變頻器控制系統應用

什么是變頻器？plc培訓專家解釋說：“變頻器英文名：Variable-frequency Drive，簡稱VFD，是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。” 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、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的通斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

變頻器系統

變頻器系統發展及應用

1.變頻器系統：
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、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的通斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。

2.變頻器系統的發展歷史：
變頻技術誕生背景是交流電機無級調速的廣泛需求。傳統的直流調速技術因體積大故障率高而應用受限。

3.變頻器系統的作用：
?（1）節能??變頻器節能主要表現在風機、水泵的應用上。風機、泵類負載采用變頻調速后，節電率為20%～60%，這是因為風機、泵類負載的實際消耗功率基本與轉速的三次方成比例。當用戶需要的平均流量較小時，風機、泵類采用變頻調速使其轉速降低，節能效果非常明顯。而傳統的風機、泵類采用擋板和閥門進行流量調節，電動機轉速基本不變，耗電功率變化不大。據統計，風機、泵類電動機用電量占全國用電量的31%，占工業用電量的50%。在此類負載上使用變頻調速裝置具有非常重要的意義。目前，應用較成
的有恒壓供水、各類風機、中央空調和液壓泵的變頻調速。

????（2）軟啟動??電機直接啟動不僅會對電網造成嚴重的沖擊，而且會對電網容量要求過高，啟動時產生的大電流和震動對擋板和閥門的損害極大，對設備、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，減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命，同時也節省設備的維護費用。

????（3）自動化系統應用??由于變頻器內置有32位或16位的微處理器，具有多種算術邏輯運算和智能控制功能，輸出頻率精度為0.1%～0.01%，且設置有完善的檢測、保護環節，因此，在自動化系統中獲得廣泛應用。例如：化纖工業中的卷繞、拉伸、計量、導絲；玻璃工業中的平板玻璃退火爐、玻璃窯攪拌、拉邊機、制瓶機；電弧爐自動加料、配料系統以及電梯的智能控制等。在提高工藝水平和產品質量方面廣泛應用，變頻器在數控機床控制、汽車生產線、造紙和電梯上的應用。

變頻器系統硬件分類

1.主電路：
主電路是給異步電動機提供調壓調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成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉。

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個開關器件導通、關斷就可以得到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 ?電機轉速單位/分
???（2）F ?電源頻率（國內固定頻率為50HZ）
???（3）S ?轉差率

????（4）P ?磁極對數
出廠時S.P.N都是固定的，只能改變F來修改當前的轉速
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變頻器優勢

1.軟啟動功能：
降低啟動電流，減少對電網的沖擊。
2.調速功能：
電機從零到額定轉速之間的無極調速。
3.節能功能：
可節約最多25%的電力損耗。

按照變頻器要注意什么？東莞plc培訓專家溫馨提醒您：

（1）變頻器應垂直安裝。
（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分鐘之內不允許觸碰變頻器輸出端子。
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臺達變頻器

臺達變頻器接線說明

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

臺達變頻器面板及參數調節說明

1.臺達變頻器面板說明：
如圖10- 3所示:

2.顯示區項目說明：
如表10- 1所示:

3.面板鍵盤操作流程：
如圖10- 4所示:

4.面板鍵盤修改數據及方向調節：
?如圖10- 5所示:

臺達變頻器試運行

1.試運行需注意：
如果臺達變頻器處于面板操控時，才可以實現試運行功能由“P0”及“P1”選擇對應的控制方式。
2.操作步驟：
（1）啟動步驟 ?開啟電源后，確認操作器面板顯示F60.0Hz。待機狀態下，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行命令正轉。
（2）停止步驟 ?減速停止只需要按下STOP即可。
（3）方向調節 ?如圖10- 5所示。
（4）頻率調節 ?檢查電機旋轉方向是否正確符合使用者需求；電機旋轉是否平穩（無噪音及振動）；加速/減速是否平穩；如無異常情況，增加運轉頻率繼續試運行。
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3.試運行對應主要參數：
如表10- 2所示：

4.試運行目的：
（1）檢查電動機轉向（或正反轉）是否正確。
（2）檢查電動機運行是否平穩，有無異常聲響和振動。
（3）檢查電動機起動、停止、電動、加/減速等是否平穩。
（4）觀察變頻器運行是否有異常情況，尤其是風機運行及發熱情況。

臺達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/按鈕控制變頻器的運行，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行，在利用電位控制變頻器的運行頻率。如圖10- 6所示。
（2）參數說明 ?P01和P38參數
????1）P38參數說明 如表10- 3所示。
2）P38參數對應接線方式 如圖10- 7所示。

臺達變頻器多段速控制

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P00參數設定為主，剩下7段速用M3.M4.M5來控制，控制方式為二進制編碼+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行，在利用二進制編碼+ON控制變頻器的運行頻率。如圖10- 8所示：


（2）控制參數說明 ?P01和P38參數
????1）P38參數說明 如表10- 3所示
????2）P38參數對應接線方式 如圖10- 7所示；
（3）多功能輸入端子修改參數 ?如表表10- 4所示：
（4）參數設定 ?如表10- 5所示：

表10- 5

（5）頻率修改方式 ?二進制編碼+ON的控制方式如表10- 6所示：

表10- 6