變頻器控制系統(tǒng)應(yīng)用

什么是變頻器？plc培訓(xùn)專家解釋說：“變頻器英文名：Variable-frequency Drive，簡稱VFD，是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備?！?變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的通斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

變頻器系統(tǒng)

變頻器系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用

1.變頻器系統(tǒng)：
變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部IGBT的通斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

2.變頻器系統(tǒng)的發(fā)展歷史：
變頻技術(shù)誕生背景是交流電機(jī)無級調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。

3.變頻器系統(tǒng)的作用：
?（1）節(jié)能??變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載采用變頻調(diào)速后，節(jié)電率為20%～60%，這是因為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的實際消耗功率基本與轉(zhuǎn)速的三次方成比例。當(dāng)用戶需要的平均流量較小時，風(fēng)機(jī)、泵類采用變頻調(diào)速使其轉(zhuǎn)速降低，節(jié)能效果非常明顯。而傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)、泵類采用擋板和閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，耗電功率變化不大。據(jù)統(tǒng)計，風(fēng)機(jī)、泵類電動機(jī)用電量占全國用電量的31%，占工業(yè)用電量的50%。在此類負(fù)載上使用變頻調(diào)速裝置具有非常重要的意義。目前，應(yīng)用較成
的有恒壓供水、各類風(fēng)機(jī)、中央空調(diào)和液壓泵的變頻調(diào)速。

????（2）軟啟動??電機(jī)直接啟動不僅會對電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻器后，變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始變化，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命，同時也節(jié)省設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

????（3）自動化系統(tǒng)應(yīng)用??由于變頻器內(nèi)置有32位或16位的微處理器，具有多種算術(shù)邏輯運(yùn)算和智能控制功能，輸出頻率精度為0.1%～0.01%，且設(shè)置有完善的檢測、保護(hù)環(huán)節(jié)，因此，在自動化系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。例如：化纖工業(yè)中的卷繞、拉伸、計量、導(dǎo)絲；玻璃工業(yè)中的平板玻璃退火爐、玻璃窯攪拌、拉邊機(jī)、制瓶機(jī)；電弧爐自動加料、配料系統(tǒng)以及電梯的智能控制等。在提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面廣泛應(yīng)用，變頻器在數(shù)控機(jī)床控制、汽車生產(chǎn)線、造紙和電梯上的應(yīng)用。

變頻器系統(tǒng)硬件分類

1.主電路：
主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器“。

2.整流器：
大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.逆變器；
同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。
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變頻器主電路工作原理

1.主電路
變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）如圖10- 1所示:

2.頻率改變
由公式N=60f(1-s)/p所示；
???（1）N ?電機(jī)轉(zhuǎn)速單位/分
???（2）F ?電源頻率（國內(nèi)固定頻率為50HZ）
???（3）S ?轉(zhuǎn)差率

????（4）P ?磁極對數(shù)
出廠時S.P.N都是固定的，只能改變F來修改當(dāng)前的轉(zhuǎn)速
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變頻器優(yōu)勢

1.軟啟動功能：
降低啟動電流，減少對電網(wǎng)的沖擊。
2.調(diào)速功能：
電機(jī)從零到額定轉(zhuǎn)速之間的無極調(diào)速。
3.節(jié)能功能：
可節(jié)約最多25%的電力損耗。

按照變頻器要注意什么？東莞plc培訓(xùn)專家溫馨提醒您：

（1）變頻器應(yīng)垂直安裝。
（2）盡量避免將變頻器緊靠在PLC，傳感器等元件旁。
（3）在變頻器斷電后，5分鐘之內(nèi)不允許觸碰變頻器輸出端子。
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臺達(dá)變頻器

臺達(dá)變頻器接線說明

如圖10- 2所示；
（1）1號位 ?臺達(dá)變頻器供電電源；
（2）2號位 ?多功能輸入端子，配合PLC或按鈕使用控制臺達(dá)變頻器運(yùn)作；
（3）3號位 ?臺達(dá)變頻器模擬量輸入后面課程詳細(xì)講解；
（4）4號位 ?臺達(dá)變頻器電機(jī)輸出端；
（5）5號位 ?臺達(dá)變頻器輸出電源功能可修改；
（6）6號位 ?臺達(dá)變頻器與PLC通訊端口。

臺達(dá)變頻器面板及參數(shù)調(diào)節(jié)說明

1.臺達(dá)變頻器面板說明：
如圖10- 3所示:

2.顯示區(qū)項目說明：
如表10- 1所示:

3.面板鍵盤操作流程：
如圖10- 4所示:

4.面板鍵盤修改數(shù)據(jù)及方向調(diào)節(jié)：
?如圖10- 5所示:

臺達(dá)變頻器試運(yùn)行

1.試運(yùn)行需注意：
如果臺達(dá)變頻器處于面板操控時，才可以實現(xiàn)試運(yùn)行功能由“P0”及“P1”選擇對應(yīng)的控制方式。
2.操作步驟：
（1）啟動步驟 ?開啟電源后，確認(rèn)操作器面板顯示F60.0Hz。待機(jī)狀態(tài)下，STOP及FWD指示燈會亮起。按下鍵改變頻率到5Hz，在面板上，按下RUN鍵時，RUN及FWD指示燈皆會亮起表示運(yùn)行命令正轉(zhuǎn)。
（2）停止步驟 ?減速停止只需要按下STOP即可。
（3）方向調(diào)節(jié) ?如圖10- 5所示。
（4）頻率調(diào)節(jié) ?檢查電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向是否正確符合使用者需求；電機(jī)旋轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)（無噪音及振動）；加速/減速是否平穩(wěn)；如無異常情況，增加運(yùn)轉(zhuǎn)頻率繼續(xù)試運(yùn)行。
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3.試運(yùn)行對應(yīng)主要參數(shù)：
如表10- 2所示：

4.試運(yùn)行目的：
（1）檢查電動機(jī)轉(zhuǎn)向（或正反轉(zhuǎn)）是否正確。
（2）檢查電動機(jī)運(yùn)行是否平穩(wěn)，有無異常聲響和振動。
（3）檢查電動機(jī)起動、停止、電動、加/減速等是否平穩(wěn)。
（4）觀察變頻器運(yùn)行是否有異常情況，尤其是風(fēng)機(jī)運(yùn)行及發(fā)熱情況。

臺達(dá)變頻器外部端子控制

1.外部端子控制概念：
利用PLC或者實際的開關(guān)/按鈕控制變頻器的運(yùn)行，在利用PLC的模擬量的輸出或者電位器控制變頻器的頻率（運(yùn)行速度）。
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2.外部端子PLC接線及說明：
（1）PLC控制接線 ?利用PLC的輸出端子控制變頻器運(yùn)行，在利用電位控制變頻器的運(yùn)行頻率。如圖10- 6所示。
（2）參數(shù)說明 ?P01和P38參數(shù)
????1）P38參數(shù)說明 如表10- 3所示。
2）P38參數(shù)對應(yīng)接線方式 如圖10- 7所示。

臺達(dá)變頻器多段速控制

1.多段控制概念：
多段速控制總共為8段不同的速度組成在所有多功能輸入端子不通的時候頻率以P00參數(shù)設(shè)定為主，剩下7段速用M3.M4.M5來控制，控制方式為二進(jìn)制編碼+ON。
2.多段速PLC接線及說明：
（1）PLC控制接線 ?利用PLC的輸出端子控制變頻器運(yùn)行，在利用二進(jìn)制編碼+ON控制變頻器的運(yùn)行頻率。如圖10- 8所示：


（2）控制參數(shù)說明 ?P01和P38參數(shù)
????1）P38參數(shù)說明 如表10- 3所示
????2）P38參數(shù)對應(yīng)接線方式 如圖10- 7所示；
（3）多功能輸入端子修改參數(shù) ?如表表10- 4所示：
（4）參數(shù)設(shè)定 ?如表10- 5所示：

表10- 5

（5）頻率修改方式 ?二進(jìn)制編碼+ON的控制方式如表10- 6所示：

表10- 6