变频模式（精选10篇）
变频模式 篇1
前言
一般来说, 三相异步电动机具备更好的应用效益, 通过其相关材料成本、运作成本等的控制, 有利于促进该电动机的有效普及。其具备普通单相电动机无法比拟的优势, 比如良好的运行性能、较低的材料成本。通过对转子结构模式的划分, 三相异步电动机可以分为多种模式, 这要针对实际的应用场合, 展开相关变频调速系统的有效选择了, 从而实现电动机的最大利用效益的实现, 满足现实工作的发展需要。
1 关于交流电动机变频调速环节的分析
三相异步电动机主要分为绕线模式与笼式模式, 这两种模式具备各自的优缺点。一般来说, 笼式三相异步电动机的应用范围是比较广泛的, 其价格是比较低的, 运作安全性高, 结构模式简单, 方便操作。这种应用模式也存在一定程度的缺陷, 比如其调速的困难性, 难以实现其调速环节的优化。绕线式电动机也有其自身的运作优势, 通过其变阻器电阻的有效控制, 可以保证电动机转速模式的有效调节, 实现电动机起动性能的有效提升。交流电动机不论是三相异步还是同步的, 只要设法改变三相交流电动机的供电频率, 就可方便地改变电机的转速。它比改变极对数, 和转差率, 两个参数要简单得多, 特别是近年来, 静态电力变频调速器技术的飞速发展, 使得三相交流电动机变频调速成为当前电气调速的主流。实际上, 仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频效果。在应用变频调速时, 需同时改变电压和频率, 才能保持磁通的基本恒定。
为了满足现实经济的发展, 进行一系列的电动机模式及其变频器模式的有效组合, 是非常必要的, 通过其控制体系的应用, 来满足实际生产工作的需要。一般来说, 三相异步电动机开环控制模式存在多种变频器调速模式, 其控制方式是通俗易懂的, 其工作可靠程度是比较高的。也是受到开环控制模式的影响, 无论是其动态响应环节及其精度控制环节都存在一定程度的麻烦, 这需要针对实际应用场合, 展开相关区域电压的有效调整, 在调整过程中, 其低速区域的电压调整是比较复杂的, 如果不能实现该环节的有效控制, 其调度精度的提升及其调速范围扩大的实现是基本不可能的。由于受到转差率的影响, 异步电动机的最大利用效益是难以实现的, 这需要一系列的变频器的应用, 实现其功能效益的提升。通用变频器异步机开环变频调速仅适用于一般场合, 例如风机、水泵等机械。三相异步电动机开环控制的矢量变频器调速控制。与上述通用比较, 两者的差别仅在使用的变频器不同。由于使用无速度传感器矢量控制的变频器, 可以分别对异步电动机的磁通和转矩电流进行检测、控制, 自动改变电压和频率, 使指令值和检测实际值达到一致, 从而实现了矢量控制。虽然是开环控制系统, 但是大大提升了静态精度和动态品质, 转速响应也较快。它应用于生产要求不太高的场合, 可达到控制结构简单, 可靠性高的实效。
2 关于三相异步电机变频调速环节的分析
为了实现三相异步电机变频模式的有效选择, 实现其变频器模式的有效应用是非常必要的, 这需要通过一系列的电力半导体器件的应用, 来满足其工频电源的有效转换。在现实工作场合中, 变频器的应用范围也是比较广泛的, 这也有赖于三相异步电机的有效普及。目前来说, 现阶段应用比较普遍的变频模式, 其主要是利用矢量控制变频来实现具体操作的。这需要进行工频交流电源的有效应用, 实现其直流电源的有效调整, 保证其直流电源的有效转换, 从而满足电动机的发展需要。为了更好的进行三相异步电机变频调速的选择, 实现其相关变频器电路的选择是非常必要的。变频器的应用, 需要遵循一定的顺序性, 比如整流环节、直流环节等的应用。在整流应用模式中, 要进行相关类型的三相桥式逆变器的应用, 其输出为PWM波形, 中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。变频器选型, 变频器选型时要确定以下几点:采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等, 特别注意负载的性能曲线, 性能曲线决定了应用时的方式方法。变频器与负载的匹配问题;电压匹配;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。电流匹配;普通的离心泵, 变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数, 以最大电流确定变频器电流和过载能力。转矩匹配;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。
在变频器的应用过程中, 通过相关应用环节的控制, 可以保证电机的有效驱动。受到高速电机的自身应用性质的应用, 变频器的选择, 要保证其内部电容量的控制。这是高速电机变频器选择的关键, 只有做好该环节的工作, 才能保证其普通电机选型的有效选择, 实现变频器的综合利用效益的提升。在变频器的电缆运作过程中, 可以通过相关措施的应用, 保证地耦合电容的有效控制, 实现变频器的有效应用。这对于电动机的综合利用效益的提升是非常必要的。通过对上述模式的采取, 可以避免变频器工作过程中的各个麻烦。所以在这样情况下, 变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。对于一些特殊的应用场合, 如高温, 高海拔, 此时会引起变频器的降容, 变频器容量要放大一挡三相异步电动机闭环控制矢量变频器调速系统。矢量控制异步电机闭环变频调速是一种理想的控制方式, 它具有如下优点:可以从零转速起进行速度控制, 即甚低速亦能运行, 因此调速范围很宽, 可达到100:1或1000:1;可以对转矩实行精确控制;系统的动态响应速度甚快;电动机的加速度特性很好。
通过对相关变频调速技术的有效应用, 实现其异步电动机综合利用效率的提升。这需要积极进行相关异步电动机配套设备的优化, 比如速度传感器的应用, 从而确保移动电动机的有效工作, 保证其工作质量效率的提升。受到相关外界因素及其电动机内部因素的影响, 如果不能实现速度传感器的有效安装, 并且受到一些操作行为的限制, 比如多了反馈电路和环节, 也增加了出故障的机率。因此, 在必须采用的情况下, 对于调速范围、转速精度和动态品质要求不是特别高的场合, 适宜采用无速度传感器矢量变频器开环控制异步机变频调速系统。
在不同的应用场合, 必须要展开相关电动机应用模式的选择, 比如永磁同步电动机的应用, 该模式实行了对变频调速系统的有效选择, 实现其电动机开环控制模式的有效选择, 具备比较简单的电路控制模式, 可以满足现实工业的发展需要。广泛应用于各行各业的风机、水泵类负载;应用于重载及调速精度要求较高的场所;应用于轧钢、纺织、化纤等多电机同步传动系统, 各种方式的应用示例在此不一一例举。
3 结束语
通过对电动机变频调速系统选择模式的优化, 可以满足当前工业经济的发展需要, 实现电动机运作模式的深入分析, 实现电动机的综合利用效益的提升, 保证现实工作问题的解决。
婚姻也需“变频” 篇2
好友小雨今年刚刚结婚，泡在蜜罐里的小雨，几次闺蜜聚会她都没参加，尽享二人世界。可是上周末，小雨却主动要求“归队”，无精打采地吊着一张苦瓜脸就来了……
大家都很吃惊，七嘴八舌地问：“这是怎么啦？”小雨红着眼圈儿说：“烦死了，还说爱我一万年呢，这么快就变心了。”我们互相看了看，心说不用问了，这肯定是和老公闹别扭了。
小雨一屁股坐在椅子上，像个怨妇一样开始了唠叨：“以前我们异地，半年才能匆匆见上一面，别提多辛苦了。年初终于结婚了，刚开始，每天上班之前他都会紧紧拥抱着我，凑在我耳边说：‘宝贝，我会想你的，你要乖乖地上班哦。’下班，还没进门呢，在楼道里就扯着嗓子喊上了：‘亲爱的，我回来了，快来接驾吧……’晚上临睡前，像哄小孩一样给我洗脚按摩，经常给我买花，买礼物。朋友聚会能推就推，实在推不了就带着我一起去，真的是举案齐眉，神仙眷侣的生活啊！可现在结婚才三个多月，他就变心了，拥抱和甜言蜜语都没了，更别提什么洗脚按摩买礼物了，而且，一到周末就跟狐朋狗友们鬼混去了，我说带我去，他很为难地说：‘都是生意场上的应酬，老带家属会让人笑话的……’哼，以前怎么不怕笑话呢，还不是变心了！”
看着小雨咬牙切齿地讨伐老公，我们几个婚龄几年的资深老婆，一个个笑得前仰后合，小雨一看也气乐了：“一群没心肝的，我都这样了，你们还笑？”
我说：“这是每一个主妇都要走的路啊，其实并不是他变心了，而是你要学会‘变频’。”
“变频？我又不是空调。”小雨白了我一眼。
我接着说：“没错，就是变频，空调的变频大家都知道，主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；从而保证环境温度的稳定。在婚姻中道理其实是相同的，男人的蜜月期都很短，会很快从恋爱新婚频率转换为结婚过日子的频率，处在这个频率的男人，不再像恋爱和新婚期一样对老婆呵护备至，蜜语甜言，也不再以老婆为中心，他的精力会逐步转移到工作和之前的生活状态中，希望能尽快适应，变得成熟干练，从而负担起整个家庭的责任，给老婆以及未来的孩子带来富足稳定的生活。婚后你们的关系也从单纯的恋爱关系变成了复杂多样的情感关系、家庭关系和亲子关系，男人身上的担子重了，精力自然就会分散，作为老婆，要理解这些‘变脸’的后面，其实是另一种朴实的爱，接受并理解他的变，努力调整自己的心态，慢慢跟上他的频率，逐渐从风花雪月转变到柴米油盐，这样夫妻双方的频率一致了，才能共筑幸福的小家。”
变频模式 篇3
台达VFD-M变频器是一款高功能、超低噪音的迷你型交流电机驱动器，具有简易PLC可程序运转模式选择，此PLC可程序运转功能可作为一般小型机械、食品加工机械、洗涤设备的运转过程控制，可取代继电器、开关、定时器等控制线路。利用该程序模式要根据工艺要求进行相关参数设定及进行硬件接线后，可完成正反转的自动运行控制。控制系统改造的变频器外部硬件接线如图1所示。
台达VFD015M43B变频器的参数设置中，定义如下：
P0=0，指定频率指令来源设定由数字操作器控制;
P1=1，指定运转指令来源设定由外部端子控制且键盘上的STOP有效;
P2=0，指定电机停止以减速刹车方式停止;
P4=50，指定最大电压频率选择为50HZ;
P5=380，指定最高输出电压选择为380V;
P6=5，指定中间频率选择为5HZ;
P7=35，指定中间电压选择为35V;
P8=1.5，指定最低输出频率选择为1.5HZ;
P9=20，指定最低输出电压选择为35V;
P10=1.6，指定第一加速时间设定为1.6秒;
P11=1.6，指定第一减速时间设定为1.6秒;
P16=25，指定了寸动频率为25HZ;
P17=50，指定了第一段速度频率为50HZ;
P18=50，指定了第二段速度频率为0HZ;
P19=50，指定了第三段速度频率为50HZ;
P20=0，指定了第四段速度频率为0HZ;
P41=9，指定了多功能输入端子M4的功能选择为寸动运转;
P42=16，指定了多功能输入端子M5的功能选择为AUTO RUN可程序自动运转;
P45=9，指定多功能输出端子M01在程序运转中时，M01、MCM接点动作;
P46=9，指定了驱动器工作在于程序运转时，多功能输出端子RA、RC接点动作;
P58=0，指定了电子热动电驿选择为以标准型电机动作;
P78=2，指定了简易PLC可程序运转模式选择为自动运行循环运转;
P79=12，指定了P17多段速度一及P18多段速度二运转的方向为正转、P19多段速度三及P20多段速度四运转的方向为反转;
P81=12，指定第一段速度P17的运行时间为12秒;
P82=2，指定第二段速度P18的运行时间为2秒;
P83=12，指定第三段速度P19的运行时间为12秒;
P84=2，指定第四段速度P20的运行时间为2秒;
系统利用台达的VFD015M43B变频器作为控制核心部件，系统设计有电源指示灯HL1及程序运行指示灯HL2，当系统于程序模式运转时，变频器的内部继电器RA、RC接点闭合接通外部指示灯HL2回路，可通过HL2指示灯判别变频器是否工作在程序运行模式。自动程序运行工作原理介绍：合上QF断路器使变频器得电，将选择开关SA1打至程序运转侧使其程序触点闭合，按下启动按钮SB1使M5至GND回路闭合，变频器在自动程序模式下运转;松开启动按钮时，M5至GND回路通过M01、MCM接点动作保持闭合，使变频器继续保持在自动程序控制运行;程序运行时，多功能输出端子RA、RC接点动作使时间继电器KT得电动作，时间继电器KT计时并到达设定时间，KT的延时断开常闭触点动作，使M5至GND回路断开，同时功能输出端子RA、RC接点断开，使时间继电器KT失电停止工作，程序运行结束。如在程序运转期间需停止设备，可通过按下停止按钮SB2使M5至GND回路断开。
系统设计具有点动及程序运行模式选择，当设备需进行维修或保养时，可通过点动模式点动实现所希望控制停止的位置;采用变频器控制后，通过对P04至P09的参数设置自定义了变频器V/F曲线，使电机在带负荷工作时的最大启动电流限制在4.5A以下，单次程序自动运行的总时间可通过外部时间继电器KT调整设定;程序运行中的正反转工作及停止时间，可根据工艺需要通过对P81至P84的参数进行调整设定。
变频给水控制新方案 篇4
关键词：台达变频器 PLC变频器，人机界面、通讯
序言
随着科学技术的进步，城市生活及消防供水正在经历巨大的变化，由于变频器技术的普及，使得这一既环保又节能的技术在供水领域得到了大面积的应用， 然而随着智能化程度的不断提高以及对网络化管理的要求，上述单台变频对单台电机的控制方式则很难满足上述要求，因此为适应新形势的需要，以下是我们以台达变频器、台达PLC、台达人机界面间强大的通讯功能作为技术依托，进行系统整合而开发出的新型变频给水控制系统。
一、概述
该新型给水控制系统是台达VFD-F系列变频器、台达PLC、台达人机界面等产品的系统整合，该系统以人机界面作为操作终端，实现了供水管路压力、变频器输出频率、变频器输出电流等的实时监控。可以实现轮泵时间、基准压力的直接设定，本系统以台达可编程控制器作为核心控制器，可以实现定时轮泵、全变频启动、手动/自动切换等功能，由于本系统全部采用RS-232和RS-485通讯方式，减少了系统间配线的工作量，同时也大大提高了系统可靠性、抗干扰性。本系统不但吸收了以往所有变频恒压供水控制系统的优点，而且首次将人机界面（触摸屏）引进了该系统，使得该系统操作更加方便、各种参数显示更加直观化、更加生动和人性化。更为主要的是同时具有联网功能便于集中管理。
二、适用范围
1、高层住宅、城镇居民小区、企事业等生活用水。
2、各类水厂、供水站、污水废水厂、机场、车站及农业排灌站等供水系统。
3、工业锅炉恒定压力的理想控制装置。
4、油田输油管路、油库、泵站等的恒压输油系统。
三、系统主要性能及特点
1、自动化程度高、具手动/自动两种控制方式。
2、压力恒定，压力控制精度可达±1%。
3、运行可靠，维护方便。
◆设备具有自动/手动操作功能
◆压力控制采用数字化模糊控制，智能调节。系统的响应速度快，精度高、稳定性好；PID参数免调试（特殊环境可设计成在人机界面上分别调整设定），大大简化了现场调试，并能长期保持稳定。
◆故障自诊断和自处理功能，对过流、欠压、过压等变频器故障均能自行诊断，并发出报警信号。
4、定时轮泵功能、流量补偿功能。
四、系统构成图及工作原理
系统构成原理如图1所示。
系统实时跟踪管网出口的压力与设定值偏差的变化情况。经PLC与变频器内部的PID运算，自动控制电机投入台数及对应的变频器输出频率，进而控制水泵的转速，在保持恒压下达到控制流量的目的。
五、控制器操作方法
目前已开发的系统有以人机界面PWS-700T-STN(触摸屏)作为控制终端的。具体如下：
由于该控制系统采用了触摸屏的人机界面，所以只要按照屏幕上的提示触按相关按钮，即可实现相应的控制。
六、经济效益和使用效果分析
本案例由于人机界面、可编程控制器的采用使得整个设备的档次、智能化程度得到了大幅度的提高，客户在使用后基本上是持肯定态度的，主要有以下两个方面：
1）节能效果明显，由于PLC可以根据管网压力的变化，决定变频器的运行或停止，因此较单纯变频器控制的给水设备在无人用水情况下的进入休眠状态更加节能，节能效果提高5%左右；而且对变频器本身也起到了保护作用。
2）便于集中管理，由于智能化程度的提高，依靠远距离通讯对设备集中管理，因此将节省大量的人力，相应的节约了人员开支，节约数额的多少取决于每人管理的设备数量。
目前我们所掌握的客户至少采用了300套以上该配置做为控制系统，该系统以其特有的优势为给水设备厂家贏得了不少客户，且取得了不错的经济效益，并且最终也得到了给水设备厂家的认可。
七、所选变频器简介
◆自动转矩提升与自动滑差补偿功能
◆输出频率0.1~120Hz、自动稳压调节输出
◆8段可预设速度与7段可程序运行
◆内建PID回授控制
◆内含风机、PUMP程序控制与节能运转
◆内建串列通讯界面RS-485（速率可达38400）
◆可设定的V/F曲线与3次方V/F曲线
◆一台主机可控制四台电机（可变频1台，工频3台）
八、结束语
本案例中虽然很多技术细节以及组网功能没有介绍，但上述问题从技术层面角度讲是不存在任何问题的。就目前我们所掌握的信息，该系统已经在很多场合得到了应用。
变频技术及变频器刍议 篇5
关键词：变频,变频技术,电力电子器件,变频器
变频技术是根据控制的要求, 通过具体的电路实现电信号频率变换的应用型技术。电流有交流和直流之分, 因而变频技术有4种类型变换:交流变直流的整流技术、直流变直流的斩波技术、直流变交流的逆变技术、交流直接变交流的移相技术。变频技术通常指获得不同电压和频率交流电的技术。
1 电力电子器件
电力电子器件是电力电子技术的物质基础和技术关键, 也是变频技术发展的“龙头”。电力电子技术起步于晶闸管SCR, 普及于大功率晶体管GTR, 提高于智能功率模块IPM。
半控型电力电子器件SCR, 不能自关断, 在电路中起开关用。门极关断晶闸管GTO, 属“全控型器件”或“自关断器件”, 既可控制器件的开通, 又可控制器件的关断, 使用GTO的装置具有主电路器件少、装置小巧、无噪声、效率高等优点。
GTR也称为电力晶体管PTR, 是一种具有发射极、基极、集电极的3层器件, 又称双结型晶体管BJT, 它既有晶体管的固有特性, 又扩大了功率容量, 在大功率电力变换电路中, 10 k Hz以下的应用较多。GTR耐冲击能力差, 易受二次击穿而损坏, 使用时必须考虑击穿电压、电流增益、耗散功率和开关速度等参数。
IPM有2大类型:一种是小功率IPM, 采用多层环氧树脂隔离;另一种是大功率IPM, 采用陶瓷绝缘和铜骨架连接。IPM有4种电路形式, 即单管、双管、六合一封装和七合一封装。
2 交-直-交变频和交-交变频技术
交-直-交电压型变频器件广泛地应用于电力拖动调速系统中, 也普遍用于高精度稳频稳压电源和不停电电源。这种变频器件由整流器和逆变器2部分组成, 在逆变器的直流侧并联有大电容, 用来缓冲无功功率, 再生制动时必须接入附加电路。
电流型变频在直流电源上串联大电感滤波, 为逆变器提供的直流电流波形平直、脉动很小, 能实现较理想的保护功能。电流型变频不需附加任何设备, 即可实现负载电动机的四象限运行。
交-直-交电压型变频常有PAM与PWM两种控制方式。
脉冲调制PAM是一种改变电压源的电压Ed或电流源Id的幅值, 进行输出控制的方式。它在逆变器部分只控制频率, 在交流器部分控制输出的电压或电流。
脉宽调制PWM是靠改变脉冲宽度来控制输出电压, 通过改变调制周期来控制其输出频率, 所以脉冲调制方法对PWM型变频的性能具有根本性的影响。
交-交变频电路是不通过中间直流环节, 把电网固定频率的交流电直接变换成不同频率的交流电的变频电路, 比一般的变频电路效率高, 变频器件按电网电压过零自然换相, 可采用普通晶闸管, 所用晶闸管元件数量较多, 相对投入较大, 因受电网频率限制, 通常输出电压的频率较低, 为电网频率的1/3左右, 输出波形较好, 功率因数较低, 特别是在低速运行时更低, 需要适当补偿。
3 变频器的分类
变频器是应用变频技术制造的一种静止的频率交换器, 利用半导体器件的通断作用将频率固定 (通常为工频50 Hz) 的交流电 (三相或单相) 变换成频率连续可调的交流电的电能控制装置, 作为电动机的电源装置, 当前使用很普遍。
变频器按应用可分为2类:一类用于传动调速;另一类用于多种静止电源。使用变频器可以实现节能, 提高产品质量和劳动生产率。
变频器按直流环节的储能方式分电流型、电压型, 电流型变频器直流环节的储能元件是电感线圈L, 电压型变频器直流环节的储能元件是电容器C。
变频器按工作原理分4种:U/f对变频器输出的电压和频率同时进行控制, 通过使U/f (电压和频率的比) 的值保持一定而得到所需的转矩特性, 采用U/f控制的变频器控制电路结构简单、成本低, 精度要求不高的通用变频器常采用;转差频率控制方式是对U/f控制的一种改进, 由速度传感器检测出电动机转速, 构成速度闭环, 速度调节器的输出为转差频率, 而变频器的输出频率则由电动机的实际转速与所需转差频率之和决定, 通过控制转差频率来控制转矩和电流, 加减速特性和限制过流的能力得到提高;矢量控制是一种高性能异步电动机控制方式, 是将异步电动机的定子电流分为产生磁场电流的分量 (励磁电流) 和与其垂直的产生转矩的电流分量 (转矩电流) , 并分别加以控制, 同时控制异步电动机定子电流的幅值和相位;直接转矩控制是继矢量控制变频调速技术之后的一种新型的交流变频调速技术, 利用空间电压矢量通过磁链、转矩的直接控制, 确定逆变器的开关状态来实现, 直接转矩控制还可用于普通的PWM控制, 实行开环或闭环控制。
变频器按用途分3种:通用变频器是能与普通的笼型异步电动机配套使用, 能适应各种不同性质的负载并有多种可供选择功能的变频器;高性能专用变频器主要应用于对电动机的控制要求较高的系统, 多采用矢量控制方式, 驱动对象通常是变频器厂家指定的专用电动机;在超精密加工和高性能机械中, 常常要用到高速电动机, 为了满足这些高速电动机的驱动要求, 出现了采用PAM控制方式的高频变频器, 其输出频率可达到3 k Hz。
4 变频器的选择与应用
风机和泵类负载, 低速时转矩较小, 对过载能力和转速精度要求低, 通常选用价廉的变频器;对希望具有恒转矩特性, 但在转速精度及动态性能方面要求不高的负载, 可选用无矢量控制的变频器;低速时要求有较硬的机械特性, 并要求有一定的调速精度, 但在动态性能方面无较高要求的负载, 可选用不带速度反馈的矢量控制型;某些对调速精度和动态性能方面都有较高要求, 以及要求高精度同步运行的负载, 可选用带速度反馈的矢量控制型变频器。
变频器的容量一般用额定输出电流 (A) 、输出容量 (k VA) 、适用电动机功率 (k W) 表示。适用电动机功率是以2极、4极的标准电动机为对象, 6极以上的电动机和变极电动机等特殊电动机的额定电流比标准电动机大, 不能根据适用电动机的功率选择变频器容量。用标准2极、4极电动机拖动的连续恒定负载, 变频器的容量可根据适用电动机的功率进行选择;对于用6极以上和变极电动机拖动的负载、变动负载、断续负载和短路负载, 变频器的容量应按运行过程中可能出现的最大工作电流来选择。
生产中广泛应用的是通用变频器, 从外形上看有书本型结构 (0.75～37 k W) 和装柜型结构 (45～1 500 k W) 2种。接线时应注意输入电源必须接到R、S、T上, 输出电源必须接到端子U、V、W上, 错接会损坏变频器;为了防止触电、火灾等灾害和降低噪声, 必须连接接地端子;通电后, 需要改接线时, 即使已经关断电源, 也应等充电指示灯熄灭后, 用万用表确认直流电压降到安全电压 (DC 25 V以下) 后再操作。变频调速系统的主电路中有低压断路器、接触器、制动电路及制动单元、电抗器、滤波器、漏电保护器等。
变频器是全晶体管设备, 对周围环境的要求和其他晶体管设备一样, 为了使变频器能稳定的工作, 发挥作用, 应确保设置环境满足IEC标准及国标对变频器所规定环境的容许值。变频器对外来电磁干扰较敏感, 会因电磁干扰的影响而产生错误, 对运转造成恶劣影响, 外来干扰多通过变频器控制电缆侵入, 所以铺设控制电缆时必须采取充分的抗干扰措施, 输入电路的交流电抗器, 可有效地抑制干扰。
参考文献
[1]唐修波.变频技术及应用[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2006
[2]薛晓明.变频器技术与应用[M].北京:北京理工大学出版社, 2009
[3]陈国呈.PWM变频调速及软开关电力变换技术[M].北京:机械工业出版社, 2003
变频器对变频电机的驱动控制 篇6
1 系统的已知条件
风扇的最高转速:5 500r/min;
风扇功率:115k W (5 500r/min时) ;
液压泵的理论最高额定转速:2 214 r/min;
液压泵的理论最大输入扭矩:765N·m。
2 变频电机驱动控制系统的工作原理
变频器通过RS485接口接收主控系统的命令, 如风扇转速信号, 主控计算机可以通过RS485接口远程启动和停止变频器 (同时变频器要有急停接口分别放到控制间和试验间) , 变频器通过RS485接口将转速等信号反馈传输给主控计算机系统。变频器通过电缆与变频电机连接, 电机驱动液压泵, 液压泵驱动液压马达, 液压马达驱动风扇旋转, 风扇转速通过转速传感器发出脉冲信号变换后传给变频器, 变频器通过读取风扇实际转速, 对风扇的转速进行闭环控制。风扇转速在0r/min~5500r/min时, 控制精度为±5r/min, 风扇的最高转速为5500r/min, 同时, 风扇的控制精度可以根据实际情况做相应的调整。变频器和变频电机之间的闭环控制, 来辅助风扇转速与变频器之间的闭环控制。
1) 在闭环运行模式下, 可以设定并调节被控制量的期望值, 变频器将根据被控量的实际值, 自动调节变频器的输出频率, 控制电动机的转速, 使被控量的实际值自动逼近期望值;
2) 在开环运行模式下, 变频器的运行频率由PLC或主界面给定;
3) 变频器的频率输出信号为4m A~20m A.变频器的指令接受信号也为4m A~20m A。变频器的状态信号、故障信号等都可以上传到PLC;
4) 可以直接利用变频器柜门上的主界面起动、停机和调速。也可以在控制室进行起动、停机、急停、加速、减速、远方-就地转换、故障报警、故障消除、频率表 (数字表) 及引风机运行电流显示。
3 变频器工作原理
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、微处理单元等组成的。PS7000系列变频器的整流器件采用六单元整流桥, 通过电容滤波, 逆变器件为绝缘栅双极性晶体管 (IGBT) , 驱动、检测、微处理单元都集成在电源板和主控板上。
通常的电机是按50Hz电压设计制造的, 其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te, P<=Pe) , 变频器输出频率大于50Hz频率时, 电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。当电机以大于50Hz频率速度运行时, 电机负载的大小必须要给予考虑, 以防止电机输出转矩的不足。
电机的转速可以自由改变, n=60f/p (1-s) 。其中n:电机的转速;f:电源频率;p:电机磁极对数;s:电机的转差率。电机的转速=60 (s) *频率 (Hz) /电机的磁极对数-电机的转差率。电机的旋转速度同频率成比例。
4 变频柜主要参数
变频柜型号为PS7000 200G3, 额定功率200k W, 变频范围可以从0HZ到400Hz, 额定电压为三相交流380V, 额定电流380A,
采用闭环控制方式, 与主控通讯接口是RS485接口。与主控传输协议为ModBus。
变频柜的原理如下:
图1为变频器驱动变频电机的主回路原理图, L1、L2、L3为三相380V电源, SB为万能转换开关, 通过旋转手柄可以使电压表分别显示AB、AC、BC之间的电压。QF11、QF12为电动断路器, 可以通过柜门上的<送电>按钮 (SB2) 操作使断路器的接通, <断电>按钮使断路器断开。L11、L22、L33分别为输入电抗器、输出电抗器、直流电抗器。变频器和调速器在使用过程中, 经常会受到来自浪涌电流和浪涌电压的冲击, 会严重损坏变频器和调速器的性能和使用寿命, 所以要在其前面加装输入电抗器, 用以抑制浪涌电压和浪涌电流, 保护变频器和调速器, 延长其使用寿命和防止谐波干扰, 同时由于变频器和调速器是采用变频的方式调速的, 所以在调速的时候经常会产生高次谐波和产生波形畸变, 会影响设备正常使用, 为此, 须在输出端加装一个输出电抗器, 用于滤出谐波电压和谐波电流, 改善电网质量。
M1为变频电机, M2是变频电机的冷却风扇, M3为变频柜的柜内风机, 用于冷却柜内的发热器件, 如IGBT、整流器等。
图1右侧为变频器控制回路的接线, FWD、RST、COM端子, 通过设定相应的参数和继电器的控制, 可以实现对变频器启动、停止、复位等操作, SS1、SS2、SS3组合可以切换频率设定模式。
V1/DA1、V1/DA2分别输出4-20m A信号给PLC, 用于显示运行频率和运行电流。IF、V3是变频器的反馈信号输入端子, 用于实现PID控制, 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。
在积分控制中, 控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统, 如果在进入稳态后存在稳态误差, 则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差, 在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分, 随着时间的增加, 积分项会增大。这样, 即便误差很小, 积分项也会随着时间的增加而加大, 它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小, 直到等于零。因此, 比例+积分 (PI) 控制器, 可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
在微分控制中, 控制器的输出与输入误差信号的微分 (即误差的变化率) 成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件 (环节) 或有滞后组件, 具有抑制误差的作用, 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”, 即在误差接近零时, 抑制误差的作用就应该是零。这就是说, 在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的, 比例项的作用仅是放大误差的幅值, 而目前需要增加的是“微分项”, 它能预测误差变化的趋势, 这样, 具有比例+微分的控制器, 就能够提前使抑制误差的控制作用等于零, 甚至为负值, 从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象, 比例+微分 (PD) 控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
图2为控制回路原理图, SB1是三位转换开关, 当选择‘本地’时, 中间继电器KA11线圈得电, KA11的常开点闭合, 常闭点断开, 通过柜门上的启动按钮SB5对变频柜进行启动操作, 停止按钮SB4。当选择‘手动’时, SS1、SS2、SS3的组合为OFF、ON、ON, 频率设定模式为键盘或RS485给定。当选择‘自动’时, SS1、SS2、SS3的组合为ON、ON、OFF, 此时为PID调节方式。TA1/TC1和TA2/TC2为变频器的继电器输出点, 通过参数设置, 变频器运行时TA1/TC1闭合, 变频器故障时TA2/TC2闭合。
5 电机主要参数
电机型号为YTSP315L-4 (IC416) , 额定功率200k W, 电机转速范围可从0r/min到3 000 r/min之间调节, 四级电机, 额定电压为三相380V交流电压, 额定电流360A, 变频范围3Hz~100Hz, 额定转速1 500 r/min (50Hz) , 最高转速可达到3000 r/min (100Hz) , 最高扭矩大于1 200N·m, 电机控制方式采用变频器闭环控制。
参考文献
[1]徐海, 施利春.变频器原理及应用[M].清华大学出版社, 2010, 9.
[2]姚福来, 孙鹤旭, 杨鹏.变频器、PLC及组态软件实用技术[M].机械工业出版社, 2010, 6.
[3]程树康, 蔡鹤皋.新型电驱动系统及相关技术[M].机械工业出版社, 2005, 6.
变频模式 篇7
2012年6月26日,“合康变频”第三届高压变频器用户技术培训班顺利召开,来自全国17家用户单位共42人参加此次培训。
此次培训活动为期7天。理论培训课程在前几届的基础上有所增加,例如增加了用户普遍感兴趣的“变频器运行规程”。参观和实操环节仍然是最受广大用户欢迎的学习方式,因为可以最直观了解与日常工作息息相关的变频器的运行、维护等具体细节。
合康变频定期开办培训班可以让广大用户学到切实可用的知识,进一步增进合康跟用户的合作交流。
变频模式 篇8
1 变频器加入风机设备的优势
在从事工业挖掘或者勘探矿业这些行业之中, 很多风机设备都用在了通风、烘干系统和锅炉燃烧设备之中。老旧的风机设备在工作中总是全速运行, 不但增加了风机设备在运行中不必要的耗损, 减少了风机设备的使用寿命。同时也让从事挖掘和勘探行业的相关工作人员在进行操作时, 工程的精密度受到影响, 从而让企业产品的质量下降。而将变频器加入风机设备之中, 让生产企业能够根据当时的生产状况需要, 让风机设备进行适度的风力调节, 从而达到降低损耗的作用。也在很大程度上提升了风机设备的使用年限, 提升相关行业技术人员的作业区操作的精密程度, 从而让企业在提升效率的同时, 增加了产值。
2 风机控制变频调速系统的设计理念
2.1 主电路
风机内的工频电源经过断路器端口的进入, 其接应器KM1 会用在电源连结输入口R、S、T之中。 接应器KM2 将会用在变频器的连结输入口U、V、W当中并连结至相关的电动机设备, KM3 在此时把工频电源直接与电动机连结。 其中接应器KM3 与KM2 之间严禁一起接通, 否则会造成变频器设备的损毁。 所以, 在连接器KM2 与KM3 二者之间一定要有相互制约的机制, 而风机设备中的继电器及KR则是对风机设备在工频运行时能有效进行保护, 又称超负荷运载保护。
2.2 调控相关的电路
风机的变频器需要设定好“ 工频运行”与“ 变频运行”之间的合理转化, 风机中控制电源的方法是使用三位数的控制器SA进行相关的选项控制。SA的挡位在“ 工频运行”的模式时, 若在此时按下开始按键SB2 后, 继电器KAI会自动开启, 并且进入自我锁定状态。 这一指令又让接触器KM3 运作, 风机电动机开始以“ 工频运行”模式运动。 若在此时按下停止键SB1, 继电器KA1 和接应器KM3 都会出现断路状态, 风机电动机会自动停止工作。在SA切换到“ 变频运行”模式时, 按下启动键SB2, 此时继电器KA1 会开始运作并进入自我锁定状态, 并触发接应器KM2 的运作, 把风机电动机的电源接口切换到变频器的接口之中。 KM2 在工作时会带动KM1 也进行运作, 把电源的接入模式由“ 工频”转换为“ 变频”。 同时开放风机电动机的启动权限, 让连结到接应器的KM3 让KM2 进入断路模式, 保证KM3 无法连结, 再按下按键SB4, 继电器KA2 开始工作, 风机电动机进行加速运转, 从而进入“ 变频”模式。 KA2 在进行运作之后, 停止按键SB1 也会失效, 这是为了预防有直接切断风机的变频器电源之后造成的电动机停止工作的情况的出现。在风机计入“ 变频工作状态”时, 若因为变频器产生故障产生断路或跳闸, 变频器中“ 30B- 30C”就会及时保护电路, 在此时, 接应器KM1 与KM2 都会同时进入断路形态, 与此同时报警设备的连接打通, 开始进行系统故障报警。 若在此时继电器有电流通过, 继电器上的感应元件会自动延迟一段时间再进行电路的闭合, 开始接下来的KM3 的运行, 电动机在此时会自动转换为“ 工频”模式进行运作。 有关的技术员工在操作时发现后及时报警, 并且应该把“ 档位”SA切换至“ 工频运作”模式, 电机的变频器报警就会停止, 与此同时继电器断路, 即图1 中表示的风机系统控制方式结构图。
2.3 风机中的SB60 变频器的相关出厂参数
风机中变频器在运行中的模式的选定方式是根据风机在进行低速运转时, 有较小的阻止转矩, 没有低频运动时会带不动的可能。因此, 使用U/f的调控方法, 给风机的变频器各设定一个上下限的频率, 加速减速的过程完成时间与方式, 从而巧妙避开频率的问题。 在风机在开始使用之前, 如果在此过程当中风机的变频器出现故障, 应严禁风机在此时停止运行。正确的做法是将此时的风机运作模式切换为“工频”模式后再切断风机的电源, 风机的SB60变频器的出产参数如下:
2.4 风机在加入变频之后节省能耗的计算
虽然以上结论都可以很好地证实风机中的控制变频调速系统将风机进行变频控制之后, 可以明显增强风机的节能效率。 但在现实生活之中, 相较于老式风机, 加入控制变频调速系统风机的价格往往会贵上2 倍甚至以上。 虽然在能源消耗上, 看似有变频器的风机更加节能, 并且在一定程度之上可以增强设备的使用寿命。 但若是这种新型控制变频调速系统的风机在勘探行业中究竟能够为企业省下多少金钱, 还是需要细算的, 毕竟效益才是企业的立身之本。 若设定工业锅炉使用的是功率30kw的鼓风设备, 并且一天24 小时不间断的工作。 在此之中, 每天若有10 小时的工作是有90%的效率, 另外的14 个小时是50%的工作效率, 根据全年一共三百个工作日进行计算, 则在风机之中加入变频器后每年的节约的电的度数为:
若不使用变频模式, 每年的耗电为:
则降低的电量度数为:
由此可见, 在风机中加入变频控制设备, 往往可以很好地减少企业在生产过程中的能耗, 从而有效减低企业的支出, 提升企业产值。 并且按照当前的企业用电电价, 以及老式风机和现有控制变频调速系统风机的价格, 这一点投入是完全值得的, 一台风机至少可以为企业增加超过十万元的收入。
结束语
根据一系列的实验及相关的验证, 可以很清楚的得出结论, 在进行锅炉燃烧、通风、烘干等这一系列需要用到风机设备的系统之中, 将老式的风机转变为新型的变频器, 构建新型的风机控制变频调速系统, 可以有效增长风机在运行中的损耗负荷, 降低风机在工作运行时恒定最大功率运行而产生的能源浪费, 提升技术员工在进行操作时精密性, 增长风机的使用寿命。
摘要：首先简要介绍了风机设备中变频器的存在优势, 并依次展开探讨风机设备中的变频器设计理念和运用方式, 以期对相关工作起参考作用。
关键词：变频器,风机控制,运用
参考文献
[1]马林, 宣峰.SB60型变频器应用于风机控制变频调速系统[J].电子质量, 2011, 04:44-45.
地铁车辆变频空调的探究 篇9
关键词：变频空调；地铁车辆
1 地铁车辆变频空调机组系统概述
变频空调是在定速空调的基础上选用了变频专用压缩机，增加了变频控制系统，采用变频原理，利用二次逆变得到的可变化交流电源来调节压缩机转速，从而改变管路中制冷剂循环量，控制压缩机输出能力。它的基本结构和制冷原理与普通的定速空调完全相同。
变频空调在额定频率运行时，由于变频器本身需要消耗少量功率，与定速空调相比能效比稍低，此时节能性不突出，但其舒适性高。当空调运行在低制冷负荷工况时，定速空调需要通过开停压缩机来实现制冷能力调节，频繁启停压缩机导致能耗增加。而变频空调通过自动调整合适的压缩机运行频率，实现不停机运转，从而达到高效节能的目的。
1.1空调机组构成
空调机组由变频器、全封闭涡旋变频压缩机、蒸发器、冷凝器、干燥过滤器、节流装置、连接管路、蒸发通风机、冷凝风机等组成。机组设置了压力保护开关保护，以保证制冷系统安全可靠的运行。空调机组内的系统管路和接线完好，并进行了隔热保温处理，制冷系统进行检查及干燥，充注足够量的制冷剂。
1.2制冷系统
空调机组具有2套独立的制冷循环，采用热力膨胀阀节流，制冷剂R407 C，压缩机采用谷轮变频卧式涡旋压缩机，冷凝器和蒸发器采用导热性高的铜管套带亲水膜涂层的铝翅片组成的管翅式换热器，制冷系统原理图如图1所示。
注：1一蒸发风机；2一蒸发器；3一热力膨胀阀；4-视液镜；
5-干燥过滤器；6一冷凝器；7-压缩机；8-高压开关；
9-低压开关10一冷凝风机；11一电磁阀
图1 制冷循环原理示意图
1.3变频空调的节能控制设定
1）利用变频器提高空调能效比。
传统空调的温度控制是由不同的工况来控制的，也就是控制压缩机的启停；制冷工况主要有通风、半冷、全冷；变频器的优点是能控制着压缩机在一定范围不同功率输出，使空调能效比提高，从而达到节能效果。定频与变频控制运行示意图如图2所示。
定频
（b）变频
图2定频与变频控制运行示意
2）初始化并计算运行频率频率控制逻辑空调机组内变频器得电后，初始化处理（用于变频器启动延时和检测是否正常运行信号生效），根据获得的新风温度和回风温度，计算出当前运行频率频率控制逻辑图如图3所示。
图3 频率控制逻辑图
3）变频器运行曲线。
为了减少车厢内的温度波动和快速达到温控目的，变频器根据新风温度计算出UIC553目标温度温度Td为：
Td =22+0.25×（Tf -19） （1）
式中：Tf一新风温度。
变频器获取UIC553目标温度后，变频器按PID运算法则靠近目标温度和回风反馈趋势，输出不同频率，使压缩机在不同频率运行，使空調机组实现恒温温度控制。
2 某地铁线的车辆变频空调模拟运行的节能试验
本模拟试验在试验中心内进行，采用某地铁线的车辆定频空调机组以及在其基础上改进的变频空调机组，为了验证变频空调机组的节能率，通过模拟不同负载，对比定频空调机组和变频空调机组的能耗，验证变频机组实际能效果UIC553温度曲线和变频器PID控制曲线如图4所示。
2.1试验前提条件
1）试验条件选取
按地区各月的气温看，有制冷需求的月份主要在3月～11月（气温超过19℃）。6月～9月相对气温较高，一般空调处于全冷状态；；3月、4月、5月、10月、11月的平均温度在18 ～25℃其间空调处于启停或半载半冷状态。
（a）温度曲线
（b）控制曲线
图4 UIC553温度曲线和变频器PID控制曲线
1月、2月、12月空调主要是通风，6月—9月空调基本处于全冷，这两个阶段变频较于定频没有较大的节能性，变频的节能性主要体现在3，4，5，10，11这几个月（暂时忽略6月—9月阶段承载人员变动方面的节能性）。由此选取的外温范围21—29℃。
2）制冷目标温度值。
根据国际通用标准，制冷目标温度按UIG553曲线得出，该目标温度值限制在22—27℃，是一个舒适的范围区。空调控制柜通过感应室外温度和回风温度，根据目标温度，自动调节机组的的运行。
3）车辆载员情况。
将车辆载客量分为低峰、平峰、高峰3个时段，不同时段每辆车的载客量分别为80，220，320。
为了保证试验结果的有效性，试验过程模拟车厢内在过渡季节中的散热量和散湿量，通过计算得出过渡季节中车厢的散热量和和散湿量，即试验过程中，为空调机组提供一个等同的加热量和加湿量。
该模拟试验在空调机组性能试验室进行，试验过程中保持室外侧环境温度不变，试验开始时，室内侧与室外侧温度相同，即为27℃。根据计算所得的车厢的散热量和和散湿量，按时间为室内侧加人加热量和加湿量，模拟测试工况如表1所示。
表1 模拟测试工况
首先进行变频空调机组能耗测试，在表2条件下让机组按设计变频功能自主运行，采用电度表测量器能耗值，同时监测机组运行情况和室内侧的环境。然后进行定频空调机组测试，为确保试验的严谨，将变频机组中的变频器控制断开，压缩机定频运行，测试条件与变频机组测试环境一致，让机组自主运行，记录其能耗值，同时监测机组运行情况和室内侧的环境。
2.2试验结果
1）室内温度变化曲线（见图5）。
图5室内温度变化曲线
系列1为定频机组运行的室内温度变化曲线，系列2为变频机组运行的室内温度变化曲线。从图5可知，变频机组可有效控制室温温度的波动，保持室内的舒适性。
2）节能率。
定频机组总能耗68.6kWh，变频机组总能耗51.9kWh。
变频机组的节能率=（68.6一51.9）/68.6×100%=24.3 %。
从本模拟节能试验数据来看，变频机组的节能率在20%以上，证明了变频机组的节能且具有较好的舒适性。
3 另地铁线的车辆变频空调机组实际装车运行的节能对比试验
3.1实际装车试验改造
本地铁线列车为6辆编组，各车辆之间采用贯通道方式联通，O1和06车为带司机室的头车。列车车辆编组方式如图6所示：
图6地铁车辆编组方式
将某公司所研制地铁车辆变频空调在本地铁线上安装半列车，并与相应的半列原装车进行对比，以验证变频空调的实际节能效果。
在控制柜中加装电能表、车厢中加装温湿度仪，通过记录定频空调和变频空调机组温度、湿度、电流、电压及消耗电能等相关数据，并对相关数据进行整理及对比，验证变频空调机组的节能效果，形成最终的节能试验报告。
试验测试时间在5，6月的过渡性季节期间进行，以体现变频空调机組的最大节能效益。变频空调机组经过前期调试后开始稳定运行，从5月16日起开始记录能耗数据，试验时间具体从5月16日开始至6月25日为止，试验时间约为40d。
3.2地铁线某列车空调用电量数据分析
5月16日开始记录的数据，6月25日为最后一次记录的数据。由于3车和4车的相互影响，增加一项剔除相互影响的3和4车的节能结果，具体如表2、表3所示。
从表2、表3的数据分析结果可知，变频空调总节能比率可达35%以上。
表2 地铁线某列车空调用电量数据
表3 变频空调与定频空调相比节能率%
4 结论
变频模式 篇10
中国电器工业协会变频器分会2013年会员大会暨二届三次理事会于10月11日至13日在四川成都举行, 北京合康亿盛变频科技股份有限公司作为变频器分会理事单位应邀出席本次年会, 并荣获“中国电器工业协会变频器分会2011-2013年度优秀会员单位”及“2013年中国电器工业协会变频器分会质量可信产品”二项荣誉。
此次大会优秀会员单位评选涉及协会130多家会员单位的几百种产品, 经协会专家评审共有17家会员单位及20种产品分别获得“优秀会员单位”及“质量可信产品”, 合康变频均位列其中。多年以来, 合康变频作为中国电器工业协会变频器分会的会员, 积极履行会员职责, 承担会员义务, 积极参与协会建设, 支持协会发展。同时在高压产品质量上精益求精, 特别是同步提升机填补了国内变频器的空缺。
中国电器工业协会变频器分会举办的年度会员大会是中国变频器行业的年度“盛宴”, 同时也是会员单位及变频器配套企业探讨行业发展、企业发展、交流市场和技术信息的最佳平台。来自业内各企业、高等院校的教授、技术专家和市场营销人员等200多位代表, 共同探讨在新形势下变频器行业发展新方向, 为实现变频器行业平稳健康发展努力奋斗。