变频器技术培训资料
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7
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/F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－－－性能优良，可以与直流调速媲美，技术成
U Kp
控制对象
C
-
+
Td S
E= 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)
15
变频器运行要素
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：
运行命令 决定电机的运行方向 决定变频器是启动还是停止
运行给定 决定速度大小 （直接速度给定、多段速、PID结果）
16
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
17
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
19
变频器选型
11
加速时间原则是宜短不宜长，经验值1.5～2s/kW；大于30kW，取>2s/kW 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 加减速时间（S/min)
频率
Fmax－最大输出频率
加速Biblioteka Baidu间
减速时间
时间
12
点动
频率
f1
时间
t3 t1 t2
点动间隔时间
点动命令
点动命令
时间
注：一般在调试时使用，如：确定运转方向、反向倒车等
电动机
传动机构
生产机械
负载特性
速度
T负载转矩
摩擦恒转矩 生产流水线 起重行走
势能恒转矩 电梯 起重机提升
负载转矩大小于与转速无关
恒功率
变转矩
（速度越低， （速度越低，负载
负载转矩越大） 转矩越小）
机床
风机水泵
开卷机/收卷机
4
电气传动的意义
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
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 18
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；
10
停车方式
减速停车 变频器接到停止命令后按照减速时间对应曲线逐渐减小输出频率，到0后停机。 注：这种方式最常用，当直流母线电压过高时会自动启动能耗制动，此时需 配置制动单元，否则会报减速过电压 自由停车 变频器接到运行停止命令后，立刻中止输出，负载靠自然阻力停止。 注：变频器故障时的停车方式就是自由停车 减速＋直流制动停车 变频器接到运行停止命令后，按照减速时间对应曲线逐渐减少输出频率，当 到达某一预设频率，即开始直流制动（通脉冲直流）停车，防止电机爬行 注：对于大惯量负载或有定位要求的场合非常适用
• 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。
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
8
变频器控制算法
9
启动方式
功能说明
从启动频率启动 变频器输出由0直接变化为启动频率对应的交流电压，而后在此基础上按照 加速曲线逐步提高输出频率和输出电压直到设定频率到达。 注：启动频率不宜过大，否则会造成启动冲击或过流 先制动后从启动频率再启动 变频器先给电机通脉冲直流，使电机保持在停止状态，然后再按照从启动 频率方式直接启动。 注：一般应用在负载初始状态不确定的场合 转速跟踪启动 直接将正在自由旋转的电机或负载由当前速度驱动到预定速度 注：非常适用于水泵的工频变频切换或重要设备的异常停机后的快速恢复
13
14
PID 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。
1
R+ E
+
1/(Ti S) +
内容大纲
变频器基本知识介绍 XX变频器系列介绍 XX B系列变频器参数说明及调试 故障处理
1
变频器基本知识介绍
2
电气传动系统构成
交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构
终端机械
变频 器
交流 调速 装置
交流输出
交流 电机
皮带轮、齿轮箱等
执行机构
风机、泵等
3
电气传动系统负载特性
5
•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 ( Variable •Voltage Variable Frequency） •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
6
变频调速的优势
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/F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－－－性能优良，可以与直流调速媲美，技术成
U Kp
控制对象
C
-
+
Td S
E= 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)
15
变频器运行要素
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：
运行命令 决定电机的运行方向 决定变频器是启动还是停止
运行给定 决定速度大小 （直接速度给定、多段速、PID结果）
16
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
17
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
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变频器选型
11
加速时间原则是宜短不宜长，经验值1.5～2s/kW；大于30kW，取>2s/kW 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 加减速时间（S/min)
频率
Fmax－最大输出频率
加速Biblioteka Baidu间
减速时间
时间
12
点动
频率
f1
时间
t3 t1 t2
点动间隔时间
点动命令
点动命令
时间
注：一般在调试时使用，如：确定运转方向、反向倒车等
电动机
传动机构
生产机械
负载特性
速度
T负载转矩
摩擦恒转矩 生产流水线 起重行走
势能恒转矩 电梯 起重机提升
负载转矩大小于与转速无关
恒功率
变转矩
（速度越低， （速度越低，负载
负载转矩越大） 转矩越小）
机床
风机水泵
开卷机/收卷机
4
电气传动的意义
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
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 18
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；
10
停车方式
减速停车 变频器接到停止命令后按照减速时间对应曲线逐渐减小输出频率，到0后停机。 注：这种方式最常用，当直流母线电压过高时会自动启动能耗制动，此时需 配置制动单元，否则会报减速过电压 自由停车 变频器接到运行停止命令后，立刻中止输出，负载靠自然阻力停止。 注：变频器故障时的停车方式就是自由停车 减速＋直流制动停车 变频器接到运行停止命令后，按照减速时间对应曲线逐渐减少输出频率，当 到达某一预设频率，即开始直流制动（通脉冲直流）停车，防止电机爬行 注：对于大惯量负载或有定位要求的场合非常适用
• 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。
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
8
变频器控制算法
9
启动方式
功能说明
从启动频率启动 变频器输出由0直接变化为启动频率对应的交流电压，而后在此基础上按照 加速曲线逐步提高输出频率和输出电压直到设定频率到达。 注：启动频率不宜过大，否则会造成启动冲击或过流 先制动后从启动频率再启动 变频器先给电机通脉冲直流，使电机保持在停止状态，然后再按照从启动 频率方式直接启动。 注：一般应用在负载初始状态不确定的场合 转速跟踪启动 直接将正在自由旋转的电机或负载由当前速度驱动到预定速度 注：非常适用于水泵的工频变频切换或重要设备的异常停机后的快速恢复
13
14
PID 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。
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R+ E
+
1/(Ti S) +
内容大纲
变频器基本知识介绍 XX变频器系列介绍 XX B系列变频器参数说明及调试 故障处理
1
变频器基本知识介绍
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电气传动系统构成
交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构
终端机械
变频 器
交流 调速 装置
交流输出
交流 电机
皮带轮、齿轮箱等
执行机构
风机、泵等
3
电气传动系统负载特性
5
•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 ( Variable •Voltage Variable Frequency） •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
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变频调速的优势