台达变频器技术培训

1台达变频器培训应用技术篇2内容大纲变频器基本知识介绍台达变频器系列介绍台达B系列变频器参数说明及调试故障处理3变频器基本知识介绍4电气传动系统构成中间传动机构交流电源输入终端机械交流电机直流调速装置直流输出皮带轮、齿轮箱等风机、泵等直流电机交流调速装置交流输出执行机构变频器5电气传动系统负载特性传动机构电动机生产机械负载特性摩擦恒转矩生产流水线起重行走速度T负载转矩势能恒转矩电梯起重机提升恒功率（速度越低，负载转矩越大）机床开卷机/收卷机变转矩（速度越低，负载转矩越小）风机水泵负载转矩大小于与转速无关6电气传动的意义序号意义有代表意义的行业或设备1节能风机、水泵、注塑机2提高产品质量机床、印刷、包装等生产线3改善工作环境电梯、中央空调注：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7•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•VoltageVariableFrequency）•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8变频调速的优势序号优点1平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全2在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度3无级调速，调速精度大大提高4电机正反向无需通过接触器切换5非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制9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10变频器控制算法项目通用变频器高性能变频器控制算法V/F控制＋转矩提升同步机异步机控制算法基本相同开环矢量控制（无速度传感器矢量控制）闭环矢量控制（有速度传感器矢量控制）异步机和同步机需要不同的控制算法调速范围1:401:100（开环矢量),1:1000(闭环矢量)启动转矩无要求150%0.5Hz稳速精度与转差有关（2-3%)0.5%(开环矢量)，0.05%(闭环矢量)转矩控制无有控制算法简单复杂电机参数不依赖电机参数，支持同时驱动不同类型不同功率的电机电机参数对控制性能的影响较大，一般只能驱动一台电机11台达变频器系列介绍12机种•高阶磁束矢量控制型VFD-C2000•主动式电源回升单元AFE2000•精密伺服油电节能系统VFD-VJ•永磁同步门机驱动型VFD-DD•电梯专用型VFD-VL•电梯门机控制型VFD-M-D•多功能/迷你型VFD-EL•内置PLC型VFD-E•高性能磁束矢量控制型VFD-VE•泛用矢量型VFD-B13机种•高功能简易型VFD-S•多功能简单型VFD-L•超低噪音迷你型VFD-M•风机水泵专用型VFD-F•应急电源EPS专用型VFD-F-E•卷绕拉丝专用型VFD-B-W•塑胶/空油压机变频专用型VFD-G•高功能/平板型VFD-B-P•跑步机专用型VFD-M-Z•塔吊回转机VFD-B-J14台达B系列变频器参数说明及调试15功能说明启动方式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16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17加减速时间（S/min)频率时间Fmax－最大输出频率加速时间减速时间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18点动点动命令点动命令f1t1t3t2时间频率时间点动间隔时间注：一般在调试时使用，如：确定运转方向、反向倒车等19功能功能简介控制算法交流电机的控制方案，包括V/F控制、矢量控制多段速用外部端子组合选择多个内部已预设的频率作为运行频率内置PID闭环控制必选功能PLC运行由用户自由编程的多段定时自动变速功能加减速曲线确定目标设备的加减速时间，有直线和S曲线两种跳跃频率为避免机械谐振特设的变频器不能长期稳定运行的指定频率带AVR根据电网电压自动调整输出电压自动限流电流超过预设值后变频器自动调整输出频率和电压防止跳闸过压失速加减速过程中直流母线电压过高后变频器自动停止加减速过流失速加减速过程中电流超过预设值后变频器自动停止加减速转速跟踪直接将正在自由旋转的电机由当前速度驱动到预定速度异常再启动设定异常后，驱动器自动重置/启动的功能自动省电运转定速运转中由负载功率自动计算最佳的电压值供应给负载20PID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。Kp11/(TiS)TdS控制对象RCE+-+++UE=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)21变频器运行要素运行给定运行命令决定速度大小（直接速度给定、多段速、PID结果）决定电机的运行方向决定变频器是启动还是停止序号运行命令运行给定变频器状态1无运行命令×停机2有正向或反向运行命令给定为0零速运行3有正向运行命令有非0给定正向运行4有反向运行命令有非0给定反向运行5有正向或反向运行命令给定由非0变为0减速而后保持零速运行4运行中直接方向命令切换有非0恒定给定减速到0后反向运行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：22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•4、进行功能预置：根据生产机械的具体要求，调整变频器内各功能的设定23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24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；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25变频器选型•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。•确定负载可能出现的最大电流，以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该电流小于适配电机额定电流，则按适配电机选择对应变频器，•以下情况要考虑容量放大一档：•1、长期高温大负荷2、异常或故障停机会出现灾难性后果的现场•3、目标负载波动大4、现场电网长期偏低而负载接近额定•5、绕线电机、同步电机或多极电机（6极以上）26变频器选型•充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。•对于变频器的选配件选配，必须要把握以下几个原则：•以下情况要选用交流输入电抗器、直流电抗器–民用场合，如：宾馆中央空调–电网品质恶劣或容量偏小的场合–如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大，变频器频繁炸机•以下情况要选用交流输出电抗器–变频器到电机线路超过100米（一般原则）•以下情况一般要选用制动单元和制动电阻–提升负载–频繁快速加减速–大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）27变频器选型使用通用变频器的行业和设备使用矢量变频器的行业和设备纺织绝大多数设备纺织有张力控制场合需使用冶金辅助风机水泵、辊道、高炉卷扬冶金各种主轧线、飞剪石化用风机、泵、空压机电梯门机、起重行走电梯、起重提升供水油田用风机、水泵、抽油机、空压机电厂风机水泵、传送带市政锅炉、污水处理部分拉丝机牵引拉丝机的收放卷凹版印刷水泥、陶瓷、玻璃生产线全线传送带矿山风机泵矿山提升机卷烟制丝卷烟成型包装低速造纸及配套风机水泵、制浆高速造纸、切纸机、复卷机28变频器故障处理29过电流•（一）运行中过电流•1、变频器输出侧短路或接地•在输入端R、S间接入一个电压表，给定频率慢慢增过重加，如输出频率刚上升即跳闸，且电压表有瞬间回0的迹象，则说明变频器输出端已短路或接地。脱开电机，重复上述过程，如还跳闸，则变频器内部短路；否则检查外围线路及电机•2、负载过重•转动机械部分，如机械无故障，则调整V/F曲线，如还带不动，可增大传动比，或增到电机容量•3、轻载跳闸•（1）负载波动较大：为了重载时能带动，V/F预置较高。轻载时，电机磁路严重饱和，因出现尖峰励磁电流而跳闸。可考虑矢量控制；如无，则调整V/F；如调不好，则加大变频器容量•（2）V/F预置与负载不匹配：如风机类，V/F预置过高30过电流•（二）升速或降速中过电流•1、延长升、降速时间•2、增大电流上限值•失速防止的阀值•3、其它•（1）增大传动比•（2）加大变频器容量31过载•1、检查电动机是否发热•（1）温升不高•过载保护预置值能否提高，如没有余量，则需加大变频器容量•（2）温升过高•加大传动比；加大电机容量•2、检查电机侧三相电压是否平衡•（1）电机侧不平衡。再检查变频器输出端是否平衡，如不平衡，则检查变频器逆变模块及驱动电路；如平衡，检查线路及连接•（2)平衡•可考虑降低V/F来减小电流；若减低后带不动负载，则考虑加大变频容量。也可考虑矢量控制•3、误动作•接近额定频率运行，钳形表测量变频输出电流，观察变频显示电流，若显示远大于测量，则内部检测故障32过热•1、风量太小•更换风扇•2、风量正常•（1）如在柜内，加强柜内通风•（2）如在柜外，可在变频器外部增加风扇33过电压•（一）运行过程中过压•1、电源电压过高•2、干扰过电压•如变电所内补偿电容投入或切除时有可能瞬间过压，