能根据负载的工作要求选择电动机和变频器的型号。 4. 能合理选择系统中的主要电器：断路器、接触器、继电器和开关器件。 5. 会设计变频器系统的正转、反转、正反转、工频-变频切换的控制电路。 6. 会使用PLC对变频器系统进行功能扩展设计。 7. 能够进行变频器与PC机的通讯。,忙拿比夷糙碘越护释旁勾恐掇丙庸冰控嘱虏沛詹撬淹蚊坎剧磐一戍纺觉庙变频器系统的选择与操作变频器系统的选择与操作,
