變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-02-25 14:47本頁面
【正文】 ，若有條件，最好選擇 2p＝ 4的電機(jī)，因?yàn)槎鄶?shù)矢量控制變頻器是以 2p＝ 4的電機(jī)作為模型進(jìn)行設(shè)計(jì)的。由于某些通用變頻器低速運(yùn)行特性不理想，所以最低頻率越高越好。 ? 標(biāo)準(zhǔn)籠型異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力，是按額定轉(zhuǎn)速且冷卻風(fēng)扇與電動(dòng)機(jī)同軸的條件下考慮冷卻風(fēng)量的。由于電動(dòng)機(jī)的溫升與冷卻風(fēng)量之間成反比，所以在額定速度以下連續(xù)運(yùn)行時(shí)，可采用設(shè)置恒速冷卻風(fēng)扇的辦法改善低速運(yùn)行條件下電動(dòng)機(jī)的散熱能力。 ? 由于變額器的三相輸出電壓波形是 SPWM波形，因此不可避免地在異步電動(dòng)機(jī)的定子電流中含有高次諧波，高次諧波增加了電動(dòng)機(jī)的損耗，使電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)都變差。變頻器高次諧波分量越少，電動(dòng)機(jī)的溫升也就越小。 大量的實(shí)踐表明，電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下（即電動(dòng)機(jī)的電壓、頻率、輸出功率均為額定值），用變頻器供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)電流增加 10%，而溫升增加 20%左右。 ?（ 3）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)噪聲增大。解決方法是重新設(shè)定載波頻率。由該曲線可以查得，當(dāng) v＝， W＝ 9800N時(shí)，所需電動(dòng)機(jī)的容量為 。 摩擦負(fù)載（斜面運(yùn)動(dòng)） 在這種情況下，所需的功率為： WvP?＝（ sin?＋ ?cos?） 103（ kW） 選定電機(jī)的注意事項(xiàng) （ 1）速度控制上限。一般不要將額定頻率為50Hz的電動(dòng)機(jī)超頻運(yùn)行，否則，會(huì)引起帶負(fù)載能力下降、過電流，甚至機(jī)械性破壞。采用普通異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，要考慮在連續(xù)可調(diào)速度區(qū)段（中間速度）內(nèi)運(yùn)行時(shí)的機(jī)械共振問題。 （ 3）速度控制的下限。 ? 2．預(yù)防浪涌電壓的危害 由于通用變頻器的功率開關(guān)器件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生浪涌電壓，當(dāng)通用變頻器驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，有時(shí)需要采取措施防止浪涌電壓對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣的破壞。若通用變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的接線距離較長(zhǎng)，通用變頻器的輸出電壓達(dá)到波峰值的時(shí)間比前行波達(dá)到電動(dòng)機(jī)端子的時(shí)間短，在電動(dòng)機(jī)端子部位，前行波相對(duì)于其反射波的波峰值為通用變頻器輸出波峰值的兩倍，如圖所示。 對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵等平方減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，不太要求快速響應(yīng)，常常采用開環(huán)控制。電動(dòng)機(jī)依轉(zhuǎn)矩特性根據(jù)電壓 Un、頻率 fn產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 Tn，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相一致，在轉(zhuǎn)速 nn下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ a）開環(huán)控制系統(tǒng)；（ b）轉(zhuǎn)矩特性 （ 2）閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制 ? 造紙、泵類機(jī)械、機(jī)床等要求速度精度高的場(chǎng)合，需要裝設(shè)傳感器，以便檢測(cè)出電動(dòng)機(jī)速度。 ? 圖所示為 PLG（由脈沖頻率測(cè)量速度的傳感器）和變頻器等組成的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。 前面所謂的扭轉(zhuǎn)諧振，是指電機(jī)轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)分量與機(jī)械系統(tǒng)（含負(fù)載和電機(jī)）的固有頻率一致時(shí)，電機(jī)進(jìn)入諧振狀態(tài)將超過額定轉(zhuǎn)矩的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力加在機(jī)械系統(tǒng)上的現(xiàn)象。 所謂危險(xiǎn)速度，是指旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)軸彎曲的固有頻率與旋轉(zhuǎn)頻率一致時(shí)的轉(zhuǎn)速。但對(duì)于大容量的 2～ 4極電機(jī)，危險(xiǎn)速度有時(shí)小于額定速度。 ?圖中的流量給定可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，反饋環(huán)節(jié)是流量計(jì)及流量 電量傳感轉(zhuǎn)換器，調(diào)節(jié)器將實(shí)現(xiàn)該量信號(hào)與給定流量信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)比較，再?zèng)Q定變頻器的頻率指令，控制流量恒定或按要求改變。 %。對(duì)于同步電機(jī)，只要頻率高就可以實(shí)現(xiàn)高精度的速度控制；而對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，由于存在轉(zhuǎn)差，要獲得高精度的速度則必須采用閉環(huán)控制。 ? 為了保證系統(tǒng)的高速度精度，應(yīng)充分考慮抑制變頻器的下述幾種誤差：速度給定誤差、速度反饋誤差、速度控制器誤差以及定常偏差。通常，速度調(diào)節(jié)器含有積分電路，能確保高的低頻增益，所以這種偏差較易克服。用以前的模擬控制變頻器，采用 PLG和低漂移的控制回路，可以得到 177。要完全排除溫度漂移等周圍環(huán)境的影響，必須采用全數(shù)字控制變頻器。 （ 1）變頻器 RS232接口與計(jì)算機(jī)的連接，如圖所示 。 ?變頻器的輸入信號(hào)包括對(duì)運(yùn)行 /停止、正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行操作的開關(guān)型指令信號(hào)。 開關(guān)信號(hào)的連接 在設(shè)計(jì)變頻器的輸入信號(hào)電路時(shí)還應(yīng)該注意，當(dāng)輸入信號(hào)電路連接不當(dāng)時(shí)，有時(shí)也會(huì)造成變頻器的誤動(dòng)作。圖給出了相應(yīng)的連接方法。正確的連接是利用 PLC電源，將外部晶體管的集電極經(jīng)過二極管接到 PLC， 數(shù)字輸入多采用變頻器面板上的鍵盤操作和串行接口來給定；模擬輸入則通過接線端子由外部給定，通常通過 0～ 10V/5V的電壓信號(hào)或 0（ 4）～ 20mA的電流信號(hào)輸入。 ? 當(dāng)變頻器和 PLC的電壓信號(hào)范圍不同時(shí)，如變頻器的輸入信號(hào)為 0～ 10V，而 PLC的輸出電壓信號(hào)范圍為 0～ 5V時(shí)，或 PLC一側(cè)的輸出信號(hào)電壓范圍為 0～ 1
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