變頻器應(yīng)用

前言

　　就在幾年前，一些專家學(xué)者還在研究探討變頻器在我國(guó)的普及推廣問題。短短幾年，變頻器在我國(guó)的各行各業(yè)有了廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用變頻器的好處已被企業(yè)家、工程技術(shù)人員所認(rèn)識(shí)，變頻器的應(yīng)用也給企業(yè)帶來(lái)了豐厚的回報(bào)。近幾年變頻器的快速普及，給一線的工程技術(shù)人員也帶來(lái)了新的問題，因?yàn)樽冾l器是一個(gè)新型高科技電子產(chǎn)品，大家原來(lái)沒有接觸過(guò)，要想正確地使用它，必須具備相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)?！　∽髡邚氖伦冾l器的應(yīng)用推廣工作已有十幾年時(shí)間，親歷了變頻器在我國(guó)的應(yīng)用普及情況，并較早地在高職機(jī)電應(yīng)用專業(yè)開設(shè)了變頻器應(yīng)用課程。記得2005年一個(gè)畢業(yè)學(xué)生高興地給我打來(lái)電話，告訴我他在一個(gè)電氣安裝公司工作，因?yàn)樗麑W(xué)習(xí)過(guò)變頻器的應(yīng)用技術(shù)，在工友當(dāng)中先行一步，領(lǐng)導(dǎo)安排他專門從事變頻器的調(diào)試工作，他為得到這樣一份穩(wěn)定的工作而高興。當(dāng)時(shí)筆者預(yù)測(cè)到，隨著變頻器的應(yīng)用普及，職業(yè)教育必須開設(shè)變頻器應(yīng)用課程，在2005年編寫了《變頻器應(yīng)用與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)》，作為教育部推薦的“技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓(xùn)系列教材”，由高等教育出版社出版。該書在崗前普及變頻器的應(yīng)用知識(shí)方面起到了很好的作用。　　近年來(lái)，作者不斷地深入企業(yè)，指導(dǎo)變頻器的應(yīng)用和為企業(yè)工程技術(shù)人員講課。在和企業(yè)工程技術(shù)人員的接觸中，發(fā)現(xiàn)有些企業(yè)的變頻器不能正常工作。如并聯(lián)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)斷軸；剛進(jìn)行完變頻器改造的企業(yè)，因?yàn)殡姶鸥蓴_造成頻繁跳閘；變頻器拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱；在變頻調(diào)速中設(shè)備噪聲增大等。上述問題并非是什么難以解決的問題，無(wú)非是安裝不規(guī)范和使用中參數(shù)設(shè)置欠佳，平時(shí)維護(hù)不到位等。有些問題現(xiàn)場(chǎng)工程人員拿不出較佳的處理方案，實(shí)際上還是因?yàn)樽冾l器是一個(gè)新設(shè)備，人們對(duì)它的了解和掌握不夠全面。作者根據(jù)了解到的這些情況，決定編寫一本變頻器從入門到精通的應(yīng)用普及知識(shí)讀本。通過(guò)努力，這本書終于完稿，它以變頻器的應(yīng)用為主線，讀者群為一線的現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員，作者希望通過(guò)本書，能給大家的工作提供一些幫助?！　”緯赏跽琢x編寫了第2、4、6、8章，劉杰編寫了第1章，闞玉懷編寫了第3章，郝志平編寫了第5章，史映紅編寫了第7章?！　”緯诰帉戇^(guò)程中，得到了機(jī)械工業(yè)出版社的大力支持，變頻器培訓(xùn)班的一些同學(xué)提供了大量的應(yīng)用素材，同時(shí)參考了一些變頻器應(yīng)用科技書籍和變頻器應(yīng)用論文，在此謹(jǐn)向所有參考資料的原作者致以誠(chéng)摯的謝意，對(duì)為本書出版幫助過(guò)作者的朋友表示衷心的感謝?！　∮捎谧髡邔W(xué)識(shí)水平有限，書中難免有不足和謬誤之處，殷切期望讀者給予批評(píng)指正，作者萬(wàn)分感謝。

內(nèi)容概要

　　《變頻器應(yīng)用：專業(yè)技能入門與精通》是變頻器應(yīng)用技術(shù)入門類書籍，其主要內(nèi)容包括異步電動(dòng)機(jī)與變頻調(diào)速、變頻器PWM控制原理及電路簡(jiǎn)介、變頻器控制方式及基本功能、富士FRENI C5000G11S/P11S變頻器、變頻器在水泵風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用、變頻器在機(jī)械傳動(dòng)中的應(yīng)用、變頻器選擇與安裝、變頻器的調(diào)試與維護(hù)等?！　　蹲冾l器應(yīng)用：專業(yè)技能入門與精通》可供工礦企業(yè)從事變頻器應(yīng)用設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理、安裝調(diào)試、保養(yǎng)維修的工程技術(shù)人員閱讀，也可供有關(guān)專業(yè)大中專學(xué)生參考。

書籍目錄

　　前言　　第1章 異步電動(dòng)機(jī)與變頻調(diào)速　　1.1 變頻調(diào)速概述　　1.1.1 變頻器概述　　1.1.2 變頻器與電動(dòng)機(jī)的關(guān)系　　1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)　　1.2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理　　1.2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁特性　　1.2.3 三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速　　1.2.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性　　1.2.5 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率和機(jī)械轉(zhuǎn)矩　　1.3 變頻器配用的電動(dòng)機(jī)　　1.3.1 普通三相籠型異步電動(dòng)機(jī)　　1.3.2 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)　　1.3.3 變頻器專用電動(dòng)機(jī)　　1.4 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)　　1.4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)　　1.4.2 電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)　　　　第2章 變頻器PWM控制原理及電路簡(jiǎn)介　　2.1 變頻器的分類及交-直-交變頻器　　2.1.1 變頻器的分類　　2.1.2 交-交變頻器與交-直-交變頻器　　2.1.3 交-直-交變頻器的組成　　2.2 PWM原理　　2.2.1 PAM和PWM　　2.2.2 開關(guān)電路的輸出波形　　2.2.3 PWM技術(shù)的基本原理　　2.2.4 變頻器的三相橋式SPWM逆變電路　　2.2.5 低壓PWM控制變頻器主電路　　2.3 中（高）壓PWM變頻器　　2.3.1 中（高）壓變頻器概述　　2.3.2 功率單元串聯(lián)高壓變頻器　　2.3.3 三電平IGBT高壓變頻器　　2.3.4 直接IGBT串聯(lián)高壓變頻器　　2.3.5 交一交變頻器　　　　第3章 變頻器控制方式及基本功能　　3.1 基本叫控制變頻器　　3.1.1 基本u/f控制變頻器的轉(zhuǎn)矩特性　　3.1.2 基本u/f控制變頻器的應(yīng)用范圍　　3.2 轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器（閉環(huán)控制）　　3.2.1 控制原理　　3.2.2 轉(zhuǎn)差頻率控制應(yīng)用　　3.3 矢量控制變頻器　　3.3.1 矢量控制原理　　3.3.2 矢量控制功能的使用　　3.4 直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器　　3.4.1 直接轉(zhuǎn)矩控制的基本概念　　3.4.2 直接轉(zhuǎn)矩控制方法　　3.4.3 直接轉(zhuǎn)矩控制功能的應(yīng)用　　3.5 變頻器的外接功能端子　　3.5.1 主電路端子　　3.5.2 運(yùn)行控制端子　　3.5.3 輸入控制端子　　3.5.4 輸出信號(hào)指示控制端子　　3.6 操作面板　　3.6.1 鍵盤　　3.6.2 顯示屏　　3.7 頻率控制功能　　3.7.1 極限頻率　　3.7.2 加速時(shí)間和減速時(shí)間　　3.7.3 加速曲線和減速曲線　　3.7.4 回避頻率　　3.7.5 段速頻率設(shè)置功能　　3.7.6 頻率增益與頻率偏置功能　　3.7.7 載波頻率設(shè)置　　3.8 u/f控制線、轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償線及轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制的設(shè)置　　3.8.1 u/f控制線的設(shè)置　　3.8.2 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償線的設(shè)置　　3.8.3 轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制的設(shè)置　　3.9 電壓自動(dòng)控制功能和節(jié)能運(yùn)行控制功能　　3.9.1 電壓自動(dòng)控制功能　　3.9.2 節(jié)能運(yùn)行控制功能　　3.10 過(guò)載保護(hù)、瞬時(shí)停電再起動(dòng)及制動(dòng)功能　　3.10.1 過(guò)載保護(hù)功能　　3.10.2 瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能　　3.10.3 制動(dòng)功能　　3.11 變頻器的功能預(yù)置及功能碼的選擇　　3.11.1 變頻器的編碼方式及功能碼的預(yù)置　　3.11.2 變頻器功能碼的選擇　　　　第4章 富士FRENIC5000G1lS/P11s變頻器　　4.1 變頻器銘牌與基本功能　　4.1.1 變頻器銘牌與型號(hào)命名方法　　4.1.2 基本功能　　4.2 變頻器外接端子　　4.3 功能參數(shù)碼　　4.3.1 基本功能參數(shù)碼F××　　4.3.2 擴(kuò)展端子（多功能端子）功能參數(shù)碼E××　　4.3.3 頻率控制功能參數(shù)碼c××　　4.3.4 電動(dòng)機(jī)1功能參數(shù)碼P××　　4.3.5 高級(jí)功能參數(shù)碼H××　　4.3.6 電動(dòng)機(jī)2功能參數(shù)碼A××　　4.4 操作面板及功能應(yīng)用　　4.4.1 操作面板外觀　　4.4.2 操作與運(yùn)行　　4.4.3 保護(hù)動(dòng)作　　　　第5章 變頻器在水泵風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用　　5.1 變頻器HD控制　　5.1.1 變頻器：PID控制過(guò)程　　5.1.2 PID控制原理　　5.1.3 變頻器PID控制參數(shù)的選擇　　5.2 變頻器恒壓供水系統(tǒng)　　5.2.1 變頻器單機(jī)供水系統(tǒng)　　5.2.2 變頻器工頻-變頻切換控制　　5.2.3 一拖多變頻器恒壓供水系統(tǒng)　　5.3 變頻器在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用　　5.3.1 風(fēng)機(jī)的類型及工作原理　　5.3.2 變頻器在鍋爐引風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用　　　　第6章 變頻器在機(jī)械傳動(dòng)中的應(yīng)用　　6.1 變頻器的低壓控制電路　　6.1.1 電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制電路　　6.1.2 變頻器手動(dòng)工頻-變頻切換電路　　6.1.3 其他控制電路　　6.2 變頻器在回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用　　6.2.1 回轉(zhuǎn)窯負(fù)載分析　　6.2.2 應(yīng)用實(shí)例　　6.3 變頻器在起重機(jī)中的應(yīng)用　　6.3.1 起重機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)及特點(diǎn)　　6.3.2 起重機(jī)用變頻器的制動(dòng)及功率要求　　6.3.3 臺(tái)達(dá)變頻器在提升機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用　　6.3.4 英威騰CHV190變頻器在門式起重機(jī)中的應(yīng)用　　6.4 變頻器在注塑機(jī)中的應(yīng)用　　6.4.1 概述　　6.4.2 注塑機(jī)變頻控制原理　　6.4.3 注塑機(jī)油泵特性分析　　6.4.4 注塑機(jī)變頻器控制應(yīng)用特點(diǎn)及效果　　6.5 變頻器在電梯中的應(yīng)用　　6.5.1 概述　　6.5.2 616G5通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)　　6.5.3 變頻器的選擇　　6.5.4 變頻器功能的選擇　　6.5.5 變頻器用于電梯系統(tǒng)中的預(yù)防措施　　6.5.6 常見問題分析　　6.6 變頻器在提升機(jī)中的應(yīng)用　　6.6.1 運(yùn)行控制分析　　6.6.2 改造方案　　6.7 變頻器在張力控制設(shè)備中的應(yīng)用　　6.7.1 檢測(cè)傳感裝置　　6.7.2 變頻器在拉絲機(jī)中的應(yīng)用　　6.7.3 三肯SAMC0-VM05變頻器在成纜機(jī)中的應(yīng)用　　6.8 變頻器的同速（比例）控制　　6.8.1 同速控制方法　　6.8.2 開環(huán)同速應(yīng)用實(shí)例　　　　第7章 變頻器選擇與安裝　　7.1 典型控制電器　　7.1.1 主令開關(guān)　　7.1.2 斷路器　　7.2 變頻器選配器件　　7.2.1 變頻器外圍主控制電路　　7.2.2 交流電抗器　　7.3 變頻器輸入輸出端子的控制方法　　7.3.1 輸入模擬控制端子信號(hào)輸入方法　　7.3.2 輸入觸點(diǎn)控制端子的通斷控制　　7.3.3 輸出控制端子的控制方法　　7.4 變頻器容量的選擇　　7.4.1 根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性選擇變頻器容量　　7.4.2 降速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特點(diǎn)　　7.4.3 根據(jù)不同負(fù)載特性選擇變頻器容量　　7.4.4 根據(jù)具體運(yùn)行場(chǎng)合選擇變頻器的容量　　7.5 變頻器的功能選擇　　7.5.1 速度型負(fù)載變頻器的選擇　　7.5.2 張力和位置控制變頻器的選擇　　7.5.3 風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載變頻器的選擇　　7.6 變頻器的安裝　　7.6.1 導(dǎo)線的選擇　　7.6.2 導(dǎo)線的排布　　7.6.3 變頻器的安裝環(huán)境　　　　第8章 變頻器的調(diào)試與維護(hù)　　8.1 變頻器通電調(diào)試條件　　8.1.1 檢查安裝質(zhì)量　　8.1.2 系統(tǒng)調(diào)試條件　　8.1.3 變頻器故障顯示及故障排除　　8.2 變頻器測(cè)試　　8.2.1 測(cè)量表具的選擇　　8.2.2 變頻器絕緣測(cè)試　　8.2.3 變頻器在路電壓的測(cè)量　　8.2.4 變頻器在路電阻的測(cè)量　　8.3 變頻器調(diào)試舉例　　8.4 變頻器維護(hù)保養(yǎng)　　8.4.1 變頻器的日常巡視　　8.4.2 變頻器的定期維護(hù)與保養(yǎng)　　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.調(diào)試工作條件　　有關(guān)的變頻調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)資料、技術(shù)文件、施工圖樣，變頻器外圍設(shè)備的電氣安裝工作已經(jīng)完成；安裝質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)收合格，符合設(shè)計(jì)、廠家技術(shù)文件和施工驗(yàn)收規(guī)范，在安裝過(guò)程中的有關(guān)試驗(yàn)已完成，經(jīng)驗(yàn)收符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。有關(guān)調(diào)試的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)掌握，如：變頻器的主要技術(shù)參數(shù)：電壓、電流、功率、頻率范圍、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、起動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間；通讀了變頻器操作手冊(cè)，掌握了程序預(yù)置操作步驟、參數(shù)的編程設(shè)定、主要保護(hù)的內(nèi)容及參數(shù)；掌握了整個(gè)系統(tǒng)的控制原理，有關(guān)保護(hù)、工藝聯(lián)鎖的原理?！　?.準(zhǔn)備和通電　　當(dāng)變頻器通過(guò)反復(fù)檢查確定無(wú)誤后，蓋好變頻器箱蓋，以防通電后對(duì)操作人員的傷害和設(shè)備事故。在通電前先讀懂產(chǎn)品使用說(shuō)明書，電動(dòng)機(jī)能脫離負(fù)載的先脫離負(fù)載。通電后首先觀察顯示器，并按產(chǎn)品使用說(shuō)明書中的說(shuō)明更換顯示器的顯示內(nèi)容，是否聽到冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，以判斷變頻器是否能正常運(yùn)行。當(dāng)變頻器能正常運(yùn)行后，進(jìn)行功能參數(shù)的修改設(shè)定?！　?.變頻器功能參數(shù)設(shè)置調(diào)試　　變頻器在出廠時(shí)對(duì)功能參數(shù)都進(jìn)行了初設(shè)定，但設(shè)定的功能參數(shù)不一定都符合某項(xiàng)具體的使用要求。因此，有些功能參數(shù)要根據(jù)具體要求重新設(shè)定。這里要特別指出的是，變頻器的功能參數(shù)有幾百條，重新設(shè)定的功能參數(shù)只是根據(jù)需要才進(jìn)行改動(dòng)，改動(dòng)的只是變頻器功能參數(shù)中的一小部分，大部分與某項(xiàng)具體應(yīng)用無(wú)關(guān)的功能參數(shù)不用改動(dòng)，保留出廠設(shè)定值。如不加判斷的不修改和亂修改功能參數(shù)，都會(huì)引起故障或不必要的麻煩。　　變頻器使用說(shuō)明書中給出的功能參數(shù)，都是可以改動(dòng)和重新設(shè)置的。但在一般工程中，經(jīng)常涉及到的功能參數(shù)有：操作方法、頻率、最高頻率、額定電壓、加/減速時(shí)間、電子熱過(guò)載繼電器、轉(zhuǎn)矩限止、電動(dòng)機(jī)極數(shù)等?！　。?）加減速時(shí)間的設(shè)置　　在生產(chǎn)機(jī)械的工作過(guò)程中，加速過(guò)程（或起動(dòng)過(guò)程）屬于從一種運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程，在這段時(shí)間內(nèi)，通常是不進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的。因此，從提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的角度出發(fā)，加速時(shí)間應(yīng)越短越好。但加速時(shí)間過(guò)短，容易因“過(guò)電流”而跳閘。所以，預(yù)置加速時(shí)間的基本原則，就是在不發(fā)生過(guò)電流的前提下，越短越好。通常，可先將加速時(shí)間預(yù)置得長(zhǎng)一些，觀察拖動(dòng)系統(tǒng)在起動(dòng)過(guò)程中電流的大小，如起動(dòng)電流較小，可逐漸縮短加速時(shí)間，直至起動(dòng)電流接近上限值時(shí)為止。影響加速時(shí)間的因素有負(fù)載的慣性大小、負(fù)載與變頻器的容量是否匹配等。有些負(fù)載對(duì)起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)間并無(wú)要求，如風(fēng)機(jī)和水泵，其加、減速時(shí)間可適當(dāng)?shù)仡A(yù)置得長(zhǎng)一些?！　∨c加速過(guò)程一樣，在生產(chǎn)機(jī)械的工作過(guò)程中，減速過(guò)程（或停機(jī)過(guò)程）也屬于從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)的非生產(chǎn)過(guò)程，從提高生產(chǎn)率的角度出發(fā)，減速時(shí)間也應(yīng)越短越好。但如上述，減速時(shí)間過(guò)短，容易“過(guò)電壓”。所以，預(yù)置減速時(shí)間的基本原則，就是在不發(fā)生過(guò)電壓的前提下，越短越好?！　　?/pre>








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