台达变频器技术培训.pptx

1台达变频器培训台达变频器培训应用技术篇应用技术篇2内容大纲内容大纲0变频器基本知识介绍0台达变频器系列介绍0台达B系列变频器参数说明及调试0故障处理3变频器基本知识介绍变频器基本知识介绍4电气传动系统构成电气传动系统构成中间传动机构交流电源输入终端机械交流电机直流调速装置直流输出皮带轮、齿轮箱等风机、泵等直流电机交流调速装置交流输出执行机构变频器5电气传动系统负载特性电气传动系统负载特性传动机构电动机生产机械负载特性摩擦恒转矩l生产流水线l起重行走速度T负载转矩势能恒转矩l电梯l起重机提升恒功率（速度越低，速度越低，负载转矩越大）负载转矩越大）l机床l开卷机/收卷机变转矩（速度越低，负载速度越低，负载转矩越小）转矩越小）l风机水泵负载转矩大小于与转速无关6电气传动的意义电气传动的意义序号意义有代表意义的行业或设备1节能风机、水泵、注塑机2提高产品质量机床、印刷、包装等生产线3改善工作环境电梯、中央空调注：并不是所有的设备使用电气传动装置后都可以节能平方转矩负载：转矩与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比恒转矩负载：转矩与转速的大小无关，功率与转速成正比恒功率负载：功率与转速的大小无关，不节电7变频器变频器变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可 变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英文简称VVVF(VariableVoltage Variable Frequency）变频器的控制对象变频器的控制对象三相交流异步电机和三相交流同步电机8变频调速的优势变频调速的优势序号优点1平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全2在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度3无级调速，调速精度大大提高4电机正反向无需通过接触器切换5非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制9变频器控制算法变频器控制算法交流调速的控制核心是：只有保持电机磁通恒定才能保证电机出力，才能获得理想的调速效果V/FV/F控制控制简单实用，性能一般，使用最为广泛只要保证输出电压和输出频率恒定就能近似保持磁通保持恒定低频时，定子阻抗压降会导致磁通下降，需将输出电压适当提高矢量控制矢量控制性能优良，可以与直流调速媲美，技术成熟较晚模仿直流电机的控制方法，采用矢量坐标变换来实现对异步电机定子励磁电流分量和转矩电流分量的解耦控制，保持电机磁通的恒定，进而达到良好的 转矩控制性能，实现高性能控制。性能优良，控制相同复杂10变频器控制算法变频器控制算法项目通用变频器高性能变频器控制算法V/F控制转矩提升同步机异步机控制算法基本相同开环矢量控制（无速度传感器矢量控制）闭环矢量控制（有速度传感器矢量控制）异步机和同步机需要不同的控制算法调速范围2s/kW2s/kW减速时间原则是宜长不宜短，否则易过压。减速时间原则是宜长不宜短，否则易过压。可考虑加装制动部件18点动点动注：一般在调试时使用，如：确定运转方向、反向倒车等19功能功能简介控制算法交流电机的控制方案，包括V/F控制、矢量控制多段速用外部端子组合选择多个内部已预设的频率作为运行频率内置PID闭环控制必选功能PLC运行由用户自由编程的多段定时自动变速功能加减速曲线确定目标设备的加减速时间，有直线和S曲线两种跳跃频率为避免机械谐振特设的变频器不能长期稳定运行的指定频率带AVR根据电网电压自动调整输出电压自动限流电流超过预设值后变频器自动调整输出频率和电压防止跳闸过压失速加减速过程中直流母线电压过高后变频器自动停止加减速过流失速加减速过程中电流超过预设值后变频器自动停止加减速转速跟踪直接将正在自由旋转的电机由当前速度驱动到预定速度异常再启动设定异常后，驱动器自动重置/启动的功能自动省电运转定速运转中由负载功率自动计算最佳的电压值供应给负载20PID 控制控制原理:PID是指比例+微分+积分的控制,比例控制是控制输出(操作量)与偏差量成比例的动作,偏差越大操作量输出越大。积分控制是用于消除稳态误差,也就是误差越大控制输出越大。微分控制是控制器的输出依误差的变化量而定可使瞬间变化的误差快速回到稳定状况。Kp11/(Ti S)Td S控制对象RCE+-+UE=R-C (E 为误差值,R为设定值,C为量测值)U=(1+1/TiS+TdS)*Kp*E (U 为控制输出,Ti 为积分时间,Td 为微分时间)21变频器运行要素变频器运行要素运行给定运行给定运行命令运行命令l决定速度大小（直接速度给定、多段速、PID结果）l决定电机的运行方向l决定变频器是启动还是停止序号运行命令运行给定变频器状态1无运行命令停机2有正向或反向运行命令给定为0零速运行3有正向运行命令有非0给定正向运行4有反向运行命令有非0给定反向运行5有正向或反向运行命令给定由非0变为0减速而后保持零速运行4运行中直接方向命令切换有非0恒定给定减速到0后反向运行一个状态正常的变频器要运行，以下两个要素条件必须满足：22变频器调试变频器调试一、通电和功能预置1、通电（1）显示：对照说明书，显示过程是否正常（2）风机：声音、风量是否正常（3）测量电压：三相进线电压及直流电压2、熟悉键盘3、熟悉显示内容的切换：了解变频器的工作情况4、进行功能预置：根据生产机械的具体要求，调整变频器内各功能的设定23变频器调试变频器调试二、电动机的空载试验将变频器输出端与电机相接，电机脱开负载1、进行基本的运行观察：如旋转方向、加减速时间，电机运行是否正常2、电动机参数整定3、进一步熟悉变频器基本操作如启动、停止、升速、降速、点动等24变频器调试变频器调试三、带载试验电机与负载连接起来1、电机启动（1）给定较低频率，观察启动，调整V/F曲线（2）频率调到最大，启停观察电流值，调整加速时间2、停机试验观察直流电压（1）减速中直流电压是否过高，如“OV”，可考虑适当延长减速时间；如减速时间不宜延长，需考虑接入制动器件（2）频率降至0时，机械是否蠕动，可考虑预置直流制动3、带载能力试验（1）在负载要求的最低速长时间运行，观察电机发热，可考虑外部通风，或采用变频电机(2)在负载要求的最高转速下，观察电机能否带得动负载。如上述高、低频运行不理想，可考虑增大传动比25变频器选型变频器选型考虑变频器运行的经济性和安全性，变频器选型保留适当的余量是必要的。要准确选型，必须要把握以下几个原则：充分了解控制对象性能要求。一般来讲如对启动转矩、调速精度、调速范围要求较高的场合则需考虑选用矢量变频器，否则选用通用变频器即可了解所用电机主要铭牌参数：额定电压、额定电流。确定负载可能出现的最大电流，以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该 电流小于适配电机额定电流，则按适配电机选择对应变频器，以下情况要考虑容量放大一档：1、长期高温大负荷 2、异常或故障停机会出现灾难性后果的现场3、目标负载波动大 4、现场电网长期偏低而负载接近额定5、绕线电机、同步电机或多极电机（6极以上）26变频器选型变频器选型充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。对于变频器的选配件选配，必须要把握以下几个原则：以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器民用场合，如：宾馆中央空调电网品质恶劣或容量偏小的场合如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大，变频器频繁炸机以下情况要选用交流输出电抗器变频器到电机线路超过100米（一般原则）以下情况一般要选用制动单元和制动电阻提升负载频繁快速加减速大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）27变频器选型变频器选型使用通用变频器的行业和设备使用矢量变频器的行业和设备纺织绝大多数设备纺织有张力控制场合需使用冶金辅助风机水泵、辊道、高炉卷扬冶金各种主轧线、飞剪石化用风机、泵、空压机电梯门机、起重行走电梯、起重提升供水油田用风机、水泵、抽油机、空压机电厂风机水泵、传送带市政锅炉、污水处理部分拉丝机牵引拉丝机的收放卷凹版印刷水泥、陶瓷、玻璃生产线全线传送带矿山风机泵矿山提升机卷烟制丝卷烟成型包装低速造纸及配套风机水泵、制浆高速造纸、切纸机、复卷机28变频器故障处理变频器故障处理29过电流过电流（一）运行中过电流1、变频器输出侧短路或接地在输入端R、S间接入一个电压表，给定频率慢慢增过重加，如输出频率刚上升即跳闸，且电压表有瞬间回0的迹象，则说明变频器输出端已短路或接地。脱开电机，重复上述过程，如还跳闸，则变频器内部短路；否则检查外围线路及电机2、负载过重转动机械部分，如机械无故障，则调整V/F曲线，如还带不动，可增大传动比，或增到电机容量3、轻载跳闸（1）负载波动较大：为了重载时能带动，V/F预置较高。轻载时，电机磁路严重饱和，因出现尖峰励磁电流而跳闸。可考虑矢量控制；如无，则调整V/F；如调不好，则加大变频器容量（2）V/F预置与负载不匹配：如风机类，V/F预置过高30过电流过电流（二）升速或降速中过电流1、延长升、降速时间2、增大电流上限值失速防止的阀值3、其它（1）增大传动比（2）加大变频器容量31过载过载1、检查电动机是否发热（1）温升不高过载保护预置值能否提高，如没有余量，则需加大变频器容量（2）温升过高加大传动比；加大电机容量2、检查电机侧三相电压是否平衡（1）电机侧不平衡。再检查变频器输出端是否平衡，如不平衡，则检查变频器逆变模块及驱动电路；如平衡，检查线路及连接（2)平衡可考虑降低V/F来减小电流；若减低后带不动负载，则考虑加大变频容量。也可考虑矢量控制3、误动作接近额定频率运行，钳形表测量变频输出电流，观察变频显示电流，若显示远大于测量，则内部检测故障32过热过热1、风量太小更换风扇2、风量正常（1）如在柜内，加强柜内通风（2）如在柜外，可在变频器外部增加风扇33过电压过电压（一）运行过程中过压1、电源电压过高2、干扰过电压如变电所内补偿电容投入或切除时有可能瞬间过压，还有雷电过电压3、误动作内部电压检测故障（二）减速过电压1、延长减速时间2、增大过电压失速防止阀值3、加强能耗制动34欠电压欠电压1、电源欠电压2、限流环节故障（1）限流电阻断路：滤波电容不能充电（2）晶闸管不导通：限流电阻一直在电路中，直流电压下降3、电源缺相4、干扰欠压如同一电网内有大电机启动或有容量较大的晶闸管设备在工作5、误动作变频器内部电压检测故障35排除干扰及抗干扰排除干扰及抗干扰干扰途径空中辐射方式即以电磁波的方式在空中传播。线路传播方式主要通过电源网络传播及漏电流传播（通过地线）。线间感应方式电感产生的电磁感应(差模干扰）或电容产生的静电感应（共模干扰）通过线间感应的方式传播。36排除干扰及抗干扰排除干扰及抗干扰干扰源的排除高频大功率的直流电焊机应远离变频器。电焊机自身的接地应良好。电磁铁的通断触点应加装RC突波吸收器与变频器装在同一电控柜中的接触器，要剔除劣质品。要选择开关噪声低，灭弧效果好的产品。必要时也要加装RC突波吸收器。供电电源阻抗要低。以免附近有上百千瓦电器的启停，造成变频器输入电压产生过高的瞬间突变。供电电源的相电压要平衡，以免导致220V单相输入的变频器在欠压或过压的状态下工作。要提醒用户厂在使用改善电源侧的补偿电容器（为改善功率因子）投入电网时，电源电压出现的高峰值，可能使变频器整流二极管因承受过高的反向电压而损坏。对用户厂的自发电系统，要求输出电源电压不要忽高忽低。要避免突变，要稳定。37排除干扰及抗干扰排除干扰及抗干扰变频器抗干扰的常用措施变频器的E端要与控制柜及电机的外壳相连，要接保安地，接地电阻应小于100。可有效的抑制辐射干扰。变频器的输入或输出端加装电感式磁环滤波器（台达变频器使用手册有规格提供），平行并绕34圈，可有效的滤除高次谐波（此方法简单易行，价格低廉）。若需进一步加强抗干扰效果，可选配台达变频器专用的符合EMC标准的滤波装置（台达变频器使用手册有规格提供）。上述磁环滤波器还可根据现场情况加绕在变频器控制信号端或仿真信号给定端的进在线。装有变频器的电控柜中，动力线和信号线应分开穿管走线，金属软管应接地良好。仿真信号线要选用屏蔽线，单端在变频器处接模拟地。还可通过调整变频器的载频来改善干扰。频率越低，干扰越小，但电磁噪声越大。RS485通讯口与上位机相连一定要采用光电隔离的传输方式，以提高通信系统的抗干扰性能。38排除干扰及抗干扰排除干扰及抗干扰外配计算机或仪表的供电要和变频器的动力装置供电分开，不能共享一个内部变压器。在需要时，变频器的进线端要加装改善功率因子的电抗器。在受干扰的仪表设备方面也要进行独立屏蔽。市场上的温度控制器、PID调节器、PLC、传感器或变送器等仪表，都要加装金属屏蔽外壳并与保安地相连。必要时，可在此类仪表的电源进线端加装上述的电感式磁环滤波器。Q&A