1、第第十一十一章章 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用 11.1 變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用概況應(yīng)用概況1、變頻調(diào)速技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用 2、在有色冶金行業(yè)中的應(yīng)用3、變頻調(diào)速技術(shù)在石化行業(yè)中的應(yīng)用 4、變頻調(diào)速技術(shù)在化纖、紡織、印染行業(yè)中的應(yīng)用 5、變頻調(diào)速技術(shù)在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用 6、變頻調(diào)速技術(shù)在造紙行業(yè)中的應(yīng)用7、變頻調(diào)速技術(shù)在煙草行業(yè)中的應(yīng)用8、變頻調(diào)速技術(shù)在供水行業(yè)中的應(yīng)用9、變頻調(diào)速技術(shù)在食品飲料、包裝行業(yè)中的應(yīng)用10、變頻調(diào)速技術(shù)在建材、陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用11、變頻調(diào)速技術(shù)在機械行業(yè)中的應(yīng)用 12、變頻調(diào)速技術(shù)在軌道動力機車中的應(yīng)用 11.2 現(xiàn)代變

2、頻器的運行功能現(xiàn)代變頻器的運行功能11.2.1 變頻器的頻率給定方法變頻器的頻率給定方法1.面板給定面板給定是利用鍵盤上的數(shù)字增加和減少鍵配合顯示來進行頻率的數(shù)字量給定和調(diào)整。2.預(yù)置給定起動前，通過程序預(yù)置的方法預(yù)置給定頻率；起動時，按運行RUN鍵（或正轉(zhuǎn)FWD鍵或反轉(zhuǎn)REV鍵），變頻器將自動升速至預(yù)置頻率。3.外接給定從控制接線端上引入外部電壓或電流信號進行頻率設(shè)定，常用于遠程控制。 11.2.2 與頻率有關(guān)的變頻器功能與頻率有關(guān)的變頻器功能1.最高頻率根據(jù)變頻器的工作需要設(shè)置的最高工作頻率。2.基本頻率變頻器調(diào)節(jié)頻率時用做基準的頻率。通常取電動機的額定頻率。3.上限頻率與下限頻率根據(jù)具體

3、的拖動系統(tǒng)要求，可為變頻器設(shè)入上限工作頻率和下限工作頻率。 4.回避頻率為了避免在某些轉(zhuǎn)速下機械系統(tǒng)發(fā)生共振，必須使變頻器“回避”掉可能引起的共振頻率，稱為回避頻率。5.點動頻率 6. 載波頻率11.2.3 變頻器的升速和起動功能變頻器的升速和起動功能1.升速時間設(shè)定對拖動系統(tǒng)來講，升速時間長一點可以減少起動電流，減少機械沖擊，但過長又浪費時間，慣性大的系統(tǒng)難以加速，起動時間設(shè)置應(yīng)長一些 。2.升速方式選擇由于負載性質(zhì)的不同，變頻器為用戶提供的加速方式主要有3種圖11-1 變頻器的升速方式(a)線形和S形；(b)半S形3.與起動有關(guān)的其他功能1）起動頻率。2）起動前的直流制動功能。3）起動鎖定

4、功能。4）暫停升速功能。 11.2.4 變頻器的降速和制動功能變頻器的降速和制動功能1.降速時間與降速方式設(shè)定降速時間時要考慮的主要因素是拖動系統(tǒng)的慣性。慣性越大，則設(shè)定降速時間應(yīng)越長，此外還應(yīng)考慮系統(tǒng)能承受的沖擊。降速方式和升速方式相同，有線性、S型和半S型幾種降速方式可供選擇。2.直流制動功能直流制動功能是當頻率下降到一定程度時，向電動機繞組通入直流電從而迫使交流電動機迅速停車。該功能需要設(shè)定的3個參數(shù)是：直流制動電壓、直流制動時間和直流制動起始頻率。3.外接制動電阻和制動單元此制動電阻即為直流側(cè)泵升電壓限制回路中的耗能電阻。在小容量變頻器中，一般都接有內(nèi)接制動電阻和制動單元；在較大容量的

5、變頻器中，把外接制動電阻和制動單元作為選配件，需另外購買，而變頻器的直流側(cè)留有接線端子。11.2.5 變頻器的變頻器的U/f控制功能控制功能圖11-2 單一U/f補償設(shè)定線圖11-3 分段U/f補償設(shè)定線11.2.6 變頻器的轉(zhuǎn)差補償、矢量控變頻器的轉(zhuǎn)差補償、矢量控制、節(jié)能運行功能制、節(jié)能運行功能1.轉(zhuǎn)差補償功能轉(zhuǎn)差補償是變頻器根據(jù)負載電流的增加自動適當提高變頻器的輸出頻率，以補償由于負載增加而引起的轉(zhuǎn)速降落，提高機械特性硬度。實際應(yīng)用中，用戶只需設(shè)入在額定負載時的補償量即可。2.矢量控制功能不少新系列的變頻器在不增加售價的情況下都配上了矢量控制功能。其設(shè)定方法十分簡單，有的只須選擇“用”或者

6、“不用”，有的則需設(shè)入電動機的容量和極數(shù)。也有的還須設(shè)定“有反饋”或“無反饋”。 3.節(jié)能運行功能有的變頻器設(shè)置了節(jié)能運行方式，例如：1）輕載時自動降低轉(zhuǎn)矩補償?shù)臋n次；2）由用戶設(shè)入一個“節(jié)能增益”值，輕載時在設(shè)定的轉(zhuǎn)矩補償線的基礎(chǔ)上，按節(jié)能增益值降低電壓。還有的變頻器設(shè)置了更高級的節(jié)能運行功能。變頻器運行中能夠自動搜索最佳工作點，使電動機總是在最佳工作點上進行節(jié)能運行。11.2.7 變頻器的往復(fù)變速功能和閉變頻器的往復(fù)變速功能和閉環(huán)控制功能環(huán)控制功能1.往復(fù)變速功能圖11-4 變頻器的往復(fù)變速運動主要設(shè)置如下6個參數(shù)：頻率變化幅度A；幅值跳變量D；升速時間B；降速時間C；基頻上偏置X；基頻下

7、偏置Y。 2.閉環(huán)控制功能在 一些動態(tài)性能和控制精度要求不高的系統(tǒng)中，只要從輔助信號輸入端引入反饋，就可以構(gòu)成簡單閉環(huán)系統(tǒng)。其缺點是：1）輸出值與給定值 有偏差；2）反饋太弱時，動態(tài)過程太慢，太強時則可能引起輸出振蕩。11.2.8 外接控制功能和通信功能外接控制功能和通信功能1.變頻器的輸入控制端子及其功能圖11-5 變頻器的常用外接控制器11.2.9 變頻器保護、顯示功能變頻器保護、顯示功能1.過電流保護功能在電動機堵轉(zhuǎn)、輸出側(cè)短路、直流側(cè)短路、升速或降速過快等情況下，變頻器均會過電流。最大電流限定值由用戶設(shè)定，當運行中發(fā)生過電流時，變頻器會自動降頻運行。如升速（降速）過程中出現(xiàn)發(fā)生過電流，

8、變頻器會暫停變速，加長過渡過程，具有很強的過電流自調(diào)整功能。2.過載保護功能變頻器具有準確檢測電流瞬時值的能力，因此，內(nèi)部程序可以進行準確的過載溫升反時限發(fā)熱曲線計算，實現(xiàn)類似于熱繼電器的過載保護功能。3.過電壓保護功能變頻器的電源電壓要求不超過額定輸入電壓的10%。除電源過電壓外，變頻器一般有兩種過電壓：一是泵升電壓；二是換相感應(yīng)過電壓。最高泵升電壓也由用戶設(shè)定，如升降速中出現(xiàn)過電壓，則變頻器將暫停升降速，以進行過電壓保護。對換相感應(yīng)過電壓，則由壓敏電阻、阻容吸收電路來保護。4.其他保護功能除了過電流、過電壓、過載等保護外，變頻器還設(shè)置有：風扇運轉(zhuǎn)保護（風扇不轉(zhuǎn)時停掉變頻器）；逆變模塊散熱板

9、的過熱保護；制動電阻過熱保護；負載三相不對稱保護；變頻器內(nèi)部出錯保護；瞬時停電保護（停電時間較短可恢復(fù)再起動）等功能。5.故障自處理功能變頻器對一定范圍內(nèi)的故障，可以既不報警也不跳閘，先進行自行處理解決，如果自處理不能抑制故障或出現(xiàn)不能自處理的故障（如緊急停車、外部輸入故障），才會跳閘停機并進行故障顯示。6.變頻器的顯示功能變頻器一般配置發(fā)光二極管顯示和液晶顯示屏顯示，主要顯示項目有：當前運行狀態(tài)顯示；運行數(shù)據(jù)顯示；預(yù)置顯示；輸入/輸出狀態(tài)顯示；模擬輸出數(shù)據(jù)顯示；故障原因及數(shù)據(jù)顯示。11.4 變頻調(diào)速的運行特點變頻調(diào)速的運行特點 （一）起動特點1. 軟起動功能2. 變頻器本身具備很強的保護功能

10、和控制功能3. 瞬停停再起動控制具體的要求為：1）電源復(fù)電后，自動給出再啟動信號，調(diào)整變頻器到初期狀態(tài)。2）根據(jù)自由停車中電動機的殘留電壓推算出電動機的角頻率，使變頻器的輸出頻率跟蹤它。3）當電動機的殘留電壓經(jīng)過數(shù)秒衰減后，再慢慢升高變頻器的輸出電壓使電動機接入變頻器。（二）應(yīng)用方式1. 獨立單機2. 直合旁路3. 并聯(lián)多機4. 多機循環(huán)軟起動（三）變頻器容量的選擇原則所選變頻器的額定輸出電流必須大于電動機的額定電流。同樣，對于電動機來說，不是看其容量的值，而是用其額定電流與變頻器的額定輸出電流進行比較。選擇變頻器容量時，除了要考慮變頻器和電動機的特性外，還必須考慮負載的性質(zhì)和起動要求。 1. 變頻器容量必須大于負載所要求的輸出功率，即2. 變頻器容量不能低于電動機容量，即3. 變頻器電流I0應(yīng)大于電動機額定電流，即起動時，變頻器容量應(yīng)滿足下式：0PcosDkP0P3310MMkU I0IMkI0P2973 cos375LAknGD nTt（四）應(yīng)用中應(yīng)注意的事項由于變頻器的更新?lián)Q代