机电传动控制 教学课件 作者 张志义 7章 2变频器.pptVIP

第一章 绪论 工程车辆三参数模糊自动换挡规律研究 * * 技术补充 变频器原理与应用INVERTER 主要内容： 变频器原理与应用 应用举例 变频器原理 一.调速 电气调速 直流电机 交流电机---n=60f(1-s)/p 机械调速 步进电机 滑差离合器调速 减速器调速 变频器原理 1.变频器原理(电压型—交-直-交) 变频器原理 1.变频器原理(电压型—交-直-交) (1).整流 AC-DC: 三相/二相, 整流桥 (2).逆变 DC-AC 元件:GTR(晶体管),GTO(可控硅),IGBT(绝缘栅双极晶体管) 变频器原理 (3).控制器:组成-单片机,驱动电路,光电隔离 2.控制方式及功能 (1).控制方式: 压频比:U/F 矢量控制:磁场定向控制 直接转矩控制 (2).功能: 自动加减速 可编程运行 节电运行 电机参数辩识 通信,反馈 变频器原理 二.变频器类型 (1).变换频率方法: 交—直---交 交—交: 正反向电源,fmax=30 (2).主电路工作方式 电压型:用电容 电流型:用电感,可频繁可逆运转 变频器原理 二.变频器类型 (3).按调压工作方式: PAM:脉冲幅值调制 Pulse amplitude modulation PWM:脉冲宽度调制 Pulse width modulation (4).工作原理 u/f ,vvvf VC:矢量(vectory control)20世纪70年代 德国人Bleschke 定子电流:励磁电流产生磁场 转矩电流产生转矩,同时控制定子电流的幅值,相位 变频器原理 二.变频器类型 (6).按用途分: 通用型:VVVF 风机,水泵,机床,电梯,车辆 高性能VC: 交流伺服—数控主轴 高频变频器:3K, 2极电机 180000r/min 高压变频器:3Kv, 6Kv,10Kv,5000Kw 变频器原理 三.变频器运行知识 1. n=60f(1-s)/p, f变-n变,但如V不变,φ↑→I↑→烧电机. 所以必须控制U/F的比值为恒定. 另低速时,电机散热不好. 2.节能(主要应用) 控制转速---风机, 水泵, 压缩机 风量与转速成正比,所需动力与转速三次方成正比 即,流量80%: 动力0.83=50% 50%:动力0.53=13% 举例----- 变频器原理 3. V/F曲线和电机的转矩特性 (1).V/F恒定—恒转矩 为了提高低速时的转矩将低频电压提高 V F (2). 恒功率 f50Hz,v=380,此时电机为恒功率特性 (3). 二次衰减---风机,水泵 低速时,不需要很大的转矩 V F (4). 变频器在高/低频运行时注意问题 a.高频:f72Hz, 机械本体离心部件强度下降,轴承 b. f20Hz, 电机散热不好,可选用变频电机 变频器原理 四. 变频器保护 (1).瞬时停电, T5ms—停. 注意有些设备不许自启动 (2). 瞬时过电流, 负载重,加减速时间短. 注意,使用时不要使变频器多次过流保护 (3). 欠压/缺相保护, 小于20% (4). 过压保护,电机侧:减速时产生 可加长减速时间/加制动,如机械允许可自由停车 (5). 过载保护, 时间与过载大小有关 (6). 过热/过冷 变频器原理 五. 变频器使用注意 (1).IN/OUT 线不能接反 (2). 不可用高压摇表测电机绝缘 (3). 噪声干扰---对外/对自身 六. 环境要求 (1).温度 (2). 湿度,腐蚀气体 (3). 有足够的通风空间 变频器原理 七. 布线 (1).OUT 线 30米 (2). 控制电缆要屏蔽与主线交叉 八. 维护 (1).除尘 (2). 换风扇 (3). 换电容 九.变频器新应用 (1).各种接口,PID (2). 485/232通讯组网 (3).远程moden (4). 简易PLC 变频器应用 一. 项目 恒压供水系统 二. 要求 1.根据用水量自动保持管网压力 2. 1#/2#泵可手动切换到变频状态 3. 1#/2#泵可手动切换到工频状态 4. 系统有相应的保护功能 变频器应用 三. 系统原理示意图 变频器应用—电气原理图 变频器在数控机床上的应用 一. 项目 数控机床主轴控制, 数控车床/数控铣床 二. 要求 1.能在级间无级调速 2. 在螺纹加工时能将主轴转速反馈给CNC系统 3. 最好可做恒线速度切削加工 4. 有相应的保护功能 变频器在数车床床上的应用 CAK6136 CAK6150DJ 变频器在数铣床床上的应用 XK714A 数控雕铣机