变频器的矩阵式交—交控制方式

变频器的矩阵式交—交控制方式
变频器的矩阵式交—交控制方式

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是:

——控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;

——自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;

——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;

——实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。

矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(《2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(《+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。

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西门子标准变频器控制方法描述

西门子标准变频器控制方法描述

第一节速度矢量控制(MM440) 在矢量控制中,速度控制器影响系统的动态特性。特别是恒转矩负载,速度闭环控制有利于改善系统的运动精度和跟随性能。在矢量控制过程中,速度控制器的配置是重要的环节。 根据速度控制器的反馈信号来源,可以将速度矢量控制分为带传感器的矢量控制(VC)与无传感器的矢量控制(SLVC)两种。 ?编码器的反馈信号(VC):P1300=20 ?观测器模型的反馈信号(SLVC):P1300=21 在快速调试和电机参数优化的过程中,变频器会根据负载参数自动辨识系统模型,建立模型观测器,在没有传感器的情况下,系统也会根据输出电流来计算当前速度,作为速度反馈来构成速度闭环。 速度控制器的设定方式(P1460,P1462,P1470,P1472) ?手动调节 可根据经验对速度控制器的比例与积分参数进行整定 ?PID自整定 设定参数:P1400 当P1400.0=1,使能速度控制器的增益自适应功能,即根据系统偏差的 大小来自动调节比例增益系数Kp。在弱磁区,增益系数随磁通的降低 而减小。 当P1400.1=1,速度控制器的积分被冻结,只有比例增益,即对开环运 行的电动机加上滑差补偿。 ?优化方式自整定 通过设置P1960=1,变频器会自动对速度控制器的各参数进行整定。

第二节 转矩控制(MM440) 矢量控制分为速度矢量控制与转矩矢量控制,转矩控制与速度矢量控制的主设定频率 滤波 编码器反馈 观测器模型反 馈实际频率 滤波 PI 速度 控制器 系统 手动调节 自整定 优化整定 P1400.0=1 P1960=1

变频器的运行控制方式

变频器的运转指令方式 变频器的运转指令方式是指如何控制变频器的基本运行功能,这些功能包括启动、停止、正转与反转、正向电动与反向点动、复位等。 与变频器的频率给定方式一样,变频器的运转指令方式也有操作器键盘控制、端子控制和通讯控制三种。这些运转指令方式必须按照实际的需要进行选择设置,同时也可以根据功能进行相互之间的方式切换。 1操作器键盘控制 操作器键盘控制是变频器最简单的运转指令方式,用户可以通过变频器的操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键来直接控制变频器的运转。 操作器键盘控制的最大特点就是方便实用,同时又能起到报警故障功能,即能够将变频器是否运行或故障或报警都能告知给用户,因此用户无须配线就能真正了解到变频器是否确实在运行中、是否在报警(过载、超温、堵转等)以及通过led数码和lcd液晶显示故障类型。 按照前面一节的内容,变频器的操作器键盘通常可以通过延长线放置在用户容易操作的5m以内的空间里。同理,距离较远时则必须使用远程操作器键盘。 在操作器键盘控制下,变频器的正转和反转可以通过正反转键切换和选择。如果键盘定义的正转方向与实际电动机的正转方向(或设备的前行方向)相反时,可以通过修改相关的参数来更正,如有些变频器参数定义是“正转有效”或“反转有效”,有些变频器参数定义则是“与命令方向相同”或“与命令方向相反”。 对于某些生产设备是不允许反转的,如泵类负载,变频器则专门设置了禁止电动机反转的功能参数。该功能对端子控制、通讯控制都有效。 2端子控制 2.1基本概念 端子控制是变频器的运转指令通过其外接输入端子从外部输入开关信号(或电平信号)来进行控制的方式。 这时这些由按钮、选择开关、继电器、plc或dcs的继电器模块就替代了操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键,可以在远距离来控制变频器的运转。

变频器矢量控制的基本原理分析

变频器矢量控制的基本原理分析 矢量控制的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量,所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。基于转差频率控制的矢量控制方式同样是在进行U/f=恒定控制的基础上,通过检测异步电动机的实际速度n,并得到对应的控制频率f,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位,对通用变频器的输出频率f进行控制的。基于转差频率控制的矢量控制方式的最大特点是,可以消除动态过程中转矩电流的波动,从而提高了通用变频器的动态性能。早期的矢量控制通用变频器基本上都是采用的基于转差频率控制的矢量控制方式。 无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置,要在异步电动机内安装磁通检测装置是很困难的,但人们发现,即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置,也可以在通用变频器内部得到与磁通相应的量,并由此得到了所谓的无速度传感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数,按照一定的关系式分别对作为基本控制量的励磁电流(或者磁通)和转矩电流进行检测,并通过控制电动机定子绕组上的电压的频率使励磁电流(或者磁通)和转矩电流的指令值和检测值达到一致,并输出转矩,从而实现矢量控制。

西门子变频器的调试方法跟步骤

西门子变频器的调试方法跟步骤 西门子变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。 西门子变频器主要应用在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性,各种生产机械在设计配用动力驱动时,都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时,除达到动力驱动要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输入功率大,且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。 变频器调试的基本方法和步骤: 一、变频器的空载通电验 1、将变频器的接地端子接地。 2、将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 3、检查变频器显示窗出厂显示是否正常,如果不正确,应复位,否则要求退换。

4、熟悉变频器的操作键。一般的变频器均有运行(RUN)、停止(STOP)、编程(PROG)、数据P确认(DATAPENTER)、增加(UP、▲)、减少(DOWN、“)等6个键,不同变频器操作键的定义基本相同。此外有的变频器还有监视(MONITORPDISPLAY)、复位(RESET)、寸动(JOG)、移位(SHIFT)等功能键。 二、带载试运行 1、手动操作变频器面板的运行停止键,观察电机运行停止过程及变频器的显示窗,看是否有异常现象。 2、如果启动P停止电机过程中变频器出现过流保护动作,应重新设定加速P减速时间。电机在加、减速时的加速度取决于加速转矩,而变频器在启、制动过程中的频率变化率是用户设定的。若电机转动惯量或电机负载变化,按预先设定的频率变化率升速或减速时,有可能出现加速转矩不够,从而造成电机失速,即电机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。因此,需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间,使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。 三、变频器带电机空载运行

PWM型变频器的基本控制方式(DOC)

PWM型变频器的基本控制方式 通用的PWM型变频器是一种交—直—交变频,通过整流器将工频交流电整流成直流电,经过中间环节再由逆变器将直流电逆变成频率可调的交流电,供给交流负载。异步电动机调速时,供电电源不但频率可变,而且电压大小也必须能随频率变化,即保持压频比基本恒定。 PWM型变频器一般采用电压型逆变器。根据供给逆变器的直流电压是可变的还是恒定的,变频器可分成两种基本控制方式。 (1)变幅PWM型变频器这是一种对变频器输出电压和频率分别进行调节的控制方式,其基本电路如图3-3所示。中间环节是滤波电容器。 图2-3 变幅PWM型变频器 晶闸管整流器用来调压,与一般晶闸管调压系统一样,采用相位控制,通过改变触发脉冲的延迟角α来获得与逆变器输出频率相对应的不同大小的直流电压。逆变器只作输出频率控制,它一般是由6个开关器件组成,按脉冲调制方式进行控制。 图3-4所示是另一种直流电压可调的PWM变频电路。它采用二极管不可控整流桥,把三相交流电变换为恒定的直流电。分立斩波器电路,来改变输出直流电压的大小,通过逆变器输出三相交流电。 图2-4 利用斩波器的变频电路图 以上两种调压式变频电路,都需要两极可控功率级,相比较,采用晶闸管整流桥可以获得更大功率的直流电,由于可控整流桥采用相位控制,输入功率因数将随输出直流电压的减小而降低;而斩波式调压,输入功率变流级采用的是二级管整流桥,所以输入端有很高的功率因数,代价是多了一个斩波器。另外,就动态响应的快速性来说后者比前者好。 (2)恒幅PWM型变频器

恒幅脉宽调制PWM式变频电路如图3.3所示,它由二极管整流桥,滤波电容和逆变器组成。逆变器的输入为恒定不变的直流电压,通过调节逆变器的脉冲宽度和输出交流电压的频率,既实现调压又实现调频,变频变压都是由逆变器承担。此系统是目前使用较普遍的一种变频系统,其主电路简单,只要配上简单的控制电路即可。它具有下列主要优点: 1)简化了主电路和控制电路的结构。由二极管整流器对逆变器提供恒定的直流电压。在PWM逆变器内,在变频的同时控制其输出电压。系统只有一个控制功率级,从而使装置的体积小,重量轻,造价低,可靠性好。 2)由二极管整流器代替晶闸管整流器,提高了装置的功率因数。 3)改善系统的动态性能。PWM型逆变器的输出功率和电压,都在逆变器内控制和调节。因此,调节速度快,调节过程中频率和电压配合好,系统动态性能好。 4)对负载有较好的供电波形。PWM型逆变器的输出电压和电流波形接近正弦波,从而解决了由于以矩形波供电引起的电动机发热和转矩降低问题,改善了电动机运行性能。 图2-5 PWM型逆变器 但PWM型逆变器也有如下缺点: 1)在调制频率和输出频率之比固定的情况下,特别是在低频时,高次谐波影响较大,因而电动机的转矩脉动和噪声都较大。 2)在调制频率和输出频率之比作有级变化的情况下,往往使控制电路比较复杂。 3)器件的工作频率与调制频率有关。有些器件的开关损耗和换相电路损耗较大,而且需要采用导通和关断时间短的高速开关器件。 2.2.2 PWM型逆变器的基本工作原理

变频器的控制方式

变频器的控制方式 1 引言 我们通常意义上讲的低压变频器,其输出电压一般为220~650v、输出功率为0.2~400kw、工作频率为0~800hz左右,变频器的主电路采用交-直-交电路。根据不同的变频控制理论,其模式主要有以下三种: (1)v/f=c的正弦脉宽调制模式 (2)矢量控制(vc)模式 (3)直接转矩控制(dtc)模式 针对以上三种控制模式理论,可以发展为几种不同的变频器控制方式,即v/f控制方式(包括开环v/f控制和闭环v/f控制)、无速度传感器矢量控制方式(矢量控制vc的一种)、闭环矢量控制方式(即有速度传感器矢量控制vc 的一种)、转矩控制方式(矢量控制vc或直接转矩控制dtc)等。这些控制方式在变频器通电运行前必须首先设置。 2 v/f控制方式 2.1 基本概念 我们知道,变频器v/f控制的基本思想是u/f=c,因此定义在频率为fx时,ux的表达式为ux/fx=c,其中c为常数,就是“压频比系数”。图1中所示就是变频器的基本运行v/f曲线。 由图1可以看出,当电动机的运行频率高于一定值时,变频器的输出电压不再能随频率的上升而上升,我们就将该特定值称之为基本运行频率,用fb 表示。也就是说,基本运行频率是指变频器输出最高电压时对应的最小频率。在通常情况下,基本运行频率是电动机的额定频率,如电动机铭牌上标识的50hz或 60hz。同时与基本运行频率对应的变频器输出电压称之为最大输出电压,用vmax表示。

当电动机的运行频率超过基本运行频率fb后,u/f不再是一个常数,而是随着输出频率的上升而减少,电动机磁通也因此减少,变成“弱磁调速”状态。 基本运行频率是决定变频器的逆变波形占空比的一个设置参数,当设定该值后,变频器cpu将基本运行频率值和运行频率进行运算后,调整变频器输出波形的占空比来达到调整输出电压的目的。因此,在一般情况下,不要随意改变基本运行频率的参数设置,如确有必要,一定要根据电动机的参数特性来适当设值,否则,容易造成变频器过热、过流等现象。 2.2 预定义的v/f曲线和用户自定义v/f曲线 由于电动机负载的多样性和不确定性,因此很多变频器厂商都推出了预定义的v/f曲线和用户自定义的任意v/f曲线。 预定义的v/f曲线是指变频器内部已经为用户定义的各种不同类型的曲线。如艾默生ev2000变频器有三种特定曲线(图2a),曲线1为2.0 次幂降转矩特性、曲线2为1.7次幂降转矩特性、曲线为1.2次幂降转矩特性。罗克韦尔 ab powerflex 400变频器有4种定义的曲线(如图 2b),其定义的方式是在电动机额定频率一半(即50%fn)时的输出电压是电动机额定电压的30%时(即30%vn)为曲线1,35%vn为曲线 2,40%vn为曲线3,vn为曲线4。这些预定义的v/f曲线非常适合在可变转矩(如典型的风机和泵类负载)中使用,用户可以根据负载特性进行调整,以达到最优的节能效果。 对于其他特殊的负载,如同步电动机,则可以通过设置用户自定义v/ f 曲线的几个参数,来得到任意v/ f曲线,从而可以适应这些负载的特殊要求和特定功能。自定义v/ f曲线一般都通过折线设定,典型的有三段折线和两段折线。

西门子变频器调试方法

西门子变频器在数控铣上的应用 调试前对机械要求: 电机不带负载,如果用皮带传动请将皮带拆除;如果直联请拆除直联部分;(即变频器只带电机旋转,而电机不带负载(但可以带带轮)旋转) 调试过程要求: 调试步骤25――29最少重复两次(也就是说主轴要启动两次)。 1.P0003用户级别2(专家) 2.P0010调试模式1(快速调试,出厂默认为0当改为1后进入快速 调试状态,无法显示高级参数。) 3.P0100执行标准0(功率单位KW,频率缺省值50HZ) 4.P0205应用方式0(恒转矩) 5.P0300电机类型1(异步电动机) 6.P0304电机额定电压(根据电机铭牌设置) 7.P0305电机额定电流(根据电机铭牌设置) 8.P0307电机额定功率(根据电机铭牌设置) 9.P0308电机额定功率因数(使用默认值不需要设置) 10.P0309电机额定效率(使用默认值不需要设置) 11.P0310电机额定频率(根据电机铭牌设置) 12.P0311电机额定速度(根据电机铭牌设置)

13.P0320电机磁化电流(使用默认值不需要设置) 14.P0335冷却方式0(自冷) 15.P0640过载因子(使用默认值不需要设置) 16.P0700选择命令源1(BOP控制) 17.P1000频率获取方式1(使能电位计) 18.P1080最小输出频率 1.3(对应40R/MIN) 19.P1082最大输出频率200(对应6000R/MIN) 如果主轴为8000转,请设定P1082=267 20.P1120加速斜坡时间 4.5(电机从当前转速加速到指令转速的时 间) 21.P1121减速斜坡时间7.0(电机从当前转速减速到指令转速的时 间。P1120 P1121如果设置过小,当指令高转速时变频器会因为瞬间电流过大而报警) 22.P1135斜坡关断时间(使用默认值不需要设置) 23.P1300控制方式20(矢量控制) 24.P1500转矩设定值选择0(无设定值) 25.P1910 电机数据检测先设1(=1 识别所有电机数据并修改,并 将这些数据应用于控制器) 设置完成后,变频器会出现报警A0541,此时需要马上启动变频器(1040设置5按BOP启动变频器)。电机将旋转起来,在旋转一会后报警消失,电机空运行3-5分钟,(不带任何负载)。在报警消失后进行26步骤设置。

PLC控制变频器的几种方法

在工业自动化控制系统中,最为常见的是PLC和变频器的组合应用,并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法,其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用:因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。但是,RS-485的通讯必须解决数据编码、求取校验和、成帧、发送数据、接收数据的奇偶校验、超时处理和出错重发等一系列技术问题,一条简单的变频器操作指令,有时要编写数十条PLC梯形图指令才能实现,编程工作量大而且繁琐,令设计者望而生畏。? 本文介绍一种非常简便的三菱FX系列PLC通讯方式控制变频器的方法:它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块;在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”,编写4条极其简单的PLC梯形图指令,即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制,通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简捷便利,极易掌握。本文以三菱产品为范例,将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。 2、三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置 2.1 系统硬件组成 FX2N系列PLC(产品版本V 3.00以上)1台(软件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版); FX2N-485-BD通讯模板1块(最长通讯距离50m); 或FX0N-485ADP通讯模块1块+FX2N-CNV-BD板1块(最长通讯距离500m); FX2N-ROM-E1功能扩展存储盒1块(安装在PLC本体内);

带RS485通讯口的三菱变频器8台(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等,可以相互混用,总数量不超过8台;三菱所有系列变频器的通讯参数编号、命令代码和数据代码相同。); RJ45电缆(5芯带屏蔽); 终端阻抗器(终端电阻)100Ω; 选件:人机界面(如F930GOT等小型触摸屏)1台。 2.2 硬件安装方法 (1) 用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接;另一头则按图1~图3的方法连接FX2N-485-BD通讯模板,未使用的2个P5S端头不接。 (2) 揭开PLC主机左边的面板盖, 将FX2N-485-BD通讯模板和FX2N-ROM-E1功能扩展存储器安装后盖上面板。 (3) 将RJ45电缆分别连接变频器的PU口,网络末端变频器的接受信号端RDA、RDB之间连接一只100Ω终端电阻,以消除由于信号传送速度、传递距离等原因,有可能受到反射的影响而造成的通讯障碍。 2.3 变频器通讯参数设置 为了正确地建立通讯,必须在变频器设置与通讯有关的参数如“站号”、“通讯速率”、“停止位长/字长”、“奇偶校验”等等。变频器内的Pr.117~Pr.124参数用于设置通讯参数。参数设定采用操作面板或变频器设置软件FR-SW1-SETUP-WE在PU口进行。 2.4 变频器设定项目和指令代码举例

西门子变频器基本参数设置

6SE70调试基本参数设置 恢复缺省设置 P053=6 允许参数存取 6:允许通过PMU和串行接口OP1S变更参数 P060=2 固定设置菜单 P366=0 0:具有PMU的标准设置 1:具有OP1S的标准设置 P970=0 参数复位 参数设置P060=5 系统设置菜单 P071= 装置输入电压 P095=10 异步/同步电机,国际标准 P100= 1:V/f控制 3:无测速机的速度控制 4:有测速机的速度控制 5:转矩控制 P101= 电机额定电压 P102= 电机额定电流 P103= 电机励磁电流,如果此值未知,设P103=0 当离开系统设置,此值自动计算。 P104= 电机额定功率因数 P108= 电机额定转速 P109= 电机级对数 P113= 电机额定转矩 P114=3 3:高强度冲击系统(在:P100=3,4,5时设置)P115=1 计算电机模型 参数值P350-P354设定到额定值 P130= 10:无脉冲编码器 11:脉冲编码器 P151= 脉冲编码器每转的脉冲数 P330= 0:线性(恒转矩) 1:抛物线特性(风机/泵) P384.02= 电机负载限制 P452= % 正向旋转时的最大频率或速度 P453= % 反向旋转时的最大频率或速度 数值参考P352和P353 P060=1 回到参数菜单 P128= 最大输出电流 P462= 上升时间 P464= 下降时间 P115=2 静止状态电机辩识(按下P键后,20S之内合闸)P115=4 电机模型空载测量(按下P键后,20S之内合闸)

6SE70 变频装置调试步骤 一.内控参数设定 1.1 出厂参数设定 P053=7 允许CBP+PMU+PC 机修改参数 P60=2 固定设置,参数恢复到缺省 P366=0 PMU 控制 P970=0 启动参数复位 执行参数出厂设置,只是对变频器的设定与命令源进行设定,P366 参数选择不同,变频器的设定和命令源可以来自端子,OP1S,PMU。电机和控制参数未进行设定,不能实施电机调试。 1.2 简单参数设定 P60=3 简单应用参数设置,在上述出厂参数设置的基础上,本应用设定电机控制参数 P071 进线电压(变频器400V AC / 逆变器540V DC) P95=10 IEC 电机 P100=1 V/F 开环控制 3 不带编码器的矢量控制 4 带编码器的矢量控制 P101 电机额定电压 P102 电机额定电流 P107 电机额定频率HZ P108 电机额定速度RPM P114=0 P368=0 设定和命令源为PMU+MOP P370=1 启动简单应用参数设置 P60=0 结束简单应用参数设置 执行上述参数设定后,变频器自动组合功能图连接和参数设定。P368 选择的功能图见手 册S0-S7,P100 选择的功能图见手册R0-R5。电机控制效果非最优。 1.3 系统参数设置 P60=5 P115=1 电机模型自动参数设置,根据电机参数设定自动计算 P130=10 无编码器 11 有编码器(P151 编码器每转脉冲数) P350=电流量参考值A P351=电压量参考值V P352=频率量参考值HZ 3 3 P353=转速量参考值1/MIN P354=转矩量参考值NM P452=正向旋转最大频率或速度%(100%=P352,P353) P453=反向旋转最大频率或速度%(100%=P352,P353) P60=1 回到参数菜单,不合理的参数设置导致故障 1.4 补充参数设定如下 P128=最大输出电流A P571.1=6 PMU 正转 P572.1=7 PMU 反转

变频器的远程控制及调速原理.

变频器远程控制及调速原理 -----唐玉龙 一、变频器的远程控制 什么是变频器远程控制器在许多变频器的应用现场,电机与操作室距离较远。如将变频器安装在现场,不便于工人的观察与操作;如安装在操作室内,则动力线拉的距离太远,成本高,且对变频器本身及系统中其他设备造成干扰。针对上述应用情况,我们开发研制了变频器远程控制器产品。变频器远程控制器是一种实现变频器远程操作的智能仪表,通过RS485网络远程控制变频器的启动、停止、加速、减速、正反转,并实时显示变频器的工作频率、转速等运行状态信息。单机通讯距离可达1200米(9600bps),有效减少变频器的干扰。这样就可将变频器安装在电动机附近,通过屏蔽通讯线接到远端操作室内仪表盘上的变频器远程控制器上,在操作室内就能观察和操作变频器的运行状态。另外,变频器远程控制器还可接外置操作按钮,有手动/自动切换及监听等功能,可接入计算机控制系统,便于工程使用。二、变频器远程控制器的种类和功能我们研发的变频器远程控制器根据变频器的不同可分为标准型和加强型;根据通讯方式的不同可分为有线通讯、无线通讯;根据不同的通讯协议也分别有相应的产品。如果没有通讯接口或无法知道其通讯协议的变频器,可在变频器一端接上我们的远端转换器,将模拟信号和开关信号通过485网络传送到远程控制器上。这样对没有通讯口或无法知道通讯协议的变频器也都能使用,真正实现变频器万能远程控制器的功能。 二、交流异步电动机变频调速原理 变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。 现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。 变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(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。

变频器常用的几种控制方式

变频器常用的几种控制方式 变频调速技术就是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素,除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也就是非常重要的。本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介 1、1 变频器的基本结构 变频器就是把工频电源(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,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。 1、2 变频器的分类 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器与电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器与高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器与矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器与三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式 2、1 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。 (1) V/f控制 V/f控制就是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进 行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单,但就是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制就是一种直接控制转矩的控制方式,它就是在V/f控制的基础上,按照知道异 步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式,在控制系统中需要安装速度传感器,有时还加有电流反馈,对频率与电流进行控制,因此,这就是一种闭环控制方式,可以使变频器具有良好的稳定性,并对急速的加减速与负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制就是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小与相位,以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流与转矩电流分别进行控制,进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序与时间以及零矢量的作用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的

西门子变频器的主要控制方式

》线性 V/f控制, P1300 = 0 可用于可变转矩和恒定转矩的负载,例如,带式运输机和正排量泵类。 》带磁通电流控制(FCC)的线性V/f控制, P1300 = 1 这一控制方式可用于提高电动机的效率和改善其动态响应特性。 》抛物线 V/f控制 P1300 = 2 这一方式可用于可变转矩负载,例如,风机和水泵。 》多点 V/f控制 P1300 = 3 有关这种运行方式更详细的资料,请参看 MM440“参考手册”。 》纺织机械的 V/f控制 P1300 = 5 没有滑差补偿或谐振阻尼。电流最大值 Imax控制器从属于电压而不是频率。 》用于纺织机械的带FCC 功能的 V/f控制 P1300 = 6 P1300 = 1和P1300 = 5的组合控制。 》带独立电压设定值的 V/f控制 P1300 = 19 电压设定值可以由参数P1330给定,而与斜坡函数发生器(RFG)的输出频率无关 》无传感器矢量控制 P1300 = 20 这一控制方式的特点是,用固有的滑差补偿对电动机的速度进行控制。用这一控制方式时,可以得到大的转矩、改善瞬态响应特性、具有优良的速度稳定性,而且在低频时可以提高电动机的转矩。可以从矢量控制变为转矩控制(参看 P1501)。 》带编码器反馈的速度控制 P1300 = 21

带速度编码器反馈的磁场定向控制可以实现: ¨提高速度控制的精度,改善速度控制的动态响应特性。 ¨改善低速时的控制特性。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台,正品现货、优势价格、迅捷配送,是一站式采购的工业品商城!具有 10年工业用品电子商务领域研究,以强大的信息通道建设的优势,以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力,为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解相关变频器产品的选型,报价,采购,参数,图片,批发等信息,请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/765447723.html,。

(完整版)变频器原理与应用试卷

变频器原理及应用试卷 一.选择题 1.下列选项中,按控制方式分类不属于变频器的是(D )。A.U/f B.SF C.VC D.通用变频器 2.下列选项中,不属于按用途分类的是(C )。 A.通用变频器B.专用变频器C.VC 3.IPM是指( B )。 A.晶闸管B.智能功率模块C.双极型晶体管D.门极关断晶闸管 4.下列选项中,不是晶闸管过电压产生的主要原因的是(A )。 A.电网电压波动太大B.关断过电压 C.操作过电压D.浪涌电压 5.下列选项中不是常用的电力晶体管的是(D )。A.单管B.达林顿管C.GRT模块D.IPM 6.下列选项中,不是P-MOSFET的一般特性的是(D )。A.转移特性B.输出特性C.开关特性D.欧姆定律

7.集成门极换流晶闸管的英文缩写是(B )。A.IGBT B.IGCT C.GTR D.GTO 8.电阻性负载的三相桥式整流电路负载电阻 L R上的平均电 压 O U为(A )。 A.2.34 2 U B.2U C.2.341U D.1U 9.三相桥式可控整流电路所带负载为电感性时,输出电压 平均值 d U为为(A ) A.2.34 2cos U B.2U C.2.341U D.1U 10.逆变电路中续流二极管VD的作用是(A )。 A.续流B.逆变C.整流D.以上都不是11.逆变电路的种类有电压型和(A )。 A.电流型B.电阻型C.电抗型D.以上都不是 12.异步电动机按转子的结构不同分为笼型和(A )。A.绕线转子型B.单相C.三相D.以上都不是 13.异步电动机按使用的电源相数不同分为单相、两相和(C )。 A.绕线转子型B.单相C.三相D.以上都

变频器常用的几种控制方式

变频器常用的几种控制方 式 Prepared on 22 November 2020

变频器常用的几种控制方式 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素,除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介 变频器的基本结构 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,有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。

(1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性,基于在改变电源频率进行调速的同时,又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的,通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f控制变频器结构非常简单,但是这种变频器采用开环控制方式,不能达到较高的控制性能,而且,在低频时,必须进行转矩补偿,以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,它是在V/f控制的基础上,按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率,并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率,就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式,在控制系统中需要安装速度传感器,有时还加有电流反馈,对频率和电流进行控制,因此,这是一种闭环控制方式,可以使变频器具有良好的稳定性,并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位,以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制,进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间,又可以形成各种PWM波,达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。 基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致,但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制,使之满足一定的条件,以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此,基于转差频率的矢量控制方式比转差

变频器控制方式选型(精)

变频器控制方式选型 概述:本文介绍了通用变频器的控制方式,以及在实际应用中如何选择合理的型号。 关键词:控制方式选型 1引言 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 2变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380~690V,输出功率为0.75~560kW,工作频率为0~500Hz,它的主电路都采用交直交电路。其控制方式经历了以下四代。 2.1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。 2.2电压空间矢量(SVPWM)控制方式 它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。 2.3矢量控制(VC)方式 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 Ia1Ib1,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相当于与转矩成正比的电枢电流),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。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁

变频器定义及工作原理概述

变频器定义及工作原理概述 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,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。 变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后,电力电子器件经历了SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MGT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS 控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程,器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。 变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 VVVF:改变电压、改变频率 CVCF:恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源,无论是用于家庭还是用于工厂,其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz),等等。通常,把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。 用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。 变频器的工作原理 我们知道,交流电动机的同步转速表达式位: n=60 f(1-s)/p (1) 式中 n———异步电动机的转速; f———异步电动机的频率; s———电动机转差率; p———电动机极对数。 由式(1)可知,转速n与频率f成正比,只要改变频率f即可改变电动机的转速,当频率f在0~50Hz的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 变频器控制方式 低压通用变频输出电压为380~650V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。 1U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式 其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性

西门子PLC与变频器之间的总线的连接

西门子PLC与变频器之间的总线的连接 (1) 系统配置 该系统以西门子公司和ABB公司的相关产品来实现全数字交流调速系统在Profibus-DP网中的通讯及控制原理。附图为该系统的Profibus-DP网的网络配置图,其中PLC为西门子公司的SIMATIC S7-315-2DP,变频器为ACS600系列,NPBA-12为与变频器配套的通讯适配器。编程软件为STEP7 V5.2软件,用于对S7-300 PLC编程和对Profibus-DP网进行组态和通讯配置。上位机画面操作采用WinCC5.1进行画面编程和操作,与PLC通讯采用以太网通讯方式。 (2) 通讯协议 在本系统中,S7-300 PLC作为主站,变频器作为从站时,主站向变频器传送运行指令,同时接受变频器反馈的运行状态及故障报警状态的信号。变频器与NPBA-12通讯适配器模块相连,接入Profibus-DP网中作为从站,接受从主站SIMATIC S7-315-2DP 来的控制。NPBA-12通讯适配器模块将从Profibus-DP网中接收到的过程数据存入双向RAM中,的每一个字都被编址,在变频器端的双向RAM可通过被编址参数排序,向变频器写入控制字、设置值或读出实际值、诊断信息等参量。变频器现场总线控制系统若从软件角度看,其核心内容是现场总线的通讯协议。Profibus-DP通讯协议的数据电报结构分为协议头、网络数据和

协议层。网络数据即PPO包括参数值PKW及过程数据PZD。参数值PKW是变频器运行时要定义的一些功能码;过程数据PZD是变频器运行过程中要输入/输出的一些数据值,如频率给定值、速度反馈值、电流反馈值等。 Profibus-DP共有两类型的网络PPO:一类是无PKW而有2个字或6个字的PZD;另一类是有PKW且还有2个字、6个字或10个字的PZD。将网络数据这样分类定义的目的,是为了完成不同的任务,即PKW的传输与PZD的传输互不影响,均各自独立工作,从而使变频器能够按照上一级自动化系统的指令运行。 3、STEP7项目系统组态及通讯编程 (1) 使用STEP7V5.2组态软件,进入Hardware Configure完成S7-300 PLC硬件组态;

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