变频器在各类负载中的应用

第5章变频器在各类负载中的应用5．1应用变频器的基础知识

5．1．1变频器的额定数据

（1）额定电压中小容量变频器的输入电压主要有以下几种：Ⅰ）380V，3相这是绝大多数；

Ⅱ）220V，3相主要见于某些进口设备中；

Ⅲ）220V，单相主要用于家用电器中。

（2）额定频率常见的是50Hz和60Hz。

2．输出侧的额定数据

（1）额定电压U N通常以最大输出电压作为额定电压。

（2）额定电流I N指允许长时间输出的最大电流。

（3）额定容量S N 由额定电压和额定电流的乘积决定：

S N＝3U N I N

（4）配用电动机容量P N仅对长期连续负载才是适用的。

（5）过载能力大多数变频器都规定为150%，1min。

5．1．2变频器的功能编码1．连续编码方式

2．分组编码方式

5．1．3变频器的功能预置

1．需要预置的常用功能

（1）通道的选择

包括：频率给定通道和操作通道；

（2）选择控制方式

即：V∕F控制方式、无反馈矢量控制方式、有反馈矢量控制方式等；

（3）如选择V∕F控制方式，则须预置U∕f比（转矩提升）；

（4）调整最高频率、基本频率、上、下限频率等；

（5）预置加、减速时间。

2．功能预置的一般步骤

图5－1变频器的功能预置

a）一般流程b）CVF－G2的面板c）CVF－G2的预置流程

5．2 恒转矩负载的变频调速

5．2．1 恒转矩负载的特点

1．典型实例

2．负载特点 （1）转矩特点

运动的阻力：F ──与转速无关； 作用半径：ｒ──与转速无关； 负载的转矩：

T L ＝F •ｒ ──与转速无关。 ∴ 在调速过程中，T L ＝const 。 （2）功率特点

P L ＝

9550

L

L n T ∝ｎL

图5－2 恒转矩负载及其特性

a ）滚筒式负载

b ）带式输送机

c ）机械特性

d ）功率特性

5．2．2变频调速的要害—低频运行与起动

1．重载低频运行的对策

图5－3低频重载运行对策

a）转矩提升b）转差补偿c）矢量控制2．起动特点及对策

图5－4起动特点及对策

a）大惯性b）传输带c）起动特点d）起动频率e）S形加速

5．2．3上、下限频率的预置要点

1．上限频率尽量接近基本频率：f H≯f N

图5－5上限频率与电动机的有效功率

a）变频拖动系统b）有效转矩c）有效功率

（1）在f H＞f N的情况下：f H＝f N→电动机的输出转矩最大。

（2）在f H≤f N的情况下：f H＝f N→电动机的输出功率最大。

2．尽量提高下限频率

图5－6下限频率的预置

a）下限频率较低b）下限频率较高

5．2．4 恒转矩负载的调速范围

1．调速范围和负荷率的关系

σA %＝

MN

L T

×100%

图5－7 有效转矩线

2．满足调速范围的方法 实例：

（1）负载数据 T L ＝140NM ；

n max ＝720r/min ；n min ＝80r/min （αn ＝9）

传动比： λ＝2 负载转矩的折算值 T L ’＝2

140

＝70Nm （2）电动机数据

P MN ＝11kW ，n MN ＝1440 r/min

电动机额定转矩： T MN ＝

144011

9550 ＝72.95Nm 电动机的负荷率： σA %＝95

.7270

×100%＝96%

（3）满足调速范围的思考

如果 σA %＝70% 则调频范围为 αƒ＝

6

70

＝11.7＞αn （＝9） 负载转矩应限制在：

T L ’≤72.95×0.7＝51Nm 确定传动比：

λ’≥

51

140

＝2.745 选

λ’＝2.75

5．3重力负载的变频调速5．3．1重力负载及其特点1．重力负载的特点

（1）需要电磁抱闸

（2）电动机的状态图5－8位能负载实例

a）斜坡传输b）起重机械

图5－9电动机的状态

a）重物下降b）电动机的状态c）电流与功率

2．重力负载的四象限运行

（1）四象限运行的特点

图5－10四象限运行的特点

（2）四象限运行举例

Ⅰ）重物上升

图5－11 重物上升时的工作点

Ⅱ）空钩（包括轻载）下降

图5－12 空钩下降时的工作点Ⅲ）重载下降

图5－13 重载下降时的工作点

a）重载下降b）工作点

5．3．2起升装置的防溜钩

1．电磁制动器的接法

图5－14电磁制动器的接法

a）工频运行时b）变频运行时2．变频运行时防溜钩的方法

图5－15无反馈矢量控制方式的防溜钩

3．应急措施举例

（1）制动单元损坏后的应急措施

图5－16制动单元损坏后的应急措施（2）变频器跳闸时的防溜钩

图5－17变频器跳闸时的应急措施

a）应急措施示意图b）接触器电路

5．3．3大车的控制特点

1．应预置瞬时断电的重合闸功能

图5－18大车的拖动系统和馈电特点2．应预置下垂功能

图5－19电动机的下垂特性

a）一台变频器控制两台电动机b）特性较硬c）下垂特性