变频器及其应用PPT课件.ppt

PLC控制高级应用和人机界面设计课程内容n学习情境 1 变频调速控制n学习情境 2 定位控制n学习情境 3 步进调速控制n学习情境 4 平面仓储控制系统设计与实现n学习情境 5 组态控制系统设计与实现 学习情境 1变频调速控制n本章要点：n变频原理n变频器调速的应用n变频调速系统设计n技能目标：n会查阅有关变频器的相关文献n能灵活运用VF0进行变频调速系统的设计n能根据变频器说明书，使用其他厂家变频器进行变频调速控制n主要学习知识点：n项目一 变频器认识与实践 VF0变频器的面板操作n项目二 VF0变频器的变频调速 变频器的启动、正反装和停止控制 变频器多段速控制 基于PLC的变频器PWM控制 三相异步电动机的转速公式为 由转速公式可知，三相异步电动机的调速方法有三种（1）变极调速；（2）变频调速；（3）变滑差调速； （1）（2）适合于鼠笼式异步电动机 （3）适合于绕线式异步电动机 在工业中，最常用的、易于实现自动控制的是变频调速n变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置，其内部结构含有微处理器芯片，可以进行算术逻辑运算和信号处理，具有多种自动控制功能n变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即交流调速取代直流调速。

交流电动机变频调速技术具有节能、改善功用流程、提高产品质量和便于自动控制等诸多优点，被国内外公认为最有发展前途的调速方式项目一 变频器认识与实践n自20世纪80年代初问世以来，变频器更新换代了5次：n第一代是20世纪80年的模拟式通用变频器；n第二代是20世纪80年代中期的数字式通用变频器；n第三代世纪90年代初的智能通用变频器；n第四代是20世纪90年代中期的多功能通用变频器；n21世纪研制上市了第五代集中型通用变频器异步电动机的变频调速技术n1、变频调速的控制方式与机械特性 异步电动机的同步转速表达式为 可采用改变电源频率f1，极对数p，以及转差率s等三种基本方法来实现调速n2、变频调速的原理n（1）变频器含义n通常，把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”n对交流电动机实现变频调速的装置叫变频器，其功能是将电网电压提供的恒压恒频CVCF交流电变换为变压变频VVVF交流电，通过变频伴随变压，对交流电动机实现无级调速异步电动机的变频调速技术n变频器可分为交交变频器和交直交变频器两大类型n交交变频器没有明显的中间滤波环节，电网交流电被直接变成可调频调压的交流电，又称为直接变频器。

异步电动机的变频调速技术n交直 交变频器先把电网交流电转换为直流电， 经过中间滤波环节之后， 再经过逆变才转换为变频变压的交流电， 故称为间接变频器n根据中间滤波环节是电容性或是电感性可以将交直交变频器划分为电压（源）型或电流（源）型交 直交变频器异步电动机的变频调速技术整流电路组成+41231u2u220V+-RLouV21VV3V4+ 由一个变压器，四只二极管，一个负载组成，其中四只二极管组成电桥电路单相桥式整流电路的工作原理单相桥式整流电路+-u2正半周时电流通路TRLuou1D4D2D1D3u2AB+-单相桥式整流电路-+u0u1TRLu2负半周时电流通路TRLu1D4D2D1D3u2AB-+_单相桥式整流电路的工作原理+41231u2u220V+-RLOuV21VV3V4-+u2负半周时：D2、D4加正向电压导通， D1 、D3加反向电压截止其输出波形如下图所示u2uoio u20 时D1,D3导通D2,D4截止电流通路:A D1RLD3Bu20 时D2,D4导通D1,D3截止电流通路:B D2RLD4A输出是脉动的直流电压！u2单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形uou2D4D2D1D3RLuoAB+_逆变电路的工作原理n Ud为输入直流电压，R为逆变器的输出负载。

n 当开关T1、T4闭合，T2、T3断开时，逆变器输出电压u0=Ud；n 当开关T1、T4断开，T2、T3闭合时，输出电压 u0=Ud ;n 当以频率fS交替切换开关T1、T4和T2、T3时，则在电阻R上获得如图4.2.4(b)所示的交变电压波形，其周期Ts=1/fS，这样，就将直流电压E变成了交流电压uouo含有各次谐波，如果想得到正弦波电压，则可通过滤波器滤波获得图4.2.4 单相桥式逆变 电路工作原理 1、主要功能:将直流电逆变成某一频率或可变频率的交流电供给负载2、工作原理：电压型单相全桥逆变电路 全控型开关器件T1和T4构成一对桥臂，T2和T3构成一对桥臂, T1和T4同时通、断；T2和T3同时通、断T1(T)4与T2(T3)的驱动信号互补，即T1和T4有驱动信号时，T2和T3无驱动信号，反之亦然，两对桥臂各交替导通180图4.3.2 电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图 1、电路工作过程：异步电动机的变频调速技术n（2）变频器的作用n1）调速n普通的三相异步电动机，加装变频后可以实现调速功能n2）节能n变频器调速比传统的电磁调速可以节电25%-80%，具体节电的多少就要在看客户的设备的不同而不同；n3）软启动n变频器启动对机械设备没有危害，而硬启动则反之。

1.1.2 通用变频器n1、变频器的内部结构1.1.2 通用变频器n2、通用变频器的外部接线1.1.2 通用变频器 3、使用变频器的注意事项n为了使用者与设备的安全，请你注意以下事项:n1）必须将设备安装在诸如金属框架或不可燃材料上n2）不要将装置置于可燃性材料附近n3）运输期间不要抓提外壳n4）避免使诸如金属屑等异物进入装置n5）请勿安装或使用损坏的或缺少部件的变频器1.1.2 通用变频器 3、使用变频器的注意事项n6）必须在连线前安装装置n7）连线前一定要确认是否电源已断开n8）不要将AC 电源接到输出端子(U/T1，V/T2，W/T3)上n9）要确认此设备的额定电压和电源电压是否相符合n10）在每次接通输入电源之前，都要安装好盖板 3、使用变频器的注意事项n11）勿用湿手操作开关n12）在变频器电源接通时，甚至在变频器停止工作时，勿接触变频器的端子，否则由于电容未放完电能而导致电击n13）变频器可以方便的设定为由低速到高速运行启动运行前，确认电动机和设备的速度允许范围，否则会损坏n14）在实验老师的指导下方可通电实验1.1.3 通用变频器1.1.3 VF0 型变频器认识与操作n目前，市场主流的变频器种类有：nABB 公司 ACS 系列n西门子公司的MICROMASTER 系列和 6SE70 系列n富士电机公司的 FRN-G9S/P9S 系列n三菱电机公司的 FRA540/FR-F540 系列n安川公司的 VS-616G5 系列n三肯公司的 SAMCO-I/IP 系列等。

1. VF0 变频器面板认识2.外围接线n（1）主电路接线图n（2）控制电路的接线3.参数介绍n6P08选择运行指令n用于选择用操作板(面板操作)或用外控操作的输入信号来进行运行/停止和正转和反转3.参数介绍n7P09频率设定信号n可选择利用板前操作或用遥控操作的输入信号来进行频率设定信号的操作3.参数介绍n9.SW1SW2SW3功能选择（参数 P19、P20、21）n选择 SW123（控制电路端子 NO.7、8、9）的控制功能n设定数据的方法如下：3.参数介绍n10多速SW功能n将 SW功能设定为多速功能时的 SW输入组合动作如下表所示：3.参数介绍n11PWM频率信号选择平均次数周期（参数P22、P23、P24）n本参数用于将 VF0 由 PLC 等的 PWM 信号而控制运行频率，但是容许的 PWM 信号周期为 0.9MS1100MS 以内n参数P22：PWM频率信号选择3.参数介绍n选择 PWM 频率信号时，SW2（端子 N0.8）和 SW3（端子 N0.9）的功能将强制性变为PWM控制专用n1）端子 N0.8：频率信号切换输入端子nON：参数P09设定的信号 OFF：PWM频率信号n2）端子N0.9：PWM频率信号输入端子n最大额定电压、电流：用具有DC50V、50MA 以上能力的开路式集电极信号输入。

n参数P23：PWM信号平均次数，数据设定范围（次）：1100n参数P24：PWM信号周期n数据设定范围（MS）：1999，请以 PWM 输入信号周期的12.5%以内的值设定数据n观看视频完成以下作业：n1.如何进行参数的调节；n2.如果设置P08=0，P09=0，该如何进行正转/反转的切换，频率的调节；n3.P08=0，P09=1，正转/反转、频率的调节；n4.P08=1，P09=0，正转/反转、频率的调节；n5.P08=1，P09=1，正转/反转、频率的调节；4. VF0变频器参数设置及基本操作n一、变频器参数的设定方法n1停止状态下功能参数的设定n实例：最大频率由 50HZ变为 60HZ4. VF0变频器参数设置及基本操作n2运行过程中功能参数的设定n实例：力矩提升有 5（%）改变我 15（%）4.VF0变频器参数设置及基本操作n二、启停操作(参数 P08 P09)n【训练 1】n修改参数P08= 0， P09=0的步骤： 4.VF0变频器参数设置及基本操作n【训练 2】n利用操作面板进行运行操作（参数P08=0，P09=0）nRUN：运行，STOP：停止n正转/反转用面板调节：n频率设定：电位器设定n在运行的过程中可进行正转/反转的切换，频率的调节只能使用频率设定按钮进行调节。

n正转/反转调节步骤：4.VF0变频器参数设置及基本操作n【训练 3】n参数P08=0、P09=1的调节如1 n运行过程中频率调节长按或进行调节n持续按着键，运行频率则上升；持续按着键，运行频率则下降；n在决定了运行频率以后，按下MODE键后再按两次SET键，以设定运行频率 4.VF0变频器参数设置及基本操作n【训练 4】n参数P08=1、P09=0的调节如1n正转运行： n反转运行： 运行时也可以按以上步骤进行正反转切换 4.VF0变频器参数设置及基本操作n【训练 5】n参数P08=1、P09=1的调节如1n正反转及频率调节操作：n正转反转：n反转正转： 项目二 VF0变频器的变频调速变频器的启动、正反转和停止控制 【任务一】 外部开关控制变频调速电机的启动、正反转和停止n【控制要求】n恢复出厂设置值（P66=1），由面板设定输出频率，由外部开关完成正转、反转和停止控制，具体要求：n修改变频器的参数P08，实现下列的操作：n（1）按下SW0按钮，电机启动，松开 SW0，电机停止；按下 SW1 电机反转运行n（2）按下SW0按钮，电机正转运行；按下 SW1电机反转运行变频器的启动、正反转和停止控制n【任务分析】n变频器参数P08是用于控制运行、停止、正转、反转。

n当参数P08=2或4时，N0.5端子控制电机的运行与停止，N0.6端子控制电机的正反转运行n当参数P08=3或5时，N0.5端子控制电机的正转运行，N0.6端子控制电机的反转运行 n因此，对于上述实验要求，可以修改P08的参数来完成变频器的启动、正反转和停止控制变频器的启动、正反转和停止控制n【操作步骤】n1系统硬件接线设计变频器的启动、正反转和停止控制n2接线：关闭变频器的电源，将变频器的 N0.5 端子与“开关调试区”SW0 相连，N0.6 端子与“开关调试区”SW1 相连同时注意将变频器的 N0.3 端子与“电源输出负端”相连连接完成后，其接线图如下图所示:n！注意：开关的公共端“C”与“电源输出正端”相连变频器的启动、正反转和停止控制变频器的启动、正反转和停止控制n3参数调节：打开变频器的电源，按下述操作步骤设置变频器变频器的启动、正反转和停止控制n4对照上述实验接线示意图检测接线是否有误系统调试：n1)打开变频器电源，向下拨动 SW0钮子开关，电机运行；n2)向下拨动 SW1钮子开关，电机停止运行；n3)观察电机运行情况，查看状态是否正常，n5修改参数 P08=5，参照上。