【正文】 變頻器 電氣傳動基礎(chǔ)知識 — 電氣傳動的目的和意義 序號 意義 有代表意義的行業(yè)或設(shè)備 1 節(jié)能 風(fēng)機、水泵、注塑機 2 提高產(chǎn)品質(zhì)量 機床、印刷、包裝等生產(chǎn)線 3 改善工作環(huán)境 電梯、中央空調(diào) 目的 根據(jù)設(shè)備和工藝的要求通過改變電動機速度或輸出轉(zhuǎn)矩改變終端設(shè)備的速度或輸 出轉(zhuǎn)矩 意義 注：并不是所有的設(shè)備使用電氣傳動裝置后都可以節(jié)能 電氣傳動基礎(chǔ)知識 — 電氣傳動系統(tǒng)基本工作原理 電力傳動系統(tǒng)運動方程式 ? T電機轉(zhuǎn)矩 T負載轉(zhuǎn)矩 －－－加速運行 T電機轉(zhuǎn)矩 T負載轉(zhuǎn)矩 －－－減速運行 T電機轉(zhuǎn)矩 ＝ T負載轉(zhuǎn)矩 －－－恒速運行 ? 電機轉(zhuǎn)矩控制性能是影響電氣傳動系統(tǒng)性能高低的最重要因素 ? 加減速時間和電機轉(zhuǎn)矩、負載轉(zhuǎn)矩以及系統(tǒng)慣量有關(guān) dnT電機力矩 －T負載阻力 ＝ dtJT電機轉(zhuǎn)矩 － T負載轉(zhuǎn)矩 P電機功率＝ T電機轉(zhuǎn)矩 N電機速度 K常數(shù) M T電機轉(zhuǎn)矩 T負載轉(zhuǎn)矩 中間傳動機構(gòu) 終端機械 電氣傳動基礎(chǔ)知識 — 電氣傳動系統(tǒng)工作原理 ? 速度模式： 以保持轉(zhuǎn)速恒定為目的，如常規(guī)調(diào)速系統(tǒng)（電梯、各類生產(chǎn)線）。 電子信號分兩種，一種是 “ 模擬信號 ” ，一種是 “ 數(shù)字信號 ” 。 當 PC機從 Inter獲取信息時，由于通過電話線從 Inter傳來的信息都是模擬信號，所以 PC機想要看懂它們，還必須借助調(diào)制解調(diào)器這個 “ 翻譯 ”, 這個過程叫作 “ 解調(diào) ” 。性能優(yōu)良，控制相同復(fù)雜，直到 90代計算 機技術(shù)迅速發(fā)展才真正大范圍使用 變頻器基礎(chǔ)知識 — 控制算法 項目 通用變頻器 高性能變頻器 控制算法 V/F控制＋轉(zhuǎn)矩提升 同步機異步機控制算法基本相同 開環(huán)矢量控制（無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） 異步機和同步機需要不同的控制算法 調(diào)速范圍 1:40 1:100（開環(huán)矢量 ),1:1000(閉環(huán)矢量 ) 啟動轉(zhuǎn)矩 無要求 180% （開環(huán)矢量 )， 200% 0速 (閉環(huán)矢量 ) 穩(wěn)速精度 與轉(zhuǎn)差有關(guān)（ 23%) %(開環(huán)矢量 )， %(閉環(huán)矢量 ) 轉(zhuǎn)矩控制 無 有 控制算法 簡單 復(fù)雜 電機參數(shù) 不依賴電機參數(shù)，支持同時驅(qū)動不同類型不同功率的電機 電機參數(shù)對控制性能的影響較大，一般只能驅(qū)動一臺電機 變頻器基礎(chǔ)知識 — 變頻器關(guān)鍵技術(shù)指標 輸入側(cè) 額定工作電壓： 給變頻器供電的額定工作電壓，各國家不完全一樣。 保護類型 原因 缺相 輸入缺相 輸入電壓值相差超過允許值 輸出缺相 輸出電流三相不平衡 過流 加速 /減速 /恒速 超過變頻器允許的最大電流（ 2倍額定） 過載 超過變頻器允許的過載范圍 過壓 加速 /減速 /恒速 直流母線電壓超過允許值 過熱 散熱器溫度超過允許值 欠壓 電網(wǎng)電壓過低 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 產(chǎn)品系列 MDI 經(jīng)濟型 通用 TD900 TD1000/TD2023 TD3000 TD2100供水 TD3100電梯 TD3200門機 TD3300張力 TD3400注塑機 低 高 EV3100電梯 多 EV1000 EV2023 經(jīng)濟實用型 V/F控制 多功能 V/F控制＋電流矢量 多功能， 矢量控制 功能： 少 全面支持 MODBUS/PROFIBUS 性能 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 產(chǎn)品系列 TD900 少 多 低 高 調(diào)速、通訊 操作簡便 寬電壓范圍 元件化設(shè)計 功能豐富 高穩(wěn)態(tài)性能 適用面廣 行業(yè)專用 動態(tài)性能好 總線設(shè)計 精確控制 網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用 高動態(tài)性能 行業(yè)專用 EV1000 EV2023 TD3000 TD3100 TD3300 成 本 功 能 完整的功率段 TD2100供水專用 TD3200 門機 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 系列命名規(guī)則 E V 2 0 0 0 4 T 0 0 7 5 G輸入電壓三相單相代號TS代號PGSDJE變頻器類型風(fēng)機水泵類恒 轉(zhuǎn) 矩 類供水門機注塑機電梯代號 適 配 電 機 功 率 ( K W )0 0 5 50 0 7 50 1 1 02 8 0 05 . 57 . 5112 8 0代號電壓等級2 2 0 V3 8 0 V24變 頻 器 系 列T D 9 0 0E V 1 0 0 0E V 2 0 0 0T D 3 0 0 0T D 3 1 0 0T D 3 2 0 0T D 3 3 0 0T D 3 4 0 0E V 3 1 0 0EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 主回路關(guān)鍵器件 IGBT 驅(qū)動電路 過流保護 過熱保護 欠壓保護 IPM （智能功率模塊） PIM（功率集成模塊） 目前以 IGBT 和 PIM使用較多 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 控制回路關(guān)鍵器件 DSP－ 電機控制專用 CPU TI公司產(chǎn)品 實時控制，快速處理數(shù)據(jù) 同一機器周期同時處理多條指令 CPLD－ 大規(guī)?？删幊踢壿嬚窳?， XILINX產(chǎn)品 系統(tǒng)邏輯構(gòu)成和保護電路 簡化數(shù)字邏輯 MCU－ 單片機 ATMEL公司產(chǎn)品 顯示與鍵盤 機器時鐘 MCU DSP 指令 1 指令 2 指令 3 指令 4 指令 1 指令 2 指令 3 指令 4 指令 5 指令 6 指令 7 指令 8 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 關(guān)鍵器件使用情況 器件類型 TD900 EV1000 EV2023 EV3100 TD3XXX TD3200 整流橋 無 無 IXYS IR IXYS IR IXYS IR 無 IGBT 無 無 無 無 無 IPM 無 無 11/15KW 1130KW 1175KW 無 PIM 全系列 全系列 全系列 控制 CPU MCU DSP DSP DSP DSP DSP 鍵盤 CPU 無 無 ATMEL ATMEL ATMEL 無 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — TD900系列規(guī)格 變頻器型號 額定容量（ kVA） 額定輸出電流 (A) 適配電機 (kW) TD9002S0004G TD9002S0007G TD9002T0015G TD9002T0022G TD9004T0007G TD9004T0015G TD9004T0022G 3 注： ?2T系列產(chǎn)品對于單相 220V電源的條件也可適用，但要降額使用 ?2S系列產(chǎn)品可以平滑接入 3相 220V電源，選型無需降額 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — TD900關(guān)鍵技術(shù)指標 項目 子項目 技術(shù)指標 輸入 額定電壓，頻率 三相： 380V、 220V，單相： 220V， 50Hz/60Hz 變動容許范圍 電壓： 15% ～ +10％，電壓失衡率： 3%， 頻率： 177。20%，電壓失衡率 3%；頻率： 177。5% 環(huán)境 使用場所 室內(nèi)，無塵埃、腐蝕性和可然性氣體、油霧、水蒸汽等 環(huán)境溫度 10℃ ～ +40 ℃ 結(jié)構(gòu) 防護等級 IP20 安裝方式 壁掛式 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 功能介紹 啟動方式 從啟動頻率啟動 變頻器輸出由 0直接變化為啟動頻率對應(yīng)的交流電壓 ， 而后在此基礎(chǔ)上按照 加速曲線逐步提高輸出頻率和輸出電壓直到設(shè)定頻率到達 。 注：變頻器故障時的停車方式就是自由停車 減速＋直流制動停車 變頻器接到運行停止命令后 ， 按照減速時間對應(yīng)曲線逐漸減少輸出頻率 ， 當 到達某一預(yù)設(shè)頻率 ， 即開始直流制動 （ 通脈沖直流 ） 停車 ， 防止電機爬行 注：對于大慣量負載或有定位要求的場合非常適用 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 功能介紹 加減速時間（ S/min) 頻率 時間 Fmax－ 最大輸出頻率 加速時間 減速時間 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 功能介紹 點動 點 動 命 令 點 動 命 令f 1 t 1t 3 t 2時間頻率時間點 動 間 隔 時 間注：一般在調(diào)試時使用，如：確定運轉(zhuǎn)方向、反向倒車等 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 功能介紹 功能 功能簡介 控制算法 交流電機的控制方案，包括 V/F控制、增強 V/F控制、矢量控制 多段速 用外部端子組合選擇多個內(nèi)部已預(yù)設(shè)的頻率作為運行頻率 內(nèi)置 PID 閉環(huán)控制必選功能 PLC運行 由用戶自由編程的多段定時自動變速功能 加減速曲線 確定目標設(shè)備的加減速時間，有直線和 S曲線兩種 跳躍頻率 為避免機械諧振特設(shè)的變頻器不能長期穩(wěn)定運行的指定頻率帶 AVR 根據(jù)電網(wǎng)電壓自動調(diào)整輸出電壓 自動限流 電流超過預(yù)設(shè)值后變頻器自動調(diào)整輸出頻率和電壓防止跳閘 過壓失速 加減速過程中直流母線電壓過高后變頻器自動停止加減速 過流失速 加減速過程中電流超過預(yù)設(shè)值后變頻器自動停止加減速 轉(zhuǎn)速跟蹤 直接將正在自由旋轉(zhuǎn)的電機由當前速度驅(qū)動到預(yù)定速度 載頻自動調(diào)整 變頻器根據(jù)噪聲和自身溫度自動調(diào)整載頻到最佳值 音調(diào)調(diào)整 改變電機發(fā)出的聲音以適應(yīng)現(xiàn)場要求 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 通用產(chǎn)品功能對照表 功能 TD900 EV1000/EV2023 TD3000 控制算法 V/F控制 V/F控制 /電流矢量 開環(huán)矢量 /閉環(huán)矢量 多段速 8段 8段 8段 內(nèi)置 PID √ √ √ PLC運行 √ √ 加減速曲線 1條 4條 4條 S曲線 √ √ 跳躍頻率 1段 3段 3段 AVR √ √ √ 自動限流 √ √ 過壓失速 √ √ 過流失速 √ √ 轉(zhuǎn)速跟蹤 √ √ 載頻自動調(diào)整 √ 無 音調(diào)調(diào)整 √ 無 EMERSON 公司產(chǎn)品情況 — 供水專用變頻器 變頻器型號 額定容量 （ kVA） 額定輸出電流 （ A） 適配電機 （ kW） TD2100－ 4T0055S 13 TD2100－ 4T