1、1第 5 章 变频器在各类负载中的应用51 带式输煤机的变频调速511 负载的特点TLFr C 图 52 恒转矩负载及其特性a）带式输煤机 b）机械特性 c ）负荷工况 图 51 带式输煤机因材施变用变频！2512 变频器选型1变频器型号负载要求硬机械特性，但对动态响应无要求。可选富士 G11 系列变频器。2变频器容量 电动机可能短时间过载运行。 变频器容量加大一挡，选 22kVA（配 15kW 电动机） ，30A 。图 53 变频器容量的选择a）拖动系统 b）电流曲线3513 变频器的功能预置1基本功能2频率给定的相关功能1转矩提升 图 55 频率调节电路图 54 基本功能的预置a）基本频率
2、 b）最高频率与上、下限频率43转矩提升功能4加、减速时间图 56 富士变频器的转矩提升功能a）二次方律特性 b）一次方律特性 c ）恒转矩特性图 57 加、减速时间的预置a）加速时间 b）主电路接线 c ）减速时间55保护功能功能码 功能含义 数据码 数 据 码 含 义1 适用于通用电动机F10 电子热继电器 12 适用于变频专用电动机F11 动作电流设定值（I F） 70% 电动机的电流取用比F12 发热时间常数 5min IMI F150%时的动作时间F14 瞬时停电再起动选择 4 从停电时的频率开始搜索H13 瞬时停电等待时间 30sH15 瞬时停电直流电压下限 400V 低于 400
3、V 不能再起动H16 停电后运行指令保持时间 30s 超过保持时间，不能再起动H04 自动复位次数 2 跳闸后可自动复位 2 次H05 自动复位间隔时间 2 s图 58 富士变频器的过载保护a）动作电流与输出频率的关系 b）反时限曲线652 提升机的变频调速521 重力负载及其特点 1重力负载的特点 2重力负载的四象限运行（1）重物上升 图 510 重物上升时的工作点a）重载上升 b）工作点图 59 电动机的状态a）重物下降 b）拖动系统的状态 变频器怎样对付溜钩？ 7（2）空钩（包括轻载）下降（3）重载下降 2变频器选型（1）型号 具有四象限运行特点。 采用无反馈矢量控制方式，选用三菱 FR
4、540A 系列变频器。（2）容量 PMN11 kW ；I MN24.6A 选 SN23.6 kVA （15 kW） ；I N31A图 511 空钩下降时的工作点a）空钩下降 b）工作点图 512 重载下降时的工作点a）重载下降 b）工作点8522 变频调速特点1电动机和变频器接法2功能预置功能码 功能名称 数据码 数据码含义Pr.3 基底频率 50Hz 即基本频率Pr.4 高速频率设定 50Hz 由 RH 端子控制Pr.5 中速频率设定 30Hz 由 RM 端子控制Pr.6 低速频率设定 10Hz 由 RL 端子控制Pr.7 加速时间 5sPr.8 减速时间 5sPr.19 基底频率电压 38
5、0VPr.65 再试选择 3 仅在过流或过压跳闸时允许重合闸Pr.67 再试次数 2 允许再试 2 次，即自动重合闸 2 次Pr.68 再试等待时间 1s图 513 电动机和变频器接法93电动机参数的自测定（1）预置相关功能功能码 功能名称 数据码 数据码含义Pr.80 电动机容量 11kWPr.81 电动机的磁极数 6预置了这两个功能，就选择了矢量控制方式Pr.71 适用电动机 3 非三菱标准电动机 Pr.9 电子过电流保护 28A 作用相当于电流取用比Pr.83 电动机额定电压 380VPr.84 电动机额定频率 50HzPr.95 自动调整设定/状态 1 电动机不旋转自动测量（2）变频器
6、通电变频器通电时，电磁制动器不通电，保持对电动机轴的抱紧状态。（3）变换模式变频器从编程模式切换成运行模式。（4） “起动”电动机如为面板操作，按 FWD 键或 REV 键；如为外接端子操作，则接通STF 端子或 STR 端子。（5）自动测量完成上述运行状态维持约 25s，至显示屏显示“3”或“103”时，自动测量结束。如为面板操作，按 STOP 键；如为外接端子操作，则断开STF 端子或 STR 端子即可。图 514 自动测量a）编程模式 b）运行模式 c ）外接端子控制10523 起升装置的防溜钩 1电磁制动器的接法2提升机变频控制电路图 515 电磁制动器的接法a）工频运行时 b）变频运
7、行时图 516 提升机变频控制电路a）控制电路 b）操作板113变频运行时防溜钩的方法功能码 功能名称 数据码 数据码含义Pr.60 程序制动模式 8 程序制动模式有效，制动器无动作完成信号Pr.13 启动频率 1 Hz 图中之 fSPr.190 RUN 端子功能 20 电磁制动器通电指令Pr.278 制动开启频率 3 Hz 图中之 fSDPr.279 制动开启电流 110% 图中之 IBS（110%电动机额定电流）Pr.280 开启电流检测时间 0.3s 图中之 tSC（发出制动器通电信号）Pr.281 制动器松开完成时间 0.3s 图中之 tSD（输出频率开始上升）Pr.282 制动操作频
8、率 6 Hz 图中之 fBS（电磁制动器断电）Pr.283 制动器抱紧完成时间 0.3s 图中之 tBB（输出频率下降至 0 Hz）图 517 变频器控制的防溜钩123应急措施举例（1）制动单元损坏后的应急措施（2）紧急情况的快速制动图 519 紧急情况的快速制动图 518 制动单元损坏后的应急措施13休 息 10 分 钟1453 卷绕机械的变频调速531 卷绕机械的特点1机械特性图 521 恒功率负载及其特性a）卷径很小时 b）卷径增大时 c）卷径最大时图 520 卷绕机械示意图勿用拳头捶蚂蚁！15532 卷绕机械变频调速的要害1主要矛盾2解决方法图 522 额频以下带卷绕机图 523 提高
9、频率带卷绕机a）最高频率为 100Hz b）最高频率为 150Hz c）最高频率为 180Hz16533 卷绕机械变频调速要点1闭环控制（1）选型与控制电路变频器选型森兰 SB70 系列：6.4kVA，9.7A，配用 4 kW 电动机（2）基本功能预置图 524 卷绕的闭环控制图 525 森兰变频器基本功能a）电压与频率 b）有效转矩线 c ）转矩提升线172转矩控制选用安川 CIMR G7S 系列变频器54 车床的变频调速541 车床的外形与特性1主要特点图 527 车床的外形与特性a）车床外形 b）车床的机械特性图 526 卷绕的转矩控制a）控制系统示意图 b）转矩与转速182实例某意大利
10、产 SAG 型精密车床，基本数据 :如下：（1）主轴转速：75、120、200、300、500、800、1200、2000r/min； （2）电动机额定数据：2.2kW，5A，1420 r/min。（3）车床的计算转速：n D300 r/min即：n L300 r/min 为恒转矩区；n L500r/min 为恒功率区。（4）各档转速下的负载转矩 负载的实际功率按 2kW 计算，则各档转速下的负载转矩如表所示。各档转速下的负载转矩档次 1 2 3 4 5 6 7 8 9转速(r/min)75 120 200 300 500 800 100012002000转矩(Nm)64 64 64 64 3
11、8 24 20 16 9.5（5）电动机额定转矩TMN 14.6NmMNnP950142053、拖动系统的折算为了便于在电动机的有效转矩和负载的机械特性之间进行比较，把电动机轴上的转矩和转速都折算到负载轴上。折算公式如下：（1）转速的折算nM n L（2）转矩的折算TM TM19542 两挡传动比方案1有效转矩线2、低速挡的传动比（1）决定传动比 50Hz （ 1420 r/min）与 300 r/min 对应 L 4.7330nMN12取 L5（2）低速挡的转速范围恒转矩转速范围：n L0300 r/min，对应 fX050Hz；恒功率转速范围：n L300600 r/min，对应 fX50
12、100Hz。3高速挡的传动比（1）决定传动比 50Hz （ 1420 r/min）与 1000 r/min 对应 H 1.4210nMN42取 H1.5（2）高速挡的转速范围图 528 两挡传动比方案20恒转矩转速范围：n L01000 r/min，对应 fX050Hz；恒功率转速范围：n L10002000 r/min，对应 fX50100Hz。4转矩的核算： TMN 14.6Nm低速时折算到负载侧的转矩：T ， MN14.65=72 64高速时折算到负载侧的转矩：T ， MN14.61.5=21.9 20满足要求5、功率的核算： 电动机额定功率 PN = 2.2KW低速档负载功率：P=(6
13、4300)/9550=2.2 KW高速档负载功率：P=(201000)/9550=2.09 KW满足要求543 变频器的选择 1、容量的选择 考虑到车床在低速车削毛坯时，常常出现较大的过载现象，故所选变频器的容量加大一档。变频器容量： SN6.9kVA （配用 PMN3.7kW 电动机）的，额定电流 IN9。21休 息 10 分 钟2255 风机的变频调速551 风机的机械特性1转矩特点 L T L22功率特点 PL P L32TLKn950严格地讲，转矩表达式应为： L 0 T L2功率表达式为：PL 0 P L3 图 529 二次方律负载及其特性a）风扇示意图 b）风扇机械特性风机水泵变频
14、时须注意哪些问题？23552 实例 1鼓风机实例某加热炉鼓风机：55kW、1480r/min 、102. 5A。工频运行时的实际工作电流是 96A。2变频器选型（1）变频器的型号对于风机和水泵用变频器，应优先考虑价格。今选康沃 CVFP3 系列变频器。（2）变频器的容量鼓风机一般不会过载，故变频器的容量与电动机相同即可。今选：康沃 CVFP3 4T0550 型变频器，其额定数据是：73.7kVA、112A、配用 55kW 电动机。3变频调速方案图 530 鼓风机的变频调速245转矩提升功能的预置56 水泵的变频调速561 大楼的恒压供水1实例某大楼的供水系统：实际扬程 HA30m，要求供水压力
15、保持在0.5MPa，压力变送器的量程是 01 MPa。采用一主二辅供水系统。主泵电动机：22kW 、 42.5A、1470r/min，由变频器控制。配用变频器：配用西门子 MM430 系列变频器，29kVA（适配电动机为 22kW） ，45A。辅泵电动机：5.5kW 、 11.6A、1440r/min，直接接到工频电源上。2供水系统的构成图 531 康沃的转矩提升功能a）风机机械特性 b） Uf 线的类型 c ）转矩提升量图 532 一主二辅供水系统25562 功能预置 1基本功能的预置2转矩提升功能的预置（1）西门子变频器的 Uf 线设置图 533 西门子变频器的 Uf 线a） Uf 线的类
16、型 b）二次方律 Uf 线图 533 水泵基本功能的预置a）频率给定线 b）加、减速时间26563 恒压供水的过程控制1通道选择与信号范围（1）接线图（2）目标信号的确定 压力变送器的量程为 01 MPa，而要求的供水压力是 0.5MPa 目标信号应为 50%。（3）相关功能功能码 功能名称 数据码 数据码含义P2200 允许 PID 控制投入 1 PID 功能有效P2253 PID 设定值信号源 755 目标信号从 AIN1端输入P2264 PID 反馈信号 755 反馈信号从 AIN2端输入P2266 反馈信号的上限值 60% 与上限压力对应（0.6MPa）P2268 反馈信号的下限值 4
17、0% 与下限压力对应（0.4MPa）P2271 传感器的反馈形式 0 负反馈图 534 恒压供水系统的接线272PID 的预置与工况（1）工况示意图（2）相关功能功能码 功能名称 数据码 数据码含义P2280 PID 增益系数 5 比例增益为 5P2285 PID 积分时间 10s 积分时间为 10sP2291 PID 输出上限 10%P2292 PID 输出下限 10%上、下限预置得越小，则加、减泵的切换越频繁P2293 PID 上升时间 20s 起动时防止因加速太快而跳闸（3）调试在流量比较稳定的情况下，如反馈信号时而大于目标信号，时而小于目标信号。说明系统发生了振荡，应：减小 P，或增大
18、 I。当流量发生变化（增大或减小）后，反馈信号难以迅速地回复到等于目标信号时，说明系统反应迟缓，应：增大 P，或减小 I。图 535 恒压供水的工况a）恒压供水系统 b）PID 工况28564 切换控制1加、减泵控制要点2功能预置功能码 功能名称 数据码 数据码含义 说 明P2371 辅助泵分级控制 2 M1 M2 有 2 台辅助泵参与控制P2372 辅助泵分级循环 1 分级循环 运行时间短者先加后减P2373 PID 回线宽度 20% 上下限宽度 即 H 和 L 之间的宽度P2374 加泵延时 300s 加泵确认时间，图中之 tY1P2375 减泵延时 300s 减泵确认时间，图中之 tY1
19、P2376 PID 调节量极限 40% PID 超过极限时，立即加、减泵P2377 禁止加、减泵时间400s PID 未回到正常范围时不能加、减泵（图中之 tY3）P2378 加、减泵控制频率 85% 切换过渡频率，即图中之 fS（42.5Hz）图 536 一主二辅加、减泵控制a）加泵控制 b）减泵控制29用 PLC 控制水泵的切换1、四川遂宁市自来水二厂，供水能力 6 万吨/日，城市管网压力 0.4MPa，泵组为 3 台160KW，1 台 90KW 水泵，要求恒压供水并采用计算机监控，变频器或控制系统故障可由软起动器手动起动各泵。2、UF1 为 160KW 变频器，DZ1DZ6 为 LG A
20、BE403a 400A 空气开关，FU1 500A,FU2 600A 为快熔，KM1-KM10 位 LG GMC-400 交流接触器，PT 为森纳斯压力变送器，量程 1Mpa.3、系统调试时，水泵电机从变频状态切换到工频状态，延时从 300ms 起，到 500ms 时电流表显示也无明显的冲击，最后定为 600ms.软起动器设定为限流起动方式，设定为 2.5 倍。软起动器起动时，起动电流接近 800A,但在 30S 内下降到额定电流以下，查 600A 熔断器曲线,通过1000A 电流在 60S 熔断，所以软起动器的熔断器定为 600A。该系统已经投产两年，每日供水4-5 万吨，运行良好。据厂家统
21、计，电耗/吨减少 20%.4、由多功能输出端 RO1、RO2 启动 PLC 进行切换频率到达：变频器到达上限频率，RO1 接通，启动 PLC 加泵程序，现有泵切换到工频，变频器复位，启动下一台泵。频率检测：变频器到达下限频率，RO2 接通，启动 PLC 减泵程序，切除一台工频运行的水泵。5、利用加压罐的恒压供水在系统正常工作时，一方面维持管网压力，另一方面将压力储存在加压罐中，当系统流量极低时，变频器可以停止运行，由加压罐储存的压力维持管网的压力恒定。PLC 进行切换同上。图 537 PLC 控制水泵的切换30566 睡眠与唤醒控制1控制特点2功能预置功能码 功能名称 数据码 数据码含义P2390 节能设定值 35Hz 节能启动频率，即图中之 fSLP2391 节能定时器 240s 定时器计时时间（t 1t 3）即确认时间P2392 节能再启动设定 40% PID 调节量的唤醒值即图之 H一、关于变频器选择的几个问题：1、变频器有哪些额定数据？1输入侧数据2输出侧数据额定输出电压额定输出电流 允许长时间通过的最大电流，是用户在选择变频器容量时的主要依据；额定输出容量 S kVA配用电动机容量 指在带动连续不变负载的情况下，能够配用的最大电动图 537 睡眠与唤醒控制
