1、和利時(shí)變頻器培訓(xùn)教程2011年10月變頻器基礎(chǔ)知識(shí)變頻器是交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的一種,是將交流工頻電源轉(zhuǎn)換成電壓、頻率均可變的適合交流電機(jī)調(diào)速的電力電子變換裝置，英文簡(jiǎn)稱VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency）三相交流異步電機(jī)和三相交流同步電機(jī)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工頻電源輸入終端機(jī)械交流電機(jī)皮帶輪、齒輪箱等風(fēng)機(jī)、泵等交流調(diào)速裝置交流輸出變頻器變頻器基礎(chǔ)知識(shí)變頻器變頻器的控制對(duì)象序號(hào)意義有代表意義的行業(yè)或設(shè)備1節(jié)能風(fēng)機(jī)、水泵、注塑機(jī)2提高產(chǎn)品質(zhì)量機(jī)床、印刷、包裝等生產(chǎn)線3改善工作環(huán)境電梯、中央空調(diào)采用電氣傳動(dòng)的目的和意義 根據(jù)設(shè)備和工藝的要求通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)速度或

2、輸出轉(zhuǎn)矩改變終端設(shè)備的速度或輸出轉(zhuǎn)矩。目的變頻器基礎(chǔ)知識(shí)意義序號(hào)優(yōu)點(diǎn)1平滑軟啟動(dòng)，降低啟動(dòng)沖擊電流，減少變壓器占有量，確保電機(jī)安全2在機(jī)械允許的情況下可通過(guò)提高變頻器的輸出頻率提高工作效率3無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速精度大大提高4電機(jī)正反轉(zhuǎn)無(wú)需通過(guò)接觸器切換5非常方便接入通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制變頻調(diào)速的優(yōu)勢(shì)變頻器基礎(chǔ)知識(shí)注：與其它交流電機(jī)調(diào)速方式，如變極調(diào)速、變壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速對(duì)比變頻器基礎(chǔ)知識(shí)中大功率5.5kw以上小功率5.5kw以下整流，將工頻交流變成直流上電緩沖電路,降低上電沖擊電流儲(chǔ)能電路,保持電壓恒定，減小脈動(dòng)制動(dòng)電路,消耗能量防止母線電壓過(guò)高逆變電路,將直流轉(zhuǎn)換為頻率電壓均可變

3、的交流 控制電路，電機(jī)算法控制，外部信 號(hào)接收處理鍵盤，修改設(shè)定參數(shù)，監(jiān)視狀態(tài)主回路控制回路結(jié)構(gòu)件：散熱器、溫度傳感器、風(fēng)扇實(shí)用原理框圖數(shù)字量輸入端子數(shù)字量輸出端子模擬量輸入端子模擬量輸出端子變頻器輸入輸出端子控制變頻器的啟停、運(yùn)行方式、加減速等等反饋狀態(tài)信號(hào)給控制系統(tǒng)，如：故障、頻率到達(dá)等等給定變頻器運(yùn)行速度等輸入指令輸出電壓、電流、頻率等信號(hào)變頻器基礎(chǔ)知識(shí)HGD系列：D1可選功能豐富，如速度輸入切換、運(yùn)行模式切換等DI/DO有效電平可編程DI/DO可編程延時(shí)動(dòng)作AI端子可編程為DI虛擬端子功能VVVF控制（變壓變頻控制）開環(huán)矢量控制（無(wú)速度傳感器矢量控制）閉環(huán)矢量控制（有速度傳感器矢量控制

4、）變頻器的控制算法變頻器基礎(chǔ)知識(shí)矢量控制項(xiàng)目通用變頻器高性能變頻器控制算法V/F控制轉(zhuǎn)矩提升同步機(jī)異步機(jī)控制算法基本相同開環(huán)矢量控制（無(wú)速度傳感器矢量控制）閉環(huán)矢量控制（有速度傳感器矢量控制）異步機(jī)和同步機(jī)需要不同的控制算法調(diào)速范圍1:401:100（開環(huán)矢量),1:1000(閉環(huán)矢量)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩?zé)o要求150% 0.5Hz（開環(huán)矢量)，150% 0Hz(閉環(huán)矢量)穩(wěn)速精度與轉(zhuǎn)差有關(guān)（2-3%)0.5%(開環(huán)矢量)，0.05%(閉環(huán)矢量)轉(zhuǎn)矩控制無(wú)有控制算法簡(jiǎn)單復(fù)雜電機(jī)參數(shù)不依賴電機(jī)參數(shù)，支持同時(shí)驅(qū)動(dòng)不同類型不同功率的電機(jī)電機(jī)參數(shù)對(duì)控制性能的影響較大，一般一臺(tái)變頻器只能驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)變頻器的控制算法

5、變頻器基礎(chǔ)知識(shí)注：一般通用變頻器也內(nèi)置開環(huán)矢量控制，應(yīng)用在對(duì)調(diào)速性能不太高的場(chǎng)合鍵盤起停端子起停通訊指令通道變頻器啟?？刂浦苯訂?dòng)先直流制動(dòng)再啟動(dòng)轉(zhuǎn)速追蹤再啟動(dòng)從啟動(dòng)頻率啟動(dòng)適用小慣性負(fù)載再啟動(dòng)時(shí)可能產(chǎn)生反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合 變頻器計(jì)算電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速 度和方向，從當(dāng)前速度開始運(yùn) 行到設(shè)定頻率。該方式適用于 大慣性負(fù)載的瞬時(shí)停 電再啟動(dòng)。自由停車減速停車直流制動(dòng)停車變頻器降低輸出頻率，頻率降為0后停機(jī) 變頻器立即終止輸出，負(fù)載按機(jī)械慣性自由停車 直流制動(dòng)停車適合需快速停車場(chǎng)合變頻器啟停方式啟動(dòng)變頻器啟?？刂菩盘?hào)停車變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)鍵盤設(shè)定模擬量設(shè)定多段速運(yùn)行設(shè)定PID控制設(shè)定遠(yuǎn)程通信設(shè)定變頻器輸入設(shè)定方式變頻

6、器參考輸入控制方式速度輸入力矩輸入加速時(shí)間 變頻器從0Hz加速到最大輸出頻率所需時(shí)間減速時(shí)間 變頻器從最大輸出頻率減速到0Hz所需時(shí)間加減速時(shí)間變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)HGD系列模擬量給定組合方式靈活K1*VP+K2*(K3*VS+K4*IS+K5*VF+K6*IF-K8*5V) HGD系列力矩輸入也可多段速給定模擬量給定可自定義曲線正向運(yùn)行變頻器上電后，按照實(shí)際的方向運(yùn)行反向運(yùn)行改變變頻器相應(yīng)參數(shù)設(shè)置，可使電機(jī)反向禁止反轉(zhuǎn)運(yùn)行禁止變頻器反向運(yùn)行，適合應(yīng)用在特定的禁止反轉(zhuǎn)運(yùn)行的場(chǎng)合正反轉(zhuǎn)運(yùn)行正反轉(zhuǎn)死區(qū)時(shí)間變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)載波頻率 增加載波頻率可減小電機(jī)噪聲，但會(huì)導(dǎo)致變頻器和電機(jī)發(fā)熱增加，當(dāng)載波頻率高于出廠

7、設(shè)定值時(shí)，每增加1kHz載波頻率，變頻器的額定功率應(yīng)下降5%。推薦電機(jī)額定功率與載波頻率設(shè)定關(guān)系如下：電機(jī)功率15kW30kW75kW132kW132W載波頻率10.0kHz8.0kHz6.0kHz4.0kHz2.0kHz變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)HGD系列可以選擇載波方式，能夠在不增加變頻器電動(dòng)損耗的前提下，降低電機(jī)的電磁噪聲電機(jī)參數(shù)自辨識(shí)電機(jī)靜止自辨識(shí)電機(jī)旋轉(zhuǎn)自辨識(shí)在電機(jī)負(fù)載無(wú)法卸載情況下使用在電機(jī)負(fù)載可卸載情況下使用，操作前應(yīng)將電機(jī)軸脫離負(fù)載 注意：矢量控制時(shí)，必須進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自辨識(shí)。非矢量控制時(shí)，為了獲得更高的控制精度，仍建議在首次運(yùn)行時(shí)進(jìn)行參數(shù)自辨識(shí)。 變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)VVVF曲線及轉(zhuǎn)矩提升應(yīng)根據(jù)

8、負(fù)載大小適當(dāng)選擇轉(zhuǎn)矩量，負(fù)載大可以增大提升，但轉(zhuǎn)矩提升不應(yīng)設(shè)置過(guò)大，過(guò)大的轉(zhuǎn)矩提升，電機(jī)過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行，容易過(guò)熱，變頻器輸出電流大，效率降低。 在低頻下，加載的電壓低，由于定子電阻損耗等，造成啟動(dòng)力矩不夠，通過(guò)適當(dāng)?shù)脑黾拥皖l下，輸出的電壓值，從而來(lái)加大電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，即為轉(zhuǎn)矩提升。變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)HGD系列可以自己定義VVVF曲線轉(zhuǎn)差補(bǔ)償電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載的增加而減小時(shí)，為了保證電機(jī)在額定負(fù)載下，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，可啟動(dòng)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償。AVR功能 AVR功能即輸出電壓自動(dòng)調(diào)整功能。當(dāng)AVR功能無(wú)效時(shí)，輸出電壓會(huì)隨輸入電壓(或直流母線電壓)的變化而變化；當(dāng)AVR功能有效時(shí)，輸出電壓不隨輸入電壓(或

9、直流母線電壓)的變化而變化，輸出電壓在輸出能力范圍內(nèi)將保持基本恒定。定子壓降補(bǔ)償 用于補(bǔ)償定子電阻和導(dǎo)線產(chǎn)生的電壓降變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)HGD系列有此項(xiàng)參數(shù)HGD系列可設(shè)置AVR為自動(dòng)有效，保證電機(jī)低速恒轉(zhuǎn)矩，高速恒功率，使電機(jī)始終工作于最佳狀態(tài)點(diǎn)動(dòng)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行過(guò)程按照直接啟動(dòng)方式和減速停機(jī)方式進(jìn)行啟停操作。擺頻如行車、機(jī)床歸位等如紡織行業(yè)跳頻避開機(jī)械共振變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)HGD系列有三個(gè)跳頻段可設(shè)置過(guò)程PID控制多段速運(yùn)行和程序運(yùn)行變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)如風(fēng)機(jī)水泵行業(yè)如高層電梯HGD系列PID控制分為速度PID和力矩PID控制兩種，開放參數(shù)多，考慮周全，如平滑處理、前饋、死區(qū)等參數(shù)HGD系列PID控制、力矩控制可

10、多段速給定FDT電平檢測(cè)頻率到達(dá)檢測(cè)變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)瞬間掉電再啟動(dòng)在電網(wǎng)掉電以后，母線電壓降到設(shè)定的電壓值時(shí)，變頻器開始降低運(yùn)行頻率，使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，讓回饋的電能去維持母線電壓，保證變頻器的正常運(yùn)行，直到變頻器再一次上電。過(guò)壓失速保護(hù)自動(dòng)限流保護(hù)變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)電機(jī)快速減速，電機(jī)慣性較大電機(jī)加速過(guò)快，電機(jī)慣性過(guò)大制動(dòng)電阻制動(dòng)為了防止直流母線側(cè)電壓過(guò)高，引起變頻器故障，外加直流制動(dòng)電阻，當(dāng)直流母線電壓高于制動(dòng)閾值電壓時(shí)，制動(dòng)電阻切入使用，泄放直流側(cè)電壓。 HGD系列對(duì)過(guò)壓時(shí)可選擇過(guò)壓失速保護(hù)還是制動(dòng)電阻制動(dòng)節(jié)能控制 變頻器空載或輕載運(yùn)行過(guò)程中，若輸出頻率高于設(shè)定的頻率，則降低輸出電壓至節(jié)能允許范

11、圍，開始節(jié)電運(yùn)行；當(dāng)輸出頻率低于節(jié)能起始頻率或負(fù)載加大時(shí)，自動(dòng)退出節(jié)能狀態(tài)。下垂控制當(dāng)多臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)同一負(fù)載時(shí)，設(shè)定下垂控制功能可以使各變頻器的輸出功率均勻分配。 變頻器專業(yè)術(shù)語(yǔ)過(guò)載預(yù)報(bào)警控制 變頻器工作電流超過(guò)過(guò)載檢測(cè)水平并保持的時(shí)間超過(guò)過(guò)載檢測(cè)時(shí)間，則會(huì)輸出信號(hào)恒功率輸出控制 HGD系列具有恒功率輸出控制，用以減少因電網(wǎng)電壓降低時(shí)的過(guò)載、過(guò)流等故障的發(fā)生參數(shù)顯示 HGD系列可在操作面板上顯示任何功能碼的值故障屏蔽HGD系列所有故障可分別屏蔽菜單模式選擇 HGD系列菜單模式分為基本模式和高級(jí)模式。在基本模式下，只顯示6組參數(shù)；高級(jí)模式下，可顯示所有參數(shù)。便于用戶操作方便及防止誤改參數(shù)。上電起

12、始延時(shí) HGD系列可設(shè)置上電延時(shí)時(shí)間，上電后延時(shí)一段時(shí)間，變頻器開始運(yùn)行，用于等待整個(gè)系統(tǒng)初始化。兩套電機(jī)參數(shù)可供選擇 HGD系列提供兩套電機(jī)參數(shù),可用矢量控制同時(shí)對(duì)兩臺(tái)電機(jī)切換控制考慮更周全貼心設(shè)計(jì) 多年的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，將客戶細(xì)微需求融于產(chǎn)品，考慮周全，貼心設(shè)計(jì)，使用更便捷。 如：過(guò)載預(yù)報(bào)警、上電啟動(dòng)延時(shí)、菜單模式選擇、故障可屏蔽設(shè)計(jì)、DI/DO端子有效電平及延時(shí)實(shí)際可編程等等。參數(shù)更開放精益求精方案更豐富高效省時(shí) 針對(duì)較專業(yè)或要求較高的用戶，提供更多開放參數(shù)，便于將產(chǎn)品性能在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中發(fā)揮的更完美。 如：過(guò)程PID控制參數(shù)、死區(qū)補(bǔ)償增益參數(shù)、過(guò)壓失速參數(shù)、輸入輸出偏置等等。 行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累多，系統(tǒng)方案豐富，為客戶提供完全系統(tǒng)解決方案，省時(shí)更省心。 如：恒壓供水、行車變頻調(diào)速、數(shù)控車床主軸控