变频器控制电动机停车制动方式
MM4变频器VDC直流电压控制器的解释和各种制动方式的使用
[精] 主题:关于MM4变频器中Vdc直流电压控制器的解释和各种制动方式的使用Vdc直流电压控制器1、Vdc max最大电压控制器以前我简单地解释过,鼠笼式异步电机在电机学中,就相当于一台变压器。
定子线圈相当初级,鼠笼转子相当短路的次级,通过定子、转子铁心作电磁场变换产生力旋转力矩。
当转子转速大于旋转磁场的转速时,(可以是被拖动的机械惯性太大,也可以是被其他动力(包括重力)拖动。
)转子切割磁力线的方向反向,电动机就处于发电状态。
其结果是较高的电压对直流侧的大容量电容充电。
这负的滑差越大,充电电压越高。
问题是:直流侧电容的耐压是有限的,也就是说,可以储存的电量(电能)是有限的。
如果过高,电容将会过压击穿(爆炸)。
针对于:仅仅是转动惯量很大原因造成过电压的系统,并且控制上没有受控减速(例如:必须按斜率在2秒停止)的要求。
变频器设计了一个Vdc直流电压控制器。
其原理是:既然是频率下降过快造成的过压,那么我们停止频率下降不就行了?正是如此,MM4系列变频器内置的Vdc max最大直流电压控制器中,应对直流侧过压的问题,采用通过内部PID算法,不理睬你给定的下降变化,以保持直流侧电压不致过高为目的,自行给出频率。
当电机转速有所降低,并且直流侧电压降低到设定的限值以内后,继续按减速斜坡减速。
如果直流侧电压再次过高,控制器再次动作。
应用场合:通过对Vdc max最大直流电压控制器工作原理的理解,可以看出,应用的条件是:大惯量的、不会被拖动(超速)的,同时对降速过程没有要求的机械系统。
使用注意事项:注意上述的使用条件。
如果电机是被拖动(例如:势能下降装置,下降拖动速度没有限制时)产生过压,使能这个控制器很可能不管用。
使能这个控制器是P1240=1(bit1)。
此外,建议使能自动电平检测P1254=1。
特别注意:这两项都是默认的(恢复出厂值后)。
2、Vdc min 最小电压控制器(动态缓冲)既然当转子转速大于旋转磁场的转速时,产生再生电流对电容充电。
PLC与变频器实现电机正反转、任意转速、停车急停
摘要随着电气工业的不断发展,可编程控制器(PLC)、变频器得以普及到人们生活、生产中,使电气控制更加方便、简洁、实用。
在工业生产过程中,具有大量的的开关量顺序控制,要求按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集等。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM(通用汽车)公司公开招标,提出研制能够取代继电器的控制装置的要求,第二年,美国数字设备公司(DEC)研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程控制器,成Programmable Controller (PC)。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。
现今,PLC已经具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
可预见的将来,PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的主导地位,是其他控制技术无法求带的。
变频器是把工频电源(50Hz或60HZ)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备。
其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。
对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有事还需要一个进行转矩运算的CPU以及一些相应的电路。
目录引言----------------------------------------------------------------------3第一章. PLC与变频器实现电机正反转控制1.1 设计要求--------------------------------------41.2 设计思路--------------------------------------41.3 设计目的--------------------------------------4第二章. 电机正反转控制系统PLC设计2.1 梯形图程序的设计方案--------------------------52.2 系统所需的电气元件介绍------------------------5第三章. 电动机控制要求实现3.1 PLC通过RS485通讯实现变频调速---------------113.2 变频器控制电机正反转--------------------------123.3 变频器实现电机制动、急停----------------------123.4 实现电动机控制梯形图程序---------------------14第四章.注意事项4.1 安装环境-------------------------------------164.2 电源接线-------------------------------------164.3 接地-----------------------------------------164.4 直流24V接线端-------------------------------174.5 输入接线注意点-------------------------------17结束语-------------------------------------------18 参考文献-----------------------------------------19 评审意见表---------------------------------------201引言本课题设计:电动机要实现无级调速,可用变频器控制,电机的正反转,停车,急停也可由PLC控制变频器实现。
变频器 刹车 原理
变频器刹车原理变频器刹车原理解析1. 引言变频器刹车是现代工业领域中常见的一种控制方式,通过变频器来实现刹车控制,具有调速、刹车平稳、精确控制等优势。
本文将为您介绍变频器刹车的原理及其相关知识。
2. 变频器介绍定义变频器是一种可以改变电机运行频率和电压的电力传动装置,通过改变电机的输入电压和频率,控制电机的转速。
它通常由整流器、PWM逆变器以及控制电路等部件组成。
作用变频器广泛应用于工业生产中的电动机控制中,可以实现电机的调速、刹车控制等功能。
3. 变频器刹车原理刹车类型变频器刹车可以分为电阻刹车、再生刹车和电流回馈刹车三种类型。
电阻刹车原理电阻刹车是通过将电流通过外接的电阻,使电机产生高阻力,从而达到刹车效果。
当发生刹车时,变频器会控制电机的输出频率逐渐降低,同时提高外接电阻的电阻值,使电流通过电阻消耗能量,从而实现刹车。
再生刹车原理再生刹车是利用电机的自感性质,在刹车时通过变频器改变电机的输入电压和频率,使电机产生反向电动势,将能量反馈到供电系统中,实现刹车效果。
再生刹车可以将电能转化为可再利用的能源,提高能源利用效率。
电流回馈刹车原理电流回馈刹车是通过变频器将制动时产生的电能反馈到电网中,实现刹车效果。
当电机刹车时,变频器会将产生的电能通过逆变器转化为直流电能,并反馈到电网中,使电网系统中的电能得到再利用。
4. 变频器刹车的优势刹车平稳性变频器刹车采用电子控制方式,可以实现刹车过程的平稳控制,避免了传统机械刹车的冲击和损坏。
刹车精确性变频器刹车可以通过控制电机的输出频率、电压和电流等参数,实现对刹车过程的精确控制,满足不同工况下的刹车需求。
节能效果再生刹车和电流回馈刹车可以将产生的能量反馈到电网中,提高能源利用效率,实现节能的目的。
5. 结论通过对变频器刹车原理的介绍,我们了解到变频器刹车可以通过不同的方式实现刹车控制,具有刹车平稳、精确控制、节能等优势。
在实际应用中,根据具体情况选择合适的刹车方式,可以提高工业生产的效率和质量。
西门子MM440变频器的停车和制动方式
1 MM4 4 O变频器停车方式
MM 4 4 0变 频 器 支 持 的停 车 方 式 包 括 O F F 1 、 O F F 2 和O F F 3三种 。3 种 停 车方 式 下 , 变 频 器 的 输 出 变 化形 式 、 电 动 机 的 运 转 状 态 及 适 用 的 场 合 各 不 相 同 MM4 4 0变 频 器 的停 车 分 为 两 种 形 式 : “ 自 由停 车 ” , 就
MM 4 4 0变 频 器是 一种 运 行 性 能 好 、 功 能 多 样 的标 准变频器 . 它具有 高性 能的矢量 控制技 术 . 能 提 供 低 速 高 转矩 输 出并 具 有 良好 的动 态 特 性 . 同 时 具 备 超 强 的过载能力 , 成 为当前应 用范 围广 、 市 场 占有 率 较 高 的通 用 变 频 器 产 品 对 于 停 车 制 动 有 不 同要 求 的生 产 机械 . 变 频 器停 车 和 制 动 方 式 的正 确 选 择 与 应 用 是 设 备 正 常运 行 的重 要 条 件
网和 电阻泄放等处理方式 M M4 4 0 变频器 由于其整流 电路是不可逆 的 . 因而不能像 其它能 四象 限运 行或接
有专用 P WM 有 源逆 变 能量 回馈 装 置 的 变 频 器 那 样 实 现 回馈 交 流 电 网
控制 时 . O F F I与正转 起 动 O N命 令用 同一个端 子 输
是迅 速给电机“ 断电 ” . 让 电机靠 自己的惯性力滑行停
车( O F F 2 停车 ) ;“ 制动停车” , 就 是 按 照一 定 的斜 坡 降
频使 电动机减速停 车( O F F 1 及O F F 2 停 车1
常用变频器的制动方式有哪几种?
常用变频器的制动方式有哪几种?
常用的变频器制动方式有四种。
1、能耗制动:能耗制动方式通过斩波器和制动电阻,利用设置在直流回路中的制动电阻来吸收电机的再生电能,实现变频器的快速制动。
2、回馈制动:回馈制动方式是采用有源逆变技术,将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网,从而实现制动。
实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。
3、直流制动:直流制动,一般指当变频器输出频率接近为零,电机转速降低到一定数值时,变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流,形成静止磁场,此时电动机处于能耗制动状态,转动着转子切割该静止磁场而产生制动转矩,使电动机迅速停止。
可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。
4、直流回馈制动:共用直流母线回馈制动方式的原理是:电动机A的再生能量反馈到公共的直流母线上,再通过电动机B消耗其再生能量;共用直流母线回馈制动方式可分为共用直流均衡母线回馈制动和共用直流回路母线回馈制动两种方式。
西门子变频器MM440制动方式简介
西门子变频器MM440制动方式简介西门子变频器MM440相比西门子变频器MICROMASTER系列的其他成员,具有更好的技术特定和更快速的动态响应。
西门子变频器MM440性能优异,使用方便,为用户提供了良好的驱动控制解决方案,在调试过程中西门子变频器MM440为用户提供了多种制动方式,方便用户对驱动控制系统进行操作和调试。
本文下面为您介绍一下西门子变频器MM440的制动方式,供您在调试过程中参考,从而提高工作效率,确保变频器稳定进行。
西门子变频器MM440的常用制动方式有如下几种:1. OFF1西门子变频器MM440的OFF1制动方式使得变频器按照选定的斜坡下降速率减速并停止转动。
这里要求ON命令源和后续的OFF1命令必须来自同一信号源;2. OFF2西门子变频器MM440的OFF2命令使得电动机按照惯性滑行,直到最后停车。
OFF2命令可以有一个或几个信号源,并且可以设置到操作面板当中;3. OFF3西门子变频器MM440的OFF3命令使得电动机快速地减速停车。
用户在设置了OFF3的情况下,为了启动电动机,二进制输入端必须闭合。
如果OFF3为高电平,电动机才能启动并且使用OFF1或OFF2方式停车;4. 直流注入制动西门子变频器MM440的直流注入制动可以与OFF1和OFF3同时使用,向电动机注入直流电流时,电动机将快速停止,并在制动作用结束之前一直保持电动机轴静止不动。
西门子变频器MM440性能优异,是西门子变频器MICROMASTER 系列中的高端产品,用户可以根据实际控制系统的要求进行选择搭配,并可以通过操作面板进行调试。
由于西门子变频器MM440使用简单,功能强大,为用户带来了良好的体验,因此它在工业控制领域有着越来越广泛的应用。
变频器控制电动机停车制动方式
电动机知识变频器控制电动机停车制动方式电动机停车方式由P0700和P0701~P0708设置。
制动时有如下几种方式:(1)由外接数字端子控制。
将P0700设为2,P0701设为1,即可由外接数字端子5 (DINI,低电平)控制电动机制动,制动时间可由P1121设置斜坡下降时间。
(2)由BOP的OFF键控制。
将P0700设为1,P0701设为3,为OFF2方式,即按惯性自由停车。
用BOP上的OFF(停车)键控制时,按下OFF键(持续2s)或按两次OFF(停车)键即可。
(3)用OFF3命令使电动机快速地减速停车。
将P0701设为4,在设置了OFF3的情况下,为了起动电动机,二进制输入端必须闭合(高电平)。
如果OFF3为高电平,电动机才能起动并用OFF1或OFF2方式停车。
如果OFF3为低电平,电动机不能起动。
OFF3可以同时具有直流制动、复合制动的功能。
(4)直流注入制动。
变频调速系统在降速过程中,电动机因为处于再生制动状态而迅速降速。
但随着转速的下降,拖动系统的动能减小,电动机的再生能力和制动转矩也随之减小。
所以,在惯性较大的拖动系统中,会出现低速时停不住的“爬行”现象。
为了克服“爬行”现象,当拖动系统的转速下降到一定程度时,向电动机绕组中通入直流电流,以加大制动转矩,使拖动系统迅速停住。
在预置直流制动功能时,主要设定以下项目:1)直流制动电压。
即需要向电动机绕组施加的直流电压。
拖动系统的惯性越大,直流制动电压的设定值也越大。
2)直流制动时间。
即向电动机绕组施加直流电压的时间,可设定得比估计时间略长一些。
3)直流制动的起始频率。
即变频调速系统由再生制动状态转为直流制动状态的起始频率。
拖动系统的惯性越大,直流制动的起始频率的设定值也越大。
直流注入制动可以与OFFI和OFF3命令同时使用。
向电动机注入直流电流时,电动机将快速停止,并在制动作用结束之前一直保持电动机轴静止不动。
“使能”直流注入制动可由参数P0701~P0708设置为25。
变频器控制电动机进行电制动的原理
变频器控制电动机进行电制动的原理电制动是通过变频器控制电动机实现的一种制动方式。
变频器是一种能够改变电源频率而调整电动机转速的设备,利用它可以控制电机的运行状态。
在电制动过程中,变频器控制电机的转速使之与负载力矩相抵消,从而实现制动效果。
电制动的原理主要包括以下几点:1. 变频器调节电机速度:首先,变频器将电网电源的交流电转换为直流电,并通过机内的晶闸管逆变器将其转换为交流电信号。
然后,通过调节这个交流电信号的频率和幅值,变频器可以控制电动机的转速。
在电制动过程中,变频器降低电机的转速,使之产生与负载力矩相对抗的力矩,从而实现制动。
2. 负载力矩测量与反馈:为了实现电制动,需要测量负载力矩,即负载对电动机的阻力。
变频器通过测量电机的电流和转速,计算得出负载力矩。
然后,根据测量结果与设定的制动力矩进行比较,变频器可以调整电机的转速,以达到制动效果。
3. 动态反馈控制:电制动的过程是一个动态的过程,需要根据负载力矩的变化及时调整控制策略。
变频器不断检测负载力矩的变化,并根据实时的反馈信号进行调整。
通过动态反馈控制,可以使电制动过程更加精确和平稳。
电制动在实际应用中具有重要的意义和指导价值:1. 提高安全性:电制动通过降低电机转速实现制动效果,避免了摩擦制动所产生的磨损和热量,减少了制动过程中的能量损失,提高了制动的稳定性和安全性。
2. 节能环保:与传统的摩擦制动相比,电制动可以将电能转化为机械能进行制动,减少了摩擦所产生的热量和能量损耗,节约了能源,并减少了对环境的污染。
3. 控制精度高:通过变频器调节电机的转速,电制动可以实现对制动过程的精确控制。
变频器可以根据实时的负载力矩进行调整,确保制动过程的平稳和准确性。
综上所述,电制动是通过变频器控制电动机的转速实现的一种制动方式。
它通过负载力矩测量和动态反馈控制,提高了制动的安全性、节能性和控制精度。
电制动在电力、交通等领域具有广泛的应用前景,并具有重要的指导意义。
4-变频器的停车与制动
变频器的停车与制动“新手上路”:我在手册中看到变频器有OFF1,OFF2,OFF3这几种停车方式,它们有什么区别?“为人民服务”:变频器停车主要有以下几种方式:OFF1、OFF2和OFF3;OFF1为默认的正常停车方式,用端子控制时它与ON命令是同一个端子输入,为低电平有效。
变频器按P1121中设定的时间停车。
“初出茅庐”:是指从输出频率下降到0Hz这一段时间吗?“为人民服务”:不,是从P1082中设定的最大频率下降到0Hz的时间;而OFF2为自由停车方式。
当有OFF2命令输入后,变频器输出立即停止,电动机按惯性自由停车;OFF3为快速停车方式。
其停车时间可在参数P1135中设定;当然也是从最高频率到0Hz的时间。
另外,OFF2、OFF3命令也是低电平有效,所以接线时应注意接点形式。
“不明白就问”:咱咋就不明白它俩有啥用呢?“为人民服务”:OFF2、OFF3常被用在特殊需要的场合;OFF2可用于紧急停车等控制,还可应用在变频器输出端有接触器的场合。
请大家注意:变频器运行过程中禁止对其输出端接触器进行操作。
如确需切换时,可利用OFF2停车功能。
就是说接触器闭合后方可起动变频器;打开接触器之前必须先用OFF2命令停止变频器输出,且经过100ms时间方可打开接触器;OFF3可在需要不同的停车时间等场合应用,即用OFF1作常规停车,用OFF3作快速停车;“新手上路”:前面讲了一些停车的内容,再给我们讲讲制动吧。
“为人民服务”:MM4系列变频器提供了直流制动、复合制动及动能制动(MM440)等多种制动方式。
直流制动是在电机定子中通入直流电流,以产生制动转矩。
因为电机停车后会产生一定的堵转转矩,所以直流制动可在一定程度上替代机械制动;但由于设备及电机自身的机械能只能消耗在电机内,同时直流电流也通入电机定子中,所以使用直流制动时,电机温度会迅速升高,因而要避免长期、频繁使用直流制动;直流制动是不控制电机速度的,所以停车时间不受控。
变频器制动方法与原理
变频器供电的异步电动机电气制动方法与原理1 引言在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传动系统中,当电动机减速或者拖动位能负载下放时,电动机的实际速度将高于旋转磁场的旋转速度。
为了使电动机的实际速度与给定速度相符,就必须采取制动措施。
异步电动机的制动方法有再生发电制动、直流制动和机械抱闸制动。
而机械抱闸制动直观,这里不做介绍,只介绍前面两种电气制动方法。
为了便于介绍电气制动的原理与方法,首先回顾一下,异步电动机的运行原理。
2 异步电机运行原理众所周知,异步电动机的定子上装有一套在空间上对称分布的三相绕组AX、BY、CZ如图1所示。
当给这三相绕组通以交流电时, 则在定转子气隙中产生磁场。
此磁场在任何瞬间都是三相绕组各磁场的总和。
通过右手定则对图1中不同瞬间电流与磁场方向的关系可知,合成磁场FΣ的方向与电流为最大值那一相绕组的轴线方向一致。
因此随着电流最大值依次由A相→B相→C相→A相等顺序变化,合成磁场的方向也依次指向A相→B相→C相→A相等各相绕组的轴线方向。
这就是说,这个合成磁场是一个“旋转磁场”。
其旋转速度n0(同步转速)与交流电源频率成正比,而与磁场极对数成反比。
图1 旋转磁场形成由于旋转磁场的作用,转子导体切割磁场磁力线而产生感应电势,这个感应电势使闭合的转子导体产生电流,通电导体在磁场中又受到一个力的作用,这个作用在导体上的力,将使异步电动机旋转,其某一瞬间情况如图2所示。
根据右手定则可知转子闭合导体电流的方向。
再根据左手定则可知转子导体受力方向。
此作用力产生的转矩XTD将克服阻力矩Mfz,使电机加速到电动力矩等于阻力矩为止。
图2 旋转力矩形成3 电气制动的方法与原理采用通用变频器供电的异步电动机电气制动有直流制动与再生发电制动(能耗制动)两种。
现就这两种制动方法与制动原理分述如下。
3.1 直流制动直流制动是使变频器向异步电动机的定子任意两相通以直流电,异步电动机便处于能耗制动状态。
变频调速的电气制动方式及应用
变频调速的电气制动方式及应用摘要:随着变频器在各种生产机械的应用越来越多,根据实际情况选择经济有效的制动方法与制动功能是设计交流变频调速系统十分重要的环节,也是设备安全运行的重要保证。
本文详细分析了变频调速的电气制动原理及制动电阻的选择计算,并对电气制动方式的不同种类及应用进行了详尽的介绍。
关键词:变频调速;电气制动;应用1 引言随着电力电子技术和自动化技术的不断进步和发展,各类低压变频器的性能也越来越先进,应用范围越来越广泛。
无论是在调速节能运行、提高生产效率、适应生产工艺要求、提高产品质量方面,还是在设备设计合理化和简单化、减少维护成本、改善和适应环境等方面都有了广泛的应用。
在变频器应用中,在使运动的机构减速或者停止、势能负载的下落拖动、多级传动的同步控制及应对负载的突变或在设备出现事故需要紧急停车时,都需要应用到变频器的制动方式。
根据实际情况选择经济有效的制动方法与制动功能不但是设计交流变频调速系统十分重要的环节。
也是设备安全运行的重要保证。
要对变频调速的制动方式进行合理的设置应用,就必须对变频调速制动控制的原理及应用范围足够的了解。
2 变频调速的电气制动原理及分类在通用变频调速系统中,当电动机减速或者拖动位能负载下降时,异步电动机将处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械能经异步电动机转化电能。
这种工作状态下,电动机处于再生制动状态,这种制动方式被称为再生制动。
在电动机处于再生发电制动状态时,逆变器的六个回馈二极管将产生的电能回馈到直流侧,此时的逆变器处于整流状态。
如果在标准型的变频器(网侧变流器为不控的二极管整流桥)中不采取另外的措施,这部分能量将导致中间回路的储电电容器的电压上升。
如果电动机的制动并不太快,电容器电压升高的值并不明显,一但电动机恢复到电动状态,这部分能量又会被负载重新利用。
但在频繁制动或负载为提升较重重物负载下降时,电容器的电压升高就会过快过大,变频器内的保护装置就会动作,对变频器进行过压保护。
变频器直流制动原理的应用
变频器直流制动原理的应用1. 介绍变频器是一种电气设备,用于控制交流电动机的速度和转矩。
它通过改变电机供电的频率和电压来控制电机的运行状态。
在一些特定的应用场景中,常常需要使用到变频器的直流制动功能。
本文将介绍变频器直流制动的原理及其应用。
2. 变频器直流制动原理变频器直流制动是通过改变电机供电的方式,利用直流电流来制动电机的转动。
在制动过程中,变频器将交流电源的电能转化为直流电能,然后通过电阻等元件将电能释放为热能。
这样就能够实现对电机速度的快速减速和制动。
变频器直流制动的原理如下: - 当变频器检测到制动指令时,会将电机输入电源的频率降低至零,并将电源的电压降至最低限度。
- 同时,变频器会启动直流电源,将交流电能转化为直流电能。
- 直流电能通过电机的定子绕组产生磁场,使转子受到电磁制动力的作用,从而减速和制动电机的转动。
- 同时,变频器还通过电阻等元件将直流电能释放为热能,以保护电路和电机。
3. 变频器直流制动的应用变频器直流制动在很多工业领域中都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:3.1 电梯在电梯的运行过程中,为了保证行车的安全和平稳,常常需要进行制动操作。
变频器的直流制动功能可以实现电梯的快速制动,避免因制动不及时而产生的危险。
3.2 输送机在物流系统中,输送机常常用于将物品从一个地方转移到另一个地方。
当需要紧急停止输送机时,可以通过变频器的直流制动功能实现快速制动,避免物品滑出输送机造成事故。
3.3 制冷设备在一些制冷设备中,需要控制冷却器或压缩机的运行状态。
通过变频器的直流制动功能,可以快速停止制冷设备的运行,避免因温度过高或过低而造成设备损坏或能源浪费。
3.4 机械设备在一些机械设备中,为了控制设备的转速和停止状态,常常需要使用到变频器的直流制动功能。
例如,在纺织设备中,通过控制电机的制动方式,可以实现快速停止纺织设备的运行。
4. 总结变频器的直流制动功能是一种重要的控制手段,可以实现对电机的快速减速和制动。
变频器的控制方法
变频器的控制方法变频器是一种用于控制电动机转速的设备,它通过改变电源的频率来实现对电动机的精确控制。
变频器的控制方法有多种,下面将逐一介绍。
1. 开关控制:开关控制是变频器最基本的控制方式之一。
通过手动或自动操作,将变频器的开关打开或关闭,从而控制电动机的启停。
这种控制方法简单直接,适用于一些简单的应用场景,但无法实现精确的转速调节。
2. 脉宽调制(PWM)控制:脉宽调制是一种常见的变频器控制方法。
它通过改变电源信号的脉冲宽度来控制电动机的转速。
脉宽调制技术可以实现高效的能量转换,使得电动机在不同负载下都能保持稳定的转速。
同时,脉宽调制还可以实现电动机的正反转和制动功能。
3. 矢量控制:矢量控制是一种较为高级的变频器控制方法。
它通过对电动机的转子位置和速度进行准确测量,并根据测量结果计算出合适的电流矢量,从而实现对电动机的精确控制。
矢量控制可以实现电动机的高速响应和精确的转速调节,适用于一些对转速要求较高的场合。
4. 感应电动机矢量控制:感应电动机矢量控制是一种应用广泛的变频器控制方法。
它通过对感应电动机的转子位置和转速进行测量,并根据测量结果调整电动机的电流矢量,从而实现对电动机的精确控制。
感应电动机矢量控制具有响应速度快、转速范围广等优点,适用于各种工业领域。
5. 闭环控制:闭环控制是一种基于反馈的变频器控制方法。
它通过测量电动机的转速,并将转速信号与设定值进行比较,然后根据比较结果调整电动机的控制参数,从而实现对电动机转速的闭环控制。
闭环控制可以有效消除外界干扰和负载变化对电动机转速的影响,实现更加精确的转速控制。
以上是几种常见的变频器控制方法,每种方法都有自己的特点和适用场景。
在实际应用中,可以根据具体需求选择合适的控制方法,并结合其他控制策略进行综合控制,以实现更好的控制效果。
变频器的控制方法不断创新和发展,为电动机控制提供了更多的选择和可能性。
变频器制动原理
变频器制动原理在变频调速系统中,电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的,在频率减小的瞬间,电机的同步转速随之下降,而由于机械惯性的原因,电机的转子转速未变。
当同步转速小于转子转速时,转子电流的相位几乎改变了180度,电机从电动状态变为发电状态;与此同时,电机轴上的转矩变成了制动转矩,使电机的转速迅速下降,电机处于再生制动状态。
电机再生的电能经续流二极管全波整流后反馈到直流电路。
由于直流电路的电能无法通过整流桥回馈到电网,仅靠变频器本身的电容吸收,虽然其他部分能消耗电能,但电容仍有短时间的电荷堆积,形成“泵升电压”,使直流电压升高。
过高的直流电压将使各部分器件受到损害。
因此,对于负载处于发电制动状态中必须采取必需的措施处理这部分再生能量。
处理再生能量的方法:能耗制动和回馈制动.能耗制动的工作方式能耗制动采用的方法是在变频器直流侧加放电电阻单元组件,将再生电能消耗在功率电阻上来实现制动。
这是一种处理再生能量的最直接的办法,它是将再生能量通过专门的能耗制动电路消耗在电阻上,转化为热能,因此又被称为“电阻制动”,它包括制动单元和制动电阻二部分。
制动单元制动单元的功能是当直流回路的电压Ud超过规定的限值时(如660V或710V),接通耗能电路,使直流回路通过制动电阻后以热能方式释放能量。
制动单元可分内置式和外置式二种,前者是适用于小功率的通用变频器,后者则是适用于大功率变频器或是对制动有特殊要求的工况中。
从原理上讲,二者并无区别,都是作为接通制动电阻的“开关”,它包括功率管、电压采样比较电路和驱动电路。
制动电阻制动电阻是用于将电机的再生能量以热能方式消耗的载体,它包括电阻阻值和功率容量两个重要的参数。
通常在工程上选用较多的是波纹电阻和铝合金电阻两种:前者采用表面立式波纹有利于散热减低寄生电感量,并选用高阻燃无机涂层,有效保护电阻丝不被老化,延长使用寿命;后者电阻器耐气候性、耐震动性,优于传统瓷骨架电阻器,广泛应用于高要求恶劣工控环境使用,易紧密安装、易附加散热器,外型美观。
变频器“制动”和“停车”的区别
变频器“制动”和“停车”的区别
变频器停车分为两种形式。
一种形式叫“自由停车”。
顾名思义,就是快速给电机“断电”,让电机靠自己的惯性力滑行停车(OFF2停车);
另一种形式叫“制动停车”。
那么这个“制动停车”,法子可就多了。
比如,OFF1停车,就是根据肯定的斜坡减速度制动停车,或者OFF3“紧急制动”停车(根据电机的极限制动力量停车)。
其次,制动停车手段有:直流制动(就是给电通入肯定的直流电);动力制动(用电阻耗能);混合制动(直流制动+动力制动);回馈制动(将发电电流注入电网);抱闸机械制动。
停车分斜波停车和自由停车(快速停车也是斜波停车,只是斜波较陡而已)。
制动也有机械制动(如抱闸)、能耗制动(制动电阻、反接制动、直流制动等)、回馈制动等。
是否需要制动和电机运转状态有关,斜波停车时当要求的停车时间小于自由停车时间时就需要使用制动;电机正常运转时有时也需要制动,如吊钩下降时。
在电网—变频器—电机—负载构成的驱动系统中,能量是可以双向传递的。
当电机处于电动机工作模式时,电能从电网经由变频器传递到电机,转化为机械能驱动负载,负载因此具有动能或势能;当负载释放这些能量以求转变运动状态时,电机反被负载带动,进入发电机工作模式,将机械能转化为电能反馈给前级变频器。
这些反馈能量被
称为再生制动能量,可以通过变频器反馈回电网,或者消耗在变频器直流母线上的制动电阻中(能耗制动)。
产生制动能量的场合
1、起重设备的重物下放过程
2、大惯性负载的快速减速过程
3、游梁式抽油机的驴头下放过程。
变频器三相制动单元原理
变频器三相制动单元原理1.电路结构三相制动单元是变频器的重要组成部分,其电路结构包括整流器、滤波器和逆变器三部分。
整流器将交流电源转换为直流电源,滤波器则对直流电源进行滤波,逆变器将直流电源转换为可控交流电源,以供给电动机。
2.制动原理三相制动单元的制动原理主要是通过能耗制动实现的。
当电动机处于减速或停车状态时,三相制动单元将控制电动机的电源通断,使电动机处于能耗制动状态。
此时,电动机变为发电机,将机械能转化为电能,并将电能消耗在制动电阻上,以实现快速减速和安全停车。
3.变频器工作原理变频器是三相制动单元的上游设备,其工作原理是将恒压恒频的交流电源转换为变压变频的交流电源,以供给电动机。
变频器通过控制逆变器的开关状态来实现电压和频率的调整。
4.制动过程在制动过程中,变频器根据电动机的转速和运行状态来判断是否需要制动。
当电动机的转速低于设定值时,变频器会控制三相制动单元的开关状态,使电动机处于能耗制动状态。
此时,电动机将机械能转化为电能并消耗在制动电阻上,以实现快速减速和安全停车。
5.制动方式三相制动单元有多种制动方式,包括再生制动、反接制动和能耗制动等。
其中,再生制动是将电动机的机械能转化为电能并反馈回电网;反接制动是通过改变电动机的电源方向来实现制动;能耗制动则是通过将机械能转化为热能来消耗掉。
根据不同的应用场景和需求,可以选择不同的制动方式。
6.动态响应三相制动单元的动态响应速度对于提高系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
动态响应快的系统能够更好地适应负载的变化和外部干扰,使系统更加稳定可靠。
三相制动单元通过采用先进的控制算法和优化设计来实现快速的动态响应。
7.安全性能三相制动单元作为变频器的重要组件,其安全性能至关重要。
为了确保安全性能,三相制动单元需要满足以下要求:可靠性高:三相制动单元应具有高可靠性和稳定性,能够长时间正常运行,不易出现故障或损坏。
安全性好:在制动过程中,三相制动单元应能够确保电动机的安全停车,避免出现失控或意外情况。
变频器对电动机的四种控制方式
一、U/f恒定控制U/f控制是在改变电动机电源频率的同时改变电动机电源的电压,使电动机磁通保持一定,在较宽的调速范围内,电动机的效率,功率因数不下降。
因为是控制电压(Voltage)与频率(Frequency)之比,称为U/f控制。
恒定U/f控制存在的主要问题是低速性能较差,转速极低时,电磁转矩无法克服较大的静摩擦力,不能恰当的调整电动机的转矩补偿和适应负载转矩的变化;其次是无法准确的控制电动机的实际转速。
由于恒U/f变频器是转速开环控制,由异步电动机的机械特性图可知,设定值为定子频率也就是理想空载转速,而电动机的实际转速由转差率所决定,所以U/f恒定控制方式存在的稳定误差不能控制,故无法准确控制电动机的实际转速。
二、转差频率控制转差频率是施加于电动机的交流电源频率与电动机速度的差频率。
根据异步电动机稳定数学模型可知,当频率一定时,异步电动机的电磁转矩正比于转差率,机械特性为直线。
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。
转差频率控制需要检出电动机的转速,构成速度闭环,速度调节器的输出为转差频率,然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。
与U/f控制相比,其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。
另外,它有速度调节器,利用速度反馈构成闭环控制,速度的静态误差小。
然而要达到自动控制系统稳态控制,还达不到良好的动态性能。
三、矢量控制矢量控制,也称磁场定向控制。
它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出,以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。
由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。
矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic。
通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1、Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于直流电动机的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。
变频器自由停车和减速停车
(1)减速停车即按设置的减速时间和减速方式停车,在减速过程中,电动机处于再生制动状态.变频器接到停机命令后,按照减速时间逐步减少输出频率,频率降为零后停机。
该方式适用于大部分负载的停机。
减速停车时要注意:必须在变频器完全停止后才能再次启动。
如果在停止过程中就启动会导致变频器输出端压力过高发生过电压报警故障。
(2)自由停车变频器接到停机命令后,立即中止输出,负载按照机械惯性自由停止。
变频器通过停止输出来停机, 这时, 电动机的电源被切断, 拖动系统处于自由制动状态。
由于停机时间的长短由拖动系统的惯性决定, 故也称为惯性停机。
变频器通过停止输出来停车,此时,电动机的电源被切断,拖动系统处于自由制动状态.由于停车时间的长短由拖动系统的惯性决定,故称为惯性停车.
在惯性停车时应注意不应在电动机未真正停止时就启动,如要启动应先制动,待电动机停稳后再启动.这是因为启动瞬间电动机转速(频率)与变频器输出频率差距太大,会使变频器电流过大而损坏就频器的功率管。
变频器驱动的电机实现快速刹车的方法
变频器驱动的电机实现快速刹车的方法摘要变频器是一种功率转换设备,它将固定频率、固定电压的正弦波工频电源(50Hz 或 60Hz)转换为用于控制感应电动机速度的可变频率、电压输出,以实现控制电机的软启动、变速运行、功率因数补偿节能等功能。
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、输入输出端口等组成。
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。
变频器在运行过程中有启动、运行、减速、停车等几个阶段,在工厂一些应用中即需要变频控制又需要实现快速、及时刹车,否则会出现人身伤害或设备损毁事故,实现减速刹车的方法有多种,本文将以在制造业使用较广泛的丹佛斯FC300系列变频器为例,论述基于丹弗斯变频器输出继电器控制的变频器驱动的电机的实现快速刹车控制的方法。
关键词丹弗斯变频器;输出继电器;接近开关;电机;刹车中图分类号TS43文献标识码B一、存在的问题及原因分析在以定频运行的带刹车装置电机控制电路中,电机与电磁抱闸的电源是同步的,电磁抱闸的电源从电动机的接线盒或接触器下端引出,电磁抱闸的工作原理:通电时,电磁力使抱闸装置分开,电机可以转动,停电时,由于内部失去磁力,弹簧使抱闸装置合上,电机停转。
在变频器输出控制的带刹车装置的电路中,刹车电机是在没有运行之前转子是抱死得,当变频器运行之前一定要打开刹车,当变频器没有输出时候刹车才能关闭,但因为低频率运行时,刹车是不能正常打开的,所以刹车装置需要单独电源供电。
变频器在运行过程中有启动、运行、减速、停止等几个阶段,在停止阶段时,电机也同步实现停车,在大部分一般运用中,电机断电后,电机的停止都滞后,如果需要电机实现快速停止,就需配套使用带刹车装置的电机,在变频器停止的同时启动刹车装置,如图一所示。
图一总结:在传统PLC自动控制系统中,由PLC程序停止电机的同时,输出刹车启动指令,控制接触器动作,接触器切断控制电源,实现电机刹车,由于PLC与子站箱之间通讯网络延迟、接触器动作延时等原因,往往出现刹车控制滞后甚至无法正常控制的现象,会导致电机控制的设备冲出限定位置,出现设备损毁或人生伤害事故。
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电动机知识变频器控制电动机停车制动方式电动机停车方式由P0700和P0701~P0708设置。
制动时有如下几种方式:(1)由外接数字端子控制。
将P0700设为2,P0701设为1,即可由外接数字端子5 (,低电平)控制电动机制动,制动时间可由P1121设置斜坡下降时间。
(2)由的键控制。
将P0700设为1,P0701设为3,为2方式,即按惯性自由停车。
用上的(停车)键控制时,按下键(持续2s)或按两次(停车)键即可。
(3)用3命令使电动机快速地减速停车。
将P0701设为4,在设置了3的情况下,为了起动电动机,二进制输入端必须闭合(高电平)。
如果3为高电平,电动机才能起动并用1或2方式停车。
如果3为低电平,电动机不能起动。
3可以同时具有直流制动、复合制动的功能。
(4)直流注入制动。
变频调速系统在降速过程中,电动机因为处于再生制动状态而迅速降速。
但随着转速的下降,拖动系统的动能减小,电动机的再生能力和制动转矩也随之减小。
所以,在惯性较大的拖动系统中,会出现低速时停不住的“爬行”现象。
为了克服“爬行”现象,当拖动系统的转速下降到一定程度时,向电动机绕组中通入直流电流,以加大制动转矩,使拖动系统迅速停住。
在预置直流制动功能时,主要设定以下项目:1)直流制动电压。
即需要向电动机绕组施加的直流电压。
拖动系统的惯性越大,直流制动电压的设定值也越大。
2)直流制动时间。
即向电动机绕组施加直流电压的时间,可设定得比估计时间略长一些。
3)直流制动的起始频率。
即变频调速系统由再生制动状态转为直流制动状态的起始频率。
拖动系统的惯性越大,直流制动的起始频率的设定值也越大。
直流注入制动可以与和3命令同时使用。
向电动机注入直流电流时,电动机将快速停止,并在制动作用结束之前一直保持电动机轴静止不动。
“使能”直流注入制动可由参数P0701~P0708设置为25。
直流制动的持续时间可由参数P1233设置。
直流制动电流可由参数P1232设置。
直流制动的起始频率可由参数P1234设置。
如果没有数字输入端设定为直流注入制动,而且P1233≠O,那么直流制动将在每个命令之后起作用,制动作用的持续时间由P1233设定。
(5)复合制动。
复合制动可以与1和3命令同时使用。
为了进行复合制动,应在交流电流中加入直流分量。
制动电流可由参数P1236设定。
(6)用外接制动电阻进行动力制动。
用外接制动电阻(外形尺寸为A~F的440变频器采用内置的斩波器)进行制动时,按线性方式平滑、可控地降低电动机的速度,如图3 -14所示。
图3 - 14 外接制动电阻进行动力制动·变频器维修怎样处理过电压保护·电工比武实践试题·利用管理变频器处理机械故障·正确使用变频器·变频器的转差频率控制方式·变频器选择时的注意事项·变频器应用中存在的问题及对策·变频器容量问题如何解决·变频器应用的常见故障与对策(二):直流减速电机:2 ·风机、水泵设备变频器运行中的问题·单相异步电动机的磁场·如何选用热继电器·变频器选型时一些要注意的事项·如何选择变频器容量·变频器制动控制目的·农用电动机的选择与使用说明·三相异步电动机原理·功率计算公式/电功率计算公式·变频器控制系统过电流故障诊断技术·变频器维修的相关经验(2)·防止厂电动机损坏事故的技术措施·变频器自动、并联、比例运行及其注意事·变频器现场常见5种故障解决方法·变频器的正确选择·电动机的空载电流·变频器产生的传导干扰·变频器过流跳闸及原因分析·四象限矢量变频器的应用技术综述·电动机的保护电器及导线选用·变频器容量的选择匿名随着起重机的不断发展,传统控制技术难以满足起重机越来越高的调速和控制要求。
在电子技术飞速发展的今天,起重机与电子技术的结合越来越紧密,如采用取代继电器进行逻辑控制,交流变频调速装置取代传统的电动机转子串电阻的调速方式等。
在选型对比基础上,本项目电动机调速装置采用了先进的变频调速方案,变频器最终选型为变频器800,电动机选用专用鼠笼变频电动机。
在众多交流变频调速装置中,变频器以其性能的稳定性,选件扩展功能的丰富性,编程环境的灵活性,力矩特性的优良性和在不同场合使用的适应性,使其在变频器高端市场中占有相当重要的地位。
800变频器是800系列中具有提升机应用程序的重要一员,它在全功率范围内统一使用了相同的控制技术,例如起动向导,自定义编程,控制等,非常适合作为起重机主起升变频器使用。
本文结合南京梅山冶金发展有限公司设备分公司所负责维修管理的宝钢集团梅钢冷轧厂27台桥式起重机变频调速控制系统,详细介绍800变频器在起重机主起升中的应用。
1控制技术(直接转矩控制,)技术是800变频器的核心技术,是交流传动系统的高性能控制方法之一,它具有控制算法简单,易于数字化实现和鲁棒性强的特点。
其实质是利用空间矢量坐标的概念,在定子坐标系下建立异步电动机空间矢量数学模型,通过测量三相定子电压和电流(或中间直流电压)直接计算电动机转矩和磁链的实际值,并与给定转矩和磁链进行比较,开关逻辑单元根据磁链比较器和转矩比较器的输出选择合适的逆变器电压矢量(开关状态)。
定子给定磁链和对应的电磁转矩的实际值,可以用定子电压和电流测量值直接计算得到。
在计算中,只需要一个电动机参数―――定子电阻,这一点和几乎需要全部电动机参数的直接转子磁链定向控制(矢量控制)形成了鲜明对比,极大地减轻了微处理器的计算负担,提高了运算速度。
直接转矩控制结构较为简单,可以实现快速的转矩响应(不大于5)。
2防止溜钩控制作为起重用变频系统,其控制重点之一是在电动机处于回馈制动状态下系统的可靠性("回馈"是指电动机处于发电状态时通过逆变桥向变频器中间直流回路注入电能),尤其需要引起注意的是主起升机构的防止溜钩控制。
溜钩是指在电磁制动器抱住之前和松开之后的瞬间,极易发生重物由停止状态出现下滑的现象。
电磁制动器从通电到断电(或从断电到通电)需要的时间大约为016s(视起重机型号和起重量大小而定),变频器如过早停止输出,将容易出现溜钩,因此变频器必须避免在电磁制动器抱闸的情况下输出较高频率,以免发生"过流"而跳闸的误动作。
防止溜钩现象的方法是利用变频器零速全转矩功能和直流制动励磁功能。
零速全转矩功能,即变频器可以在速度为零的状态下,保持电动机有足够大的转矩,从而保证起重设备在速度为零时,电动机能够使重物在空中停止,直到电磁制动器将轴抱住为止,以防止溜钩的发生。
直流制动励磁功能,即变频器在起动之前自动进行直流强励磁,使电动机有足够大的起动转矩,维持重物在空中的停止状态,以保证电磁制动器在释放过程中不会发生溜钩。
3系统硬件配置梅钢冷轧桥式起重机上应用的800变频器调速系统由电控柜,大小车变频控制柜,起升变频控制柜,联动控制台等组成。
主起升采用1台800变频器驱动1台起升专用电动机,并在电动机轴尾安装1台速度编码器,做速度反馈用。
该速度编码器用来提高低速状态下电动机模型的速度和转矩计算精度,保证转矩验证,开闭闸等功能。
主起升采用斩波器加制动电阻实现制动功能,斩波器与制动电阻串联后接入变频器整桥与逆变桥之间的直流回路中,并由变频器根据中间直流回路电压高低控制斩波器接通与否(即控制制动电阻的投切)。
变频器配有201接口卡件,提供标准的2现场总线接口,用于与通信控制,并接收发来的开,停车命令和速度设定值等控制参数。
4起升变频器功能参数设置变频器在出厂时,所有功能码都已设置。
但是,起重机变频调速系统的要求与工厂设定值不尽相同,所以,800中一些重要的功能参数需要重新设定。
(1)起动数据(参数组99)参数99102(用于提升类传动,但不包括主/从总线通信功能):;参数99104(电动机控制模式):(直接转矩控制);参数99105~99109(电动机常规铭牌参数):按照电动机的铭牌参数输入。
(2)数字输入(参数组10)参数10101~10113(数字输入接口预置参数):按照变频器外围接口定义进行设置,限于篇幅,不再赘述。
(3)限幅(参数组20)参数20101(运行范围的最小速度):-1000 (根据实际电动机参数进行设定);参数20102(运行范围的最大速度):1000(根据实际电动机参数进行设定);参数20103(最大输出电流):120%;参数20104(最大正输出转矩):150%;参数20104(最大负输出转矩):-150%;参数20106(直流过压控制器参数):(本例中800变频器使用了动力制动方式,此参数设为后,制动斩波器才能投入运行)。
(4)脉冲编码器(参数组50)参数50101(脉冲编码器每转脉冲数):1024;参数50103(编码器故障):(如果监测到编码器故障或编码器通信失败时,800变频器显示故障并停机)。
(5)提升机(参数组64)参数64101(独立运行选择):;64103(高速值1):98%;64106(给定曲线形状):0(直线);参数64110(控制类型选择):.(6)逻辑处理器(参数组65)参数65101(电动机停止后是否保持电动机磁场选择):(在电动机停止后保持电动机磁场为"");参数65102(脉冲延时时间):5s.(7)转矩验证(参数组66)参数66101(转矩验证选择):(转矩验证有效,要求有脉冲编码器)。
(8)机械制动控制(参数组67)参数67106(相对零速值):3%;参数67109(起动转矩选择器):(自动转矩记忆)。
(9)给定处理器(参数组69)参数69101(对应100%给定设置电动机速度):980(根据实际电动机参数进行设定);参数69102(正向加速时间):3s;参数69103(反向加速时间):3s;参数69104(正向减速时间):3s;参数69105(反向减速时间):3s.(10)可选模块(参数组98)参数98101(脉冲编码器模块选择):2 2(脉冲编码器模块类型为,连接接口为传动控制单元的选件插槽2);参数98102(通信模块选择):(激活外部串行通信并选择外部串行通信接口)。
5试运行变频调速系统的功能参数设定完后,就可进行系统试运行。
应先在变频器操作盘上进行速度给定,手动起动变频器,让起升电动机空载运转一段时间,并且这种试运行可以在5,10,15,20,25,35,50等几个频率点进行,注意观察电动机的运转方向是否正确,转速是否平稳,显示数据是否正确,温升是否正常,加减速是否平滑等。