艾默生变频器产品介绍技能培训.ppt
变频器基础知识培训,变频器基础基本概念,调速是工艺要求，变频调速是当今最流行最有效的调速手段 直流电机 直流驱动器驱动，高精度，高性能 有电刷，换向出现火化，电机最大制造功率受限 易损坏，难以适应恶劣现场需定期维护 交流电机 交流驱动器（变频器）驱动，性能略逊直流 制造功率基本不受限，无电刷，免维护 可以适用多种恶劣现场，不易损坏调速目的 满足工艺要求，提高产品质量，取消昂贵的调速机械 节能（仅对风机水泵）,变频器基础常用调速方法,交流电机基本公式：n60f/p(1-s)n：交流电机运行转速p：供电频率s：转差率 P=MN/9550P:电机功率M:电机力矩N:电机转速注意：1、交流电机的转速是指转子转速，定子是不动的 2、供电设备是给交流电机定子供电,转子是感应或永磁,V/F变频调速曲线,变频器基础常用调速方法,变频器基础变频器分类,变频器基础交直交变频器基本原理,变频器定义：将工频电源转换成电压可变、频率可变的适合交流电机调速需求的电力电子 变换装置。,电压：正弦波电流：非正弦（含谐波）,PWM控制方式(脉冲宽度调整),电压：方波电流：基本正弦,变频器基础交直交变频器各组成部分,上电缓冲限流部分,U=1.35U电网,变频器基础常用变频器基本工作原理,1,4,3,2,1和2导通,3和4导通,1和2导通,3和4导通,1和2导通,3和4导通,输出频率1,输出频率2,输出电压1,输出电压2,缺点：输出电压高，但含丰富的谐波。,变频器基础sPWM调制,1,4,3,2,去控制IGBT的导通,载波,变频器基础变频器关键元器件,采用智能功率模块IPMEV2000TD2100TD3000TD3100采用集成功率模块PIMTD900、EV1000,变频器基础变频器关键元器件和功能,主控制板DSP：内置控制算法和各种功能 接收并处理各控制信号：输出电流、直流母线电压 电机速度、散热器温度 外部信号、保护判断和动作 IGBT PWM波形发生MCU：键盘 驱动板：开关电源 模块驱动 信号转换:输出电流、直流母线电压、电机速度 接触器和风扇控制,变频器基础外围接口,主回路端子,主回路安全胶圈,控制回路端子胶圈和固线器,数字量控制端子（接口板）,EV2000,模拟量控制端子,硬件接口主回路,内置制动单元,CN5,CN6,CN7,VRF VCI CCI GND AO1 AO2 GND TXD RXD 485 485PE,TA TB TC,P24 Y1 Y2 CME COM DO P24 PLC X1 X2 X3 X4 COM X5 X6 FWD REV COM X7 X8 PE,继电器触点输出,模拟量输入输出及通讯端子,硬件接口外部端子,开关量输入输出端子,出厂短接线,CCI通讯AO1/AO2跳线,硬件接口开关量输入,输入阻抗：R2k，最高输入频率：200Hz 输入电压范围：930V,硬件接口开关量输入,码盘输出为集电极输出型,码盘接口X7/X8,输入电压范围：930V，单相脉冲输入：100kHz，双相50KHZ,硬件接口开关量输出接口,Y1、Y2的结构及输出电路,Y1,Y2:集电极开路输出，工作电压范围：930V，最大工作电流：50mA,硬件及接口模拟输入接口,VCI,CCI,GND,输入电压范围：010V输入阻抗：100k分辨率：1/2000,输入电压范围：010V（输入阻抗：100k）输入电流范围：020mA（输入阻抗：500）分辨率：1/2000,分辨率：变频器所能够识别的外部给定的最小步距 例：假定外部给定0-10V对应0-50HZ，则最小步距为：50/20000.025HZ 变频器只能识别：50+0.02550.025HZ 50-0.02549.975HZ,模拟信号,DSP采样信号,硬件及接口模拟输出接口,AO1,AO2,GND,模拟电流输出，如外接电压表，则需在 AO1-GND之间并联一个电阻R R=250欧姆最大输出5V R=500欧姆最大输出10V,硬件及接口脉冲输出接口,DO,硬件及接口外部接线图,X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,多功能输入选择1,FWD,REV,正转/停止命令,反转/停止命令,PLC,COM,速度指令,010V,VCI,GND,10V,PE,010V/020mA,Y1,Y2,CME,输出1,输出2,公共端,CCI,P24,COM,I,V,CN10,010V,.,.,.,CN16,020mA,RS232,RS485,CN14,TXD,RXD,GND,标准RS232通讯口,多功能输入选择2,多功能输入选择3,多功能输入选择4,多功能输入选择5,多功能输入选择6,多功能输入选择7,多功能输入选择8,CN17,010V,020mA,.,.,.,.,.,.,.,.,.,硬件及接口键盘功能,频率单位,点动键,电流单位,电压单位,转速,线速,四位数码管显示,运行命令指示灯,运行命令切换键,LCD文字说明,增减键,ENTER进入键,数据确认键,1、变频器参数编程2、简易调试或应用,EMERSON 变频器命名规则,产品系列介绍,控制算法矢量控制,矢量控制说明：模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解耦控制，从而获得动态条件下电机磁通的恒定控制，实现高性能,转速,Nmax：最大力矩过流点,50HZ运行曲线,正常工作区间,短时过载工作区间,30HZ运行曲线,0HZ运行曲线,额定电流额定力矩,控制的关键：1、电机参数辨识，磁通、转矩分别精 确控制2、在基频以上最大转矩将减小,高频区1,高频区2,控制算法V/F模式,V/F 控制：根据电机学原理：定子电势 E1=4.44kf1N1m=U1-IR定子，为保持磁通m恒定，应使E1/f1=常数，若忽略定子绕组的电压降，U1E1，则U1/f1=常数转矩提升：低频时，U1和E1都较小，定子阻抗压降 所占的份量不能再忽略，抬高输出电压，近似地补偿定子压降,n0：最大转速,最大力矩,50HZ曲线,30HZ曲线,3HZ曲线,最大力矩1,380V,输出频率,50HZ,恒转矩,恒功率降转矩,控制的关键：1、输出电压和频率近似同步变化，磁 通近似控制恒定,控制算法性能对比,主要选配件,EMC 解决方案,变频器应用方案应用模式汇总,变频器应用方案开环,电机驱动设备,1、系统简单2、电机速度为直接受控对象，受外部条件影响，速度只能近似恒定。普通开环应用场合,1、同步电机（纺织）2、无速度矢量变频器 高速度精度应用场合,变频器应用方案闭环,电机驱动设备,张力压力/液位,1、电机速度并不是最终控制对象，只是 通过不断调节电机速度才能达到受控 对象恒定。2、需外置各种传感器：压力、流量、温 度等 过程闭环控制,电机驱动设备,速度/线速度,1、电机速度或生产线线速度是最终受控 对象2、需外置PG、测速辊等3、在机床行业还有精确定位控制 速度或位置闭环控制,变频器应用方案闭环案例,工业现场较典型的过程闭环控制带旁路控制方案,变频器基本应用功能起动运行方式,起动频率起动 先直流制动再起动 转速跟踪起动,t,f,t,f,f,起动频率,1、起动频率不易过高 否则容易过流或损 伤设备2、如电机未停止，采用 该模式可能导致过流 或过压,1、制动频率、电压不易 过高，则容易过流或 损伤设备2、常用于风机,1、电机运行频率自学习2、常用于水泵和大惯量 负载（离心机），可 降低故障影响,变频器基本应用功能停车方式,减速停车 减速直流制动 自由停车,t,f,t,f,f,1、按照预设的减速时间 降低输出频率一直到 0为止2、如果时间太短，则会 造成泵升电压，需配 置制动单元和电阻,1、在制动频率前动作模式和 减速停车完全相同2、主要制动起始频率、电压 时间要合理选定，由小到 大逐渐变化,1、停车时间取决与 负载阻力，和减速 时间没有关系,制动频率,变频器基本应用功能直流制动运行,1,4,3,2,U V W,变频器给电机通单相直流,2HZ,A,B,曲线A直流动作电压大于曲线B,力矩,速度,曲线B曲线A,变频器基本应用功能制动单元运行模式,t,直流母线电压,t,t,动作电压,关断电压,动作电压：制动单元动作上限U：710V/660V(380V变频器）关断电压：一般小于动作电压30V电阻阻值选择：RU/I变频器额定电流电阻功率选择：P=(5-50%)U2/R,制动管动作波形,变频器基本应用功能点动运行,按钮,1、点动顾名思义：按下启动，松开停车2、常应用在单机试车场合：判别运转方向 机械设备检修,变频器基本应用功能多段速运行,1、设备常应用在较为固定的几个 频率（速度）上2、可以通过外部端子实现8/16段 不同的速度，无需选用模拟给 定。3、方便快捷4、电梯、起重、洗衣机等常用,变频器基本应用功能PLC运行,自动定时多段速运行,变频器基本应用功能通讯控制,通过一根二芯/四芯电缆，遵守公共的通讯协议，可以任意了解网上设备 的状态，控制设备的状态。不采用通讯模式将需要大量的硬件设备和连线才可以达到同等效果，,风机水泵节能原理,风机/泵负载变频运行节电分析对于风机水泵类负载：简单地说，流量 Q n 压力 H n2 功率损耗 P=QH n3当运行频率为40Hz时，实际功率损耗为：P=（40/50）3*Pe=51.2%Pe，节能约50%。,
