安川变频器培训三：实际工程应用

─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology（内部资料注意保存）《中国工业自动化培训网》变频器原理应用维修─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology主讲:骆建方Mobile：1896217476613912789805E-mail：[e-mail]课间欢迎学员随时提出疑问讨论问题变频器原理应用维修─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.1变频器PID应用•变频器PID应用主要应用在过程控制中，如恒压供水控制、恒压供气控制、恒温控制等。变频器控制什么量，就由传感器将什么量转化为电信号，这个电信号和给定信号在变频器内进行比较，比较的差值控制变频器的输出频率，来控制电动机的转速，使变频器的控制量保持恒定。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.1.1富士G11S变频器参数设置•富士G11S变频器，拖动7Kw电动机，为压力罐充气，PID控制，压力表量程1MPa,输出电流4—20mA,要求罐中压力0.6MPa,请选择参数。•解：电路连接如图。压力变送器─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•需要解决的问题：1.反馈端子的确定；•2.目标信号给定端子的确定；•3.目标信号的给定值为多少；•4.PID控制端子的确定；•5.P、I、D参数的选取。•上述5项都要通过变频器的功能码进行预置。•下面根据流程图从编码表中查找具体参数；不明确的地方参考参数的解释说明。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•富士G11S变频器PID控制参数：•1.目标量目标量在设置时大小等于反馈量。在本控制中，反馈量为：压力表的量程为1MPa，控制压力为0.6MPa，为压力表总量程的60%，其输出信号也为总输出信号的60%，(4+（20-4）x60%=13.6mA)。目标量输入的是电压值，0—10V，其60%为6V,即12端子输入电压为6V；C1端子输入电流为13.6mA。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•2.功能参数•E01=20(X1端子有效，OFF,PID有效)•E02=11（X2端子有效，OFF,F01设定目标值，ON,PID无效，由键盘设定频率。变频器在起动时，可由该端子控制，防止起动时跳闸）•F01=1（电压设定目标值）•H20=1（PID正动作）•H21=1（C1端子为反馈端子，并正动作）•H22，P增益，0.01～10.0倍；•H23，I积分时间，0.01～3600s•H24，D微分时间，0.01～10.0s；现场调试决定•H25，PID反馈滤波，0.0～60s。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.关于多功能输入输出端子的使用•1）在上例中，用E01—E09参数（对应X1—X9端子）指定一个PID功能切换端子，为什么用端子进行切换，而不用编程的方法进行切换呢？因为用端子切换是随机的，不受时间的限制。•2)E01—E09参数只是选定端子，这个端子干什么还要用参数值确定。E01=20，“20”就是参数值，这条指令的含义是：X1端子有效，功能是控制PID功能切换。•3）多功能输出端子的使用也是如此，首先选定端子，再指定端子干什么。•4）这种控制和编码方式具有普遍性，多种变频器采用这种方法。如三肯、三菱、台达、英威腾等。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.1.2康沃CAF-P2变频器恒压供水•1.参数设置•本例为康沃CAF-P2变频器，其参数设置为：•目标信号，由电位器RP给定；•反馈信号，由SP传感器取出，从VII输入；•主要功能：•H-48=2（内置PID控制）•H-49=2（目标信号从VII输入）•H-50=1（PID反馈信号从端子II输入）•H-51=0（反馈信号正逻辑）•H-54=2（PID结构选择，为PI控制）─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•2.控制电路•电路具有工频—变频切换功能。工频——变频切换有几个关键问题。•1）电动机从变频器切出前变频器必须停止输出•KM2断开前变频器必须停止输出，在停止输出后至少延迟0.1S，KM2才动作，不允许变频器停止输出和KM2同时动作。•2）电动机切换到工频电源时要有一定延时，但其转速不要低于额定转速的80%。•切换前变频器输出频率要达到50Hz，切换后要延迟0.2—0.4S,KM3才闭合，此时电动机的转速要控制在额定转速的80%以内。•3）变频器的输出相序和电动机的相序要相同。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3）采取切入延迟的方法减小切入电流•当电动机从变频器上切出后，随着延迟时间的延长，转子电流下降，定子上的感应电压也下降，使切入电流下降。这就是电动机从变频器上切出后，为什么要有一定的延迟时间才投入到工频电源上的原因。此图不能用改造后的控制电路─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.3变频器在旋转窑上的应用•水泥回转窑是水泥熟料干法和湿法生产线的主要设备。回转窑广泛用于冶金、化工、建筑耐火材料、环保等工业。回转窑由筒体，支承装置，带挡轮支承装置，传动装置，活动窑头,复合碎石机，窑尾密封装置，喷煤管装置等部件组成。回转窑的回转部分如右图所示。回转窑的窑体与水平呈一定的倾斜，整个窑体由托轮装置支承，并有控制窑体上下窜动的挡轮装置。回转窑的转动由电动机通过齿轮减速箱，减速箱的输出齿轮和回转窑的回转齿条啮合，拖动回转窑转动。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.3.1.回转窑负载的特点分析•启动时回转窑内的物料处于正下方，在窑体起动并不断加速的过程中，整个窑体要克服摩擦力、窑体变形产生的阻力以及窑内的物料堆积角产生的阻力。当窑体克服所有阻力开始转动时，堆积物料的偏转角也随着变化，当物料偏转角达到90度时（见图b所示），此时物料所引起的附加转矩最大，变频器的输出电流也最大，达到正常工作电流的3-4倍。此时变频器的输出频率上升到10-13Hz。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•起动过程，既是一个加速过程，也是克服设备巨大惯性的过程。一旦变频器克服了这种大惯性负载而起动起来，维持正常运转时，所需的驱动转矩及功率就很小了。根据回转窑的这种负载特点，选择变频器及电动机的功率就比较复杂，功率选择过大，起动没问题，但正常运转时出现大马拉小车现象，能耗大，一次性投资加大；功率选择小些适合于正常运行，效率高投资小，但不能正常起动。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.3.2.变频器选择原则•根据上述回转窑负载特性的分析，变频器在选型和容量选择上有其特殊性。•1）变频器在起动时负载很大，是正常工作时的几倍，因此，变频器的容量选择要有充分的裕量，否则变频器将不能正常启动。•2）变频器是在起动时的低速区（10～13Hz）电流最大，因此变频器在选型时要选择起动过载能力大、具有低频转矩补偿的变频器。•3）提高电动机的上限转速，加大减速装置的传动比，以提高起动时的低频转矩。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3.3.3应用实例•1.变频器容量选择•有一水泥厂的回转窑改造项目，原来选用55KW电动机调速驱动，因回转窑烧结温度较高，热膨胀系数较大，窑体变形严重，使起动及工作电流增大，电动机经常堵转不能正常运转。•改造时考虑到原电动机的功率不足，同时考虑到55KW、4极电动机转速为1500r/min，而回转窑正常运行时电动机的转速为800r/min左右，当非正常运行时转速更低。因为电动机是由自己的同轴风扇吹风散热，当电动机的转速下降较大时，电动机的散热效果很差，造成电动机发热严重。•根据以上情况，将此回转窑拖动改为90kW、6极电动机，选择惠丰HF-G7-90T3型通用变频器，该变频器功率90kW，额定电流180A。变频器频率控制为模拟电位器调速。•当电动机正常运转在800r/min时，变频器的输出频率为40Hz左右，因而避免了由于4极电动机运转在800r/min时电动机散热不良的问题。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•2.调试出现的问题•1）变频器选择HF-G7-90T3，起动正常，但在运行中频繁跳“OC”过流，使生产不能正常进行。查其原因，发现由于负载惯量大，物料在窑中滚动时不断形成附加转矩，使变频器产生瞬间过电流。瞬时峰值电流达340A。而HF-G7-90T3变频器的过载极限电流为270A，小于其负载峰值电流，故不能正常工作。根据这一现场情况，经反复论证计算，最后变频器选择为HF-G9-160T3型，该变频器额定功率160kW，额定电流320A。•2）变频器选择为HF-G9-160T3，额定电流为320A，过载能力为1.5-1.8倍，过载极限电流为480-570A。电动机仍为90kW，变频器的输出电流是电动机额定电流的280%-300%，是瞬时峰值电流340A的140%-160%，因此，足可以克服负载瞬时波动产生的峰值电流，回转窑运行正常，不再跳“OC”过流。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterApplicationTechnology第三章：变频器工程应用•3）变频器在正常停机的情况下，启动困难，借助辅助设备才有可能起动。分析其情况，判断为起动转矩不足，修改变频器的转矩补偿曲线，即加大变频器的低频起动力矩，解决了正常停机的起动问题。•在以上反复确定变频器的容量时，根据就是电动机的瞬态电流，当变频器的瞬态电流超过了变频器的最大过载电流时，变频器就跳闸。改造前选用55kW的电动机都能工作，可驱动变频器后来增加到160kW（电动机增加为90kW），就是因为电动机工作时有很大的瞬态电流，这就是冲击性负载变频器选择功率时为什么会比实际功率大很多。─ACInverterApplicationTechnology─ACInverterAppl