变频器控制系统应用

什么是变频器？plc培训专家解释说：“变频器英文名：Variable-frequency Drive，简称VFD，是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。” 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的通断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

变频器系统

变频器系统发展及应用

1.变频器系统：
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的通断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

2.变频器系统的发展历史：
变频技术诞生背景是交流电机无级调速的广泛需求。传统的直流调速技术因体积大故障率高而应用受限。

3.变频器系统的作用：
 （1）节能  变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。风机、泵类负载采用变频调速后，节电率为20%～60%，这是因为风机、泵类负载的实际消耗功率基本与转速的三次方成比例。当用户需要的平均流量较小时，风机、泵类采用变频调速使其转速降低，节能效果非常明显。而传统的风机、泵类采用挡板和阀门进行流量调节，电动机转速基本不变，耗电功率变化不大。据统计，风机、泵类电动机用电量占全国用电量的31%，占工业用电量的50%。在此类负载上使用变频调速装置具有非常重要的意义。目前，应用较成
的有恒压供水、各类风机、中央空调和液压泵的变频调速。

    （2）软启动  电机直接启动不仅会对电网造成严重的冲击，而且会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频器后，变频器的软启动功能将使启动电流从零开始变化，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，同时也节省设备的维护费用。

    （3）自动化系统应用  由于变频器内置有32位或16位的微处理器，具有多种算术逻辑运算和智能控制功能，输出频率精度为0.1%～0.01%，且设置有完善的检测、保护环节，因此，在自动化系统中获得广泛应用。例如：化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝；玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机；电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。在提高工艺水平和产品质量方面广泛应用，变频器在数控机床控制、汽车生产线、造纸和电梯上的应用。

变频器系统硬件分类

1.主电路：
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器“。

2.整流器：
大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。

3.逆变器；
同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。
 

变频器主电路工作原理

1.主电路
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）如图10- 1所示:

2.频率改变
由公式N=60f(1-s)/p所示；
   （1）N  电机转速单位/分
   （2）F  电源频率（国内固定频率为50HZ）
   （3）S  转差率

    （4）P  磁极对数
出厂时S.P.N都是固定的，只能改变F来修改当前的转速
 

变频器优势

1.软启动功能：
降低启动电流，减少对电网的冲击。
2.调速功能：
电机从零到额定转速之间的无极调速。
3.节能功能：
可节约最多25%的电力损耗。

按照变频器要注意什么？东莞plc培训专家温馨提醒您：

（1）变频器应垂直安装。
（2）尽量避免将变频器紧靠在PLC，传感器等元件旁。
（3）在变频器断电后，5分钟之内不允许触碰变频器输出端子。
 
 

台达变频器

台达变频器接线说明

如图10- 2所示；
（1）1号位  台达变频器供电电源；
（2）2号位  多功能输入端子，配合PLC或按钮使用控制台达变频器运作；
（3）3号位  台达变频器模拟量输入后面课程详细讲解；
（4）4号位  台达变频器电机输出端；
（5）5号位  台达变频器输出电源功能可修改；
（6）6号位  台达变频器与PLC通讯端口。

台达变频器面板及参数调节说明

1.台达变频器面板说明：
如图10- 3所示:

2.显示区项目说明：
如表10- 1所示:

3.面板键盘操作流程：
如图10- 4所示:

4.面板键盘修改数据及方向调节：
 如图10- 5所示:

台达变频器试运行

1.试运行需注意：
如果台达变频器处于面板操控时，才可以实现试运行功能由“P0”及“P1”选择对应的控制方式。
2.操作步骤：
（1）启动步骤  开启电源后，确认操作器面板显示F60.0Hz。待机状态下，STOP及FWD指示灯会亮起。按下键改变频率到5Hz，在面板上，按下RUN键时，RUN及FWD指示灯皆会亮起表示运行命令正转。
（2）停止步骤  减速停止只需要按下STOP即可。
（3）方向调节  如图10- 5所示。
（4）频率调节  检查电机旋转方向是否正确符合使用者需求；电机旋转是否平稳（无噪音及振动）；加速/减速是否平稳；如无异常情况，增加运转频率继续试运行。
 
3.试运行对应主要参数：
如表10- 2所示：

4.试运行目的：
（1）检查电动机转向（或正反转）是否正确。
（2）检查电动机运行是否平稳，有无异常声响和振动。
（3）检查电动机起动、停止、电动、加/减速等是否平稳。
（4）观察变频器运行是否有异常情况，尤其是风机运行及发热情况。

台达变频器外部端子控制

1.外部端子控制概念：
利用PLC或者实际的开关/按钮控制变频器的运行，在利用PLC的模拟量的输出或者电位器控制变频器的频率（运行速度）。
 
2.外部端子PLC接线及说明：
（1）PLC控制接线  利用PLC的输出端子控制变频器运行，在利用电位控制变频器的运行频率。如图10- 6所示。
（2）参数说明  P01和P38参数
    1）P38参数说明 如表10- 3所示。
2）P38参数对应接线方式 如图10- 7所示。

台达变频器多段速控制

1.多段控制概念：
多段速控制总共为8段不同的速度组成在所有多功能输入端子不通的时候频率以P00参数设定为主，剩下7段速用M3.M4.M5来控制，控制方式为二进制编码+ON。
2.多段速PLC接线及说明：
（1）PLC控制接线  利用PLC的输出端子控制变频器运行，在利用二进制编码+ON控制变频器的运行频率。如图10- 8所示：


（2）控制参数说明  P01和P38参数
    1）P38参数说明 如表10- 3所示
    2）P38参数对应接线方式 如图10- 7所示；
（3）多功能输入端子修改参数  如表表10- 4所示：
（4）参数设定  如表10- 5所示：

表10- 5

（5）频率修改方式  二进制编码+ON的控制方式如表10- 6所示：

表10- 6