試談設備使用變頻器的節(jié)能分析(編輯修改稿)
2025-07-24 06:02 本頁面
【文章內容簡介】 在低速運行時負載的輕重來選擇U/f比，如圖10所示。 圖10 變頻器為用戶提供的U/f線(3) U/f線的預置要點(a) 預置不當?shù)暮蠊绻撦d在低速時的轉矩較大而轉矩補償(U/f比)預置得較小，則低速時帶不動負載。反之, 如果負載在低速時的轉矩較輕而轉矩補償(U/f比)預置得較大，則補償過分，低速時電動機的磁路將飽和，勵磁電流發(fā)生畸變，嚴重時會因勵磁電流峰值過高而導致“過電流”跳閘。(b) 預置要點調試時，U/f比的預置宜由小逐漸加大，每加大一檔，觀察在最低頻時能否帶得動負載？及至能帶動時，還應反過來觀察空載時會不會跳閘？一直到在最低頻率下運行時，既能帶得動負載，又不會空載跳閘時為止。3 矢量控制功能 基本思想(1) 對直流電動機的分析在變頻調速技術成熟之前，直流電動機的調速特性被公認為是最好的。究其原因，是因為它具有兩個十分重要的特點:(a) 磁場特點它的主磁場和電樞磁場在空間是互相垂直的，如圖11(a)所示。圖11 直流電動機的特點(b) 電路特點它的勵磁電路和電樞電路是互相獨立的，如圖11(b)所示。在調節(jié)轉速時，只調節(jié)其中一個電路的參數(shù)。(2) 變頻器的矢量控制模式(a) 基本構思仿照直流電動機的控制特點，對于調節(jié)頻率的給定信號，分解成和直流電動機具有相同特點的磁場電流信號i*M和轉矩電流信號i*T，并且假想地看作是兩個旋轉著的直流磁場的信號。當給定信號改變時，也和直流電動機一樣，只改變其中一個信號，從而使異步電動機的調速控制具有和直流電動機類似的特點。對于控制電路分解出的控制信號i*M和i*T，根據(jù)電動機的參數(shù)進行一系列的等效變換，得到三相逆變橋的控制信號i*A、i*B和i*C，對三相逆變橋進行控制，如圖12所示。從而得到與直流電動機類似的硬機械特性, 提高了低頻時的帶負載能力。 圖12 矢量控制框圖(b) 無反饋矢量控制模式與有反饋矢量控制模式根據(jù)在實行矢量控制時，是否需要轉速反饋的特點，而有無反饋和有反饋矢量控制之分。無反饋矢量控制是根據(jù)測量到的電流、電壓和磁通等數(shù)據(jù)，簡接地計算出當前的轉速，并進行必要的修正，從而在不同頻率下運行時，得到較硬機械特性的控制模式。由于計算量較大，故動態(tài)響應能力稍差。有反饋矢量控制則必須在電動機輸出軸上增加轉速反饋環(huán)節(jié)，如圖12中的虛線所示。由于轉速大小直接由速度傳感器測量得到，既準確、又迅速。與無反饋矢量控制模式相比，具有機械特性更硬、頻率調節(jié)范圍更大、動態(tài)響應能力強等優(yōu)點。 電動機數(shù)據(jù)的輸入如上述，要實現(xiàn)矢量控制功能，必須根據(jù)電動機自身的參數(shù)進行一系列等效變換的計算。而進行計算的最基本條件，是必須盡可能多地了解電動機的各項數(shù)據(jù)。因此，把電動機銘牌上的額定數(shù)據(jù)以及定、轉子的參數(shù)輸入給變頻器，就是實現(xiàn)矢量控制的必要條件。(1) 自動檢測功能從上面所舉例子可以看出，進行矢量控制時，所需數(shù)據(jù)中的相當部分，一般用戶是很難得到的。這給矢量控制的應用帶來了困難。對此，當代的許多變頻器都已經配置了自動檢測電動機參數(shù)的功能。但檢測的具體方法，各種變頻器不盡相同。自動檢測功能的英語名稱是autotuning, 故有的變頻器直譯為“自動調諧”功能, 也有的稱之為“自學習”功能。(2) 自動檢測方法舉例 以艾默生TD3000系列變頻器為例，其相關功能如下:，數(shù)據(jù)碼是:“0”—禁止自動檢測?！?”—允許自動檢測。，數(shù)據(jù)碼是:“0”—不進行自動檢測。“1”—進行自動檢測，步驟如下:(a) 將電動機的銘牌數(shù)據(jù)預置給變頻器(～)。(b) “1”。(c) 按變頻器鍵盤上的RUN鍵, 變頻器將執(zhí)行自動 檢測。檢測完畢后, 自動轉為“0”。“2”—變頻器設置了一個自動檢測的操作程序(說明書中稱為“調諧宏”)?！?”時，該操作程序開始運行，并在顯示屏上指導用戶進行必要的功能預置和操作。檢測完畢后，自動轉為“0”。 轉速反饋矢量控制中編碼器的相關功能當變頻器的控制方式預置為有反饋矢量控制方式時，轉速測定是十分重要的一個環(huán)節(jié)。和變頻器配用的測速裝置大多采用旋轉編碼器。(1) 旋轉編碼器的輸出信號和變頻器配用的旋轉編碼器通常為二相(Ａ相和B相)原點輸出型, 其輸出信號分為兩相:Ａ相和B相。兩者在相位上互差90176。177。45176。, 如圖13(b)所示, 和分別是A相和B相的“非”。每旋轉一轉，編碼器輸出的脈沖數(shù)可根據(jù)情況選擇。例如, TRDJ系列編碼器的脈沖數(shù)從10p/r~1000p/r, 分16檔可選。Z相為原點標記，其特點是:每轉一轉，只輸出１個相位固定的脈沖，作為原點的標志。圖13(a)所示是編碼器的引出線。圖13 編碼器的信號與接線(2) 編碼器與變頻器的聯(lián)接主要有兩種類型:一種是直接聯(lián)接，例如艾默生TD3000系列變頻器和編碼器之間的聯(lián)接如圖14(a)所示。圖14 編碼器與變頻器的聯(lián)接 另一種類型以安川VS616G7系列變頻器為例，須配置專用的PG速度控制卡，如圖14(b)所示。將控制卡PGB2插入變頻器的相關插座4CN中，再將PG的引出線接至控制卡上。
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