D093(新14)第三章变频器常用功能.doc

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第3章　变频器的常用功能
怎样使
电动机转起来？
3．1　变频器的控制通道

3．1．1　变频器的控制框图与控制通道

图3－1　变频器的内部控制框图
1．控制框图

2．控制通道
（1）面板①；
（2）外接控制端子②和③；
（3）通讯接口④。
3．1．2　控制通道选择示例
1．康沃CVF－G3变频器通道选择
功能码
功能名称
数据码及说明
b-1
频率输入通道选择
0：面板电位器
1：面板键盘
2：外部电压信号1
3：外部电压信号2
4：外部电流信号
b-3
运行命令通道选择
0：键盘控制
1：外部端子控制（键盘STOP无效）
2：外部端子控制（键盘STOP有效）
3：RS485接口（键盘STOP无效）
4：RS485接口（键盘STOP有效）

2．艾默生TD3000变频器通道选择
功能码
功能名称
数据码及说明
F0.03
频率设定选择
（频率输入方式、频率输入通道、频率指令来源）
0：数字设定1（掉电后保存设定值）
1：数字设定2（掉电后不保存设定值）
2：数字设定3（外部端子设定）
3：数字设定4（外部端子设定）
4：数字设定5（外部端子设定）
5：模拟给定
6：通讯给定
7：复合给定
F0.05
运行命令选择
（控制方式、运行指令来源、运行命令输入通道、操作器∕外部控制选择、本地∕远程控制选择）
0：键盘控制
1：端子控制
2：通讯控制

3．1．3　外接控制端子
1．大致安排

图3－2　外接输入控制端子的大致安排
a）大致安排　b）端子结构示意图

图3－3　外接频率给定示例
a）康沃变频器　b）艾默生变频器
2．外接频率给定

3．外接输入控制端

图3－4　外接输入控制端示例

图3－5　外接输出控制端示例
a）康沃变频器　b）艾默生变频器
4．外接输出控制端

外接给定信号
不规范时，
怎么处理？
3．2　模拟量频率给定

3．2．1　频率给定线
［实例］给定信号为2～8V，

图3－6　频率给定线
a）操作示意图　b）基本频率给定线　c）任意频率给定线
要求对应的输出频率为0～50Hz。

1．频率给定线

2．任意频率给定线的预置

图3－7　任意频率给定线的预置之一
a）频率给定线　b）CVF的功能预置　
（1）直接坐标法　

图3－8　任意频率给定线的预置之二
a）频率给定线　b）G11S的功能预置
（2）偏置频率和频率增益

功能别称：
外部输入频率偏压调整、频率设定电压偏置集团；
频率设定信号增益、外部输入频率增益调整。

3．2．2　频率给定的限制功能

图3－9　最高频率的定义
a）键盘给定　b）外接模拟量给定　c）频率给定线上的对应点
1．最高频率

2．上限频率和下限频率

图3－10　上限频率与下限频率
a）搅拌机实例　b）上、下限频率

功能别称：
高限频率、运行范围最大频率；
低限频率、运行范围最小频率。

端子控制时不用电位器，也能调节频率么？
3．3　频率的外接数字量给定
3．3．1　升速、降速端子的功能及用法

图3－11　升、降速端子的功能
a）电路图　b）控制结果
1．升速、降速端子的功能
2．用法举例
（1）代替电位器

图3－12　升速、降速端子
a）电位器控制　b）用按钮控制升降速

（2）两地控制

图3－13 两地升降速控制
a）用电位器切换　b）用升、降速功能

（3）恒压控制

图3－14 利用升、降速端子进行恒压控制
功能别称：
频率递增指令∕频率递减指令、上频率指令∕下频率指令、
增指令∕减指令、电机电位器上升∕电机电位器下降。
4．3．2　频率的程序给定
1．程序要求举例—脱水机的程序控制
（1）低速脱水 　
工作频率：25Hz 脱水时间：3min
（2）中速甩干
工作频率：50Hz 脱水时间：2min
（3）高速甩干
工作频率：90Hz 脱水时间：2min
2．工作时序

图3－15 洗衣机甩干程序

变频器型号
功能码
功　能　含　义
数据码及含义

康沃CVF
－G2
H－14
可编程运行设置　
1：单循环
H－15
阶段1运行时间
180s
H－16
阶段1运行方向
0：正转
H－17
阶段1加速时间
60s
L－18
多档转速1
25Hz
H－18
阶段2运行时间
120s
H－19
阶段2运行方向
0：正转
H－20
阶段2加速时间
40s
L－19
多档转速2
50Hz
H－21
阶段3运行时间
120s
H－22
阶段3运行方向
0：正转
H－23
阶段3加速时间
30s
L－20
多档转速3
90Hz

变频调速
的软起动
有哪些特色和优点？
3．4　电动机的起动与加速

3．4．1　异步电动机的起动
1．工频起动
（1）起动电流

图3－16　工频起动电流及其影响
a）起动方式　b）初始切割速度　c）起动电流　d）对电源电压影响

图3－17　工频起动过程
a）起动方式　b）动态转矩　c）转速上升过程
（2）起动过程

2．软起动器起动
（1）起动电流

图3－18　软起动器起动的起动电流
a）起动方式　b）初始状态　c）起动电流

图3－19　软起动器起动的起动过程
a）起动方式　b）动态转矩　c）转速上升过程
（2）起动过程

3．转子串电阻起动
（1）起动电流

图3－20　转子串电阻起动的起动电流
a）转子串电阻的电路　b）起动电流

图3－21　转子串电阻起动的起动过程
a）动态转矩　b）转速的上升过程
（2）起动过程

4．变频起动
（1）变频起动的电流

图3－22　变频起动电流
a）起动方式　b）初始状态　c）起动电流

图3－23　变频起动过程
a）起动方式　b）动态转矩　c）转速上升过程
（2）变频起动过程

3．4．2　加速时间与起动电流

图3－24　加速时间的定义
1．加速时间的定义

图3－25 加速时间与电流
a）加速慢b）转差小c）电流小d）加速快e）转差大f）电流大

2．电流与加速时间的关系

3．加速过程中的防止跳闸（防失速）

图3－26　加速过程中的防止跳闸功能
a）暂停加速方式　b）自动延长加速时间方式

功能别称：加速中过电流失速防止准位设定、加速时电流基准值、加速中防止失速电平、加速中防止失速极限。3．4．3　变频器的其他加速功能
1．加速方式

图3－27　加速方式
a）线性方式　b）S形方式　c）半S形方式
功能别称：
加速模式、加速曲线、S形特性、加速积分类型、加速斜坡选择。

2．起动功能

图3－28　起动功能
a）起动频率　b）起动前直流制动
功能别称：
起动频率持续时间、起动延时、起动时暂停加速频率、起动时暂停加速时间。

3．5　变频电动机的停机与减速
变频系统怎样停机？

3．5．1　电动机的停机与减速

图3－29　电动机的停机与减速
a）电动机切断电源　b）自由制动过程
1．自由制动

2．变频降速时电动机的状态

图3－30　电动机的变频降速
a）降速前　b）降速时　c）降速过程
3．5．2　频率下降时的泵升电压

图3－31 降速过程中的状态
a）逆变电路　b）电动机状态　c）电流与电压的瞬时值
1．变频减速时变频器的泵升电压

图3－32　减速时间的定义
2．减速时间3．减速快慢与直流电压

图3－33 降速快慢与直流电压
a）直流电压检测点　b）减速快的情形　c）减速慢的情形

4．减速防止跳闸功能（防失速）

图3－34　减速防止跳闸功能
a）暂停减速方式　b）自动延长减速时间方式

功能别称：
过电压失速防止功能、减速时电压基准值。5．减速方式

图3－35　减速方式
a）线性方式　b）S形方式　c）半S形方式

功能别称：
减速模式、减速曲线、S形特性、减速积分类型、减速斜坡选择。

3．5．3　直流制动与停机功能　
1．直流制动

图3－36 直流制动的原理与预置
a）直流制动方法　b）直流制动原理　c）直流制动的相关功能

功能别称：
直流注入制动频率、直流注入制动延迟时间、直流注入制动电压、直流抱闸速度、直流抱闸电流、DC夹持电流、DC夹持切入频率。
2．停机的选择功能

图3－37　停机方式
ａ）按预置时间减速停机　ｂ）自由制动　ｃ）减速停机加直流制动
3．5．4　加、减速时间的预置
1．负载的惯性大小

图3－38　不同惯性的负载举例
a）大惯性负载　b）小惯性负载

2．负载对加、减速时间的要求

图3－39　负载对加减速时间的要求
a）要求延长加、减速时间者　b）要求缩短加、减速时间者

为什么要加
制动电阻
和制动单元？
3．6　制动电阻和制动单元

3．6．1　作用与工况　
1．能耗电路的作用

图3－40　接入能耗电路

图3－41　能耗电路的工况
a）不反复减速　b）反复减速
2．不同负载加、减速的工况

3．连续发电时，能耗电路的工作特点

图3－42　能耗电路的工作特点
a）能耗电路　b）能耗电路的工况
3．6．2　制动电阻的选择

图3－43　能耗电路
1．制动电阻的粗略计算

2．用发热元件制作制动电阻

图3－44　自制制动电阻
（1）制动电阻的电路

（2）电炉丝电阻值的计算：
假设： PB0N＝2kW，UB0N＝220V
则： RB0＝＝24.2Ω
注意：计算的电阻值是热态电阻，冷态时略小些。
3．6．3　制动单元的原理与代用　　　　　　　　　　　　　　

图3－45 制动单元的构成
1．制动单元的框图

2．用交流接触器做制动单元

图3－46　YAB－Ⅱ制动单元
a）电路框图　b）外部接线

3．自制制动电阻和制动单元实例
（1）基本数据
电动机容量：37kW
原配制动电阻：20Ω，5kW。
PB0＝＝21kW
αB＝＝0.24
（2）代用计算
用9根2kW的发热元件串、并联，如图3－43所示。
则：
合成电阻： RB＝（24.2÷3）×3
＝24.2Ω
冷态电阻值接近于20Ω。
功率： 2×9＝18kW。
电阻耐压为： UBN＝220×3＝660V
修正系数增大为： αB’＝＝0.86
（3）接触器选择：
IB＝＝＝32.5A
选 IKN＝40A　　

变频器的
保护功能
有什么特点？
3．7　变频器的主要保护功能

3．7．1　过载保护的对象与原因分析

图3－47　过载的特点
a）过载示意图　b）长时间过载　c）冲击过载
1．过载特点

图3－48　过载的反时限保护
a）反时限的特点　b）保护曲线与频率的关系

2．过载保护的反时限特性

需要预置的内容：电流取用比
IM%＝（IMN∕IN）×100%

例：75kW变频器，IN＝150A，则：
配用75kW电动机：
2p＝4：IMN＝139.7A，　IM%＝93%；
2p＝6：IMN＝142.4A，　IM%＝95%。
配用55kW电动机：
2p＝4：IMN＝102.5A，　IM%＝68%；
2p＝6：IMN＝104.9A，　IM%＝70%。

功能别称：
过载报警水平、电机过载保护系数、电子热保护等级、电子热保护门限、过载限制设定。
3．7．2　过电流保护的对象与原因分析

图3－49　变频器过流保护
a）过流测试点　b）长时间过流　c）冲击过流

1．过电流的保护对象与特点

2．过电流的原因分析

图3－50　运行过电流
a）负载过负荷　b）过电流的特点

（1）运行过电流

图3－51　故障引起的过电流
a）输出侧短路　b）内部短路　c）逆变管直通
（2）短路过电流

图3－52　预置不当引起的过电流
a）转矩提升选择不当　b）励磁电流畸变　c）加速过快
（3）预置不当引起的过电流

功能别称：
过电流警告、过流限制、瞬时过电流限制。3．7．3　电压保护功能

图3－53　过电压原因
a）电源过电压　b）泵升电压引起的过电压　c）电容补偿柜投入

1．过电压原因

相关功能：直流过电压控制器、过电压跳闸延时。

图3－54　欠电压原因
a）限流电路断路　b）电源缺相　c）大功率晶闸管设备干扰
2．欠电压原因

相关功能：欠电压控制器、直流欠电压控制、主电源欠电压。

3．7．4　自动重合闸功能

图3－55　变频器的重合闸功能
a）故障跳闸后的重合闸　b）瞬时停电后的重合闸

康沃G3系列的保护功能
功能码
功能含义
数据码及含义（或范围）
H－1
过载、过热保护动作方式
0：变频器封锁输出
1：限流运行，并报警
H－2
电动机过载保护系数
50～110%
H－4
停电再起动设置
0：不动作
1：动作
H－5
停电再起动等待时间
0.0～10.0s
H－6
故障自恢复次数
0、1、2
H－7
故障自恢复间隔时间
2～20s
功能别称：
故障自恢复次数、故障自恢复间隔时间、自动重起的次数、自动重起的延迟时间、再试次数、再试等待时间；
停电再起动设置、停电再起动等待时间、瞬时停电再运转功能、允许停电之最长时间、速度追踪之时间设定、速度追踪之动作准位。