1、1,变频器应用技术 AC Inverter Application Technology,2,应用篇（第二部分）,变频设备控制的基本特点,定位控制,机械加工设备,电梯应用,3,变频设备控制的基本特点,目前，中国的设备控制水平与发达国家相比还比较低，制造设备工艺和效率都不高。但随着中国加入WTO，产品质量和生产效率都需要面临国际竞争，因此提高设备控制水平至关重要。由于变频调速具有调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多需要精确速度控制的应用中，变频器正在发挥着提升设备工艺质量和生产效率的显著作用。,4,变频设备控制的基本特点,应用变频器可以提高设备工艺要求、提升产品质量，同时减轻了人工的
2、劳动强度、提高了生产效率，可以说，变频器在机床、电梯、纺织、食品、饮料、包装、造纸等行业的应用前景和发展潜力都不可小觑。,5,例子：应用在传送带上的变频设备工艺控制系统,6,变频设备控制的基本特点,1. 提高生产率 通过设定变频器的频率，可控制传送带生产线的速度，从而达到了提高生产率达目的。 2. 可利用现有设备 可利用现有传送带上的齿轮马达和现有的传送带进行改动。 3. 可用一台变频器来控制多数电动机的驱动 这些电动机均并接到一台变频器上，通过变频器的频率设定可以保证多台电动机的同步运行。,7,变频设备工艺控制的表现特征,1. 控制电机的启动电流。当电机通过工频直接启动时，它将会产生7到8倍
3、的电机额定电流。而变频调速则可以在零速零电压启动(当然可以适当加转矩提升)。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。,8,变频设备工艺控制的表现特征,2. 可控的加速功能。 变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行光滑地加速，而且其加速曲线也可以选择(直线加速、S形加速或者自动加速)。而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。另外，变频启动还能应用在类似
4、灌装线上，以防止瓶子倒翻或损坏。,9,变频设备工艺控制的表现特征,3. 可调的运行速度。 运用变频调速能优化设备工艺过程，并能根据设备工艺过程迅速改变，还能通过远控PLC或其他控制器来实现速度变化。,10,变频设备工艺控制的表现特征,4. 可调的转矩极限。 通过变频调速后，能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏，从而保证设备工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术使得不仅转矩极限可调，甚至转矩的控制精度都能达到35左右。在工频状态下，电机只能通过检测电流值或热保护来进行控制，而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。,11,变频设备工艺控制的表现特征,5. 受控的停止方式。 如同可
5、控的加速一样， 在变频调速中， 停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以选择(减速停车、自由停车、减速停车直流制动)，同样它能减少对机械部件和电机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。,12,变频设备工艺控制的表现特征,6. 可逆运行控制 在变频器控制中，要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置，只需要改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。,13,变频设备工艺控制的表现特征,7. 减少机械传动部件 由于目前矢量控制变频器加上同步电机就能实现高效的转矩输出， 从而节省齿轮箱等机械传动部件， 最终构成直接变频传动系统。从而就能降低成本和空间， 提高稳定性。,14
6、,变频器在机械加工设备中的应用,应用变频器可以提高设备工艺要求、提升产品质量，同时减轻了人工的劳动强度、提高了生产效率，可以说，变频器在机床、电梯、纺织、食品、饮料、包装、造纸等行业的应用前景和发展潜力都不可小觑。,15,变频器在机械加工设备中的应用,16,变频器在机械加工设备中的应用,17,变频器在外圆磨床上的应用,标准机械加工所使用的外圆磨床，砂轮电动机均按传统启动电路运行。电动机启动后按照额定转速运转，由于电网电压有一定的波动，砂轮和工件的磨擦负载不断的变化，都会影响电动机的转速误差，标准砂轮电动机起动电路一般只有一种加工速度，难以适应不同工件大小的要求不同的加工相对线速度，以致于所加工
7、工件的加工精密度很难保证。因此从提高加工质量、加工效率、节约能源等方面考虑，将变频调速技术应用于外圆磨床中，可以收到满意的效果。,18,变频矢量控制在数控机床中的应用,数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备。其中主轴运动是数控车床的一个重要内容，以完成切削任务，其动力约占整台车床的动力的70%80%。基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换档和无级调速。,19,变频矢量控制在数控机床中的应用,在目前数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求，必须有以下性能：A、宽调速范围，且速
8、度稳定性能要高；B、在断续负载下，电机的转速波动要小；C、加减速时间短；D、过载能力强；E、噪声低、震动小、寿命长。,20,变频矢量控制在数控机床中的应用,在目前数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求，必须有以下性能：A、宽调速范围，且速度稳定性能要高；B、在断续负载下，电机的转速波动要小；C、加减速时间短；D、过载能力强；E、噪声低、震动小、寿命长。,21,变频矢量控制在数控机床中的应用,1 主轴变频控制的基本原理,22,变频矢量控制在数控机床中的应用,2 主轴变频控制的系统构成,23,变频矢量控制在数控机床中的应用,3 主轴变频器的
9、基本选型,24,变频矢量控制在数控机床中的应用,- 华中世纪星HNC-21数控系统和三菱变频器,25,变频器在定位控制中的应用,1.定位控制的共同特点： 定位控制的共同特点如下： u 从简单到高级，根据目的有各种控制方式（开环位置控制、手动决定位置、闭环位置控制）； u 控制对象的位置以转速积分的形式变化； u 即使不在负载上直接装设位置传感器，多数场合仅由电机的旋转角也可高精度地推定位置； u 需要可逆运转,26,变频器在定位控制中的应用,2.定位控制的基本应用 定位控制的基本应用是在控制领域，即以负载的位置或角度等为控制对象，如： 运转时的位置控制： 机床、机器人、雷达天线等； 停止时的位
10、置控制： 电梯、起重机械、调节风门、行车等。,27,三菱变频器在磁棒平网印花机定位控制中的应用,磁棒平网印花机(简称平网印花机)是纺织印染行业特别是毛巾（含浴巾、沙滩巾、装饰巾、毛巾挂毯等）制造企业的重要生产设备。平网印花机由橡胶输送带（简称导带）输送毛巾运动，多个平网在毛巾上套印不同的颜色，其印花及套色的准确性直接影响毛巾成品的美观和质量等级，因而要求拖动系统定位准确；为了提高生产效率，降低成本，又必须保持一定的印染速度。,28,三菱变频器在磁棒平网印花机定位控制中的应用,在某毛巾厂，以三菱变频器、PLC和触摸屏为主体，设计了一个印花机自控系统，发掘了变频器的功能，巧妙地利用它进行定位控制，
11、以较少的投资平衡了上述矛盾，技术改造方案达到了预定的目标。,29,三菱变频器在磁棒平网印花机定位控制中的应用,平网印花机的工作原理,30,变频器在电梯中的应用,1. 电梯的发展史电梯是垂直运行的电梯（通常也简称为电梯）、倾斜方向运行的自动扶梯、倾斜或水平方向运行的自动人行道的总称。有了电梯，摩天大楼才得以崛起，现代城市才得以长高。据估计，截至2002年，全球在用电梯约635万台，其中垂直电梯约610万台，自动扶梯和自动人行道约25万台。电梯已成为人类现代生活中广泛使用的人员运输工具。人们对电梯安全性、高效性、舒适性的不断追求推动了电梯技术的进步。,31,变频器在电梯中的应用,2. 电梯的驱动方
12、式 电梯停层时梯速为零。正常运行时以额定速度作匀速直线运动。在零速与额定速度之间则作加速或减速过渡，对这一段时间里电机转速的控制叫作调速。在轿厢作加速或减速运动时，乘客会出现超重与失重。普通人对超重和失重的承受能力是很有限的，我国国标GB10058规定了a值不得大于1.5m/s2。,32,变频器在电梯中的应用,交流变频变压调速电梯，具有以下特点： 1、可靠性高： 由于高性能的多微机网络控制软件中设计了多重故障保护措施，排除了传统电梯存在的各种故障隐患，可充分保证电梯的安全可靠运行。,33,变频器在电梯中的应用,交流变频变压调速电梯，具有以下特点： 2、舒适感好： 电力拖动系统的矢量控制交流变频
13、调速技术，配备了适应人体生理特性的速度运行曲线（速度图形），采用按距离直接停靠层站原则，使电梯运行更加平稳、高效，可靠地保证电梯运行时的乘坐舒适感、运行效率和平层准确度。,34,变频器在电梯中的应用,交流变频变压调速电梯，具有以下特点： 3、功能先进： 众多先进的功能，给用户带来更多的选择，用户可按建筑物的使用功能选择电梯功能。可使电梯使用更加合理，乘客操作更加方便。,35,变频器在电梯中的应用,交流变频变压调速电梯，具有以下特点： 4、节省电能： 高精度和高效率的矢量控制变频技术，不仅使电梯运行更加平稳，而且还可大大地节省电能，与同规格的交流调压调速电梯相比可节省电能50%以上，可大大地节省
14、用户的使用费用。,36,变频器在电梯中的应用,交流变频变压调速电梯，具有以下特点： 5、维保方便： 直观的工作状态显示功能，给电梯的维护保养带来很大方便，万一电梯出现故障，维保人员可方便地通过系统的状态显示找出故障所在，对照电梯使用维修保养手册即能进行维修。同时，也可支持变频故障呼叫系统和远程诊断。,37,变频器在电梯中的应用,交流变频变压调速电梯，具有以下特点： 5、维保方便： 直观的工作状态显示功能，给电梯的维护保养带来很大方便，万一电梯出现故障，维保人员可方便地通过系统的状态显示找出故障所在，对照电梯使用维修保养手册即能进行维修。同时，也可支持变频故障呼叫系统和远程诊断。,38,变频器在电梯中的应用,交流变频变压调速电梯,39,完,Thank you for listening,
