变频器控制技术 (2)
变频器的基本原理及调试方法讲解
变频器的基本原理及调试方法讲解变频器的基本原理及调试方法讲解1.变频器基础1: VVVF 是Variable Voltage and Variable Frequency 的缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。
2: CVCF 是Constant Voltage and Constant Frequency 的缩写，意为恒电压、恒频率，也就是人们所说的恒压恒频。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。
交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95％左右。
无论是用于家庭还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的标准，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，其它国家的电源电压和频率可能于我国的电压和频率不同，如有单相100V/60Hz，三相200V/60Hz等等，标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常，把电压和频率固定不变的工频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），这个过程叫整流。
把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定的固定频率和一定电压的逆变电源。
对于逆变为频率可调、电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波，主要是用在三相异步电动机调速用，又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器，要对波形进行整理，可以输出标准的正弦波，叫变频电源。
一般变频电源是变频器价格的15－－20倍。
由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器。
变频器也可用于家电产品。
变频器的参数设置
6SE70变频器的上位机通信 2.SIEMENS 6SE70变频器的上位机通信
2.1 SIMOVIS/DriveMon 上位机软件的设置
(3) USS 通讯参数的设置 P368=4 设定控制方式为USS P554（ON\OFF的源）=B2100 （USS接收到的字1的第0位） P707.1（USS报文PZD区的第1个字）=K32（状态字1） P707.2（USS报文PZD区的第2个字）=KK148（实际速度） P555（选择OFF2指令的源）=B2101（USS接收到的字1的第1位） P565（失败确认选择源）=B2107（USS接收到的字1的第7位）） P571=B2111 正转方向选择源 P572=B2112 反向方向选择源 P443（主给定选择源）=K2002（状态字2）
6SE70变频器的上位机通信 2.SIEMENS 6SE70变频器的上位机通信
基于USS 2.2 基于USS 通信对变频器的远程操作
（1）当参数设置完毕后，可利用上位计算机对现场变频器实施 远程控制，参数设置界面如图3-2所示。在软件界面左下角处有 红色（停止）和绿色（启动）按钮，可以实现对变频器（电动 机）的远程启停控制。 （2）变频器运行时，会发出清脆的继电器吸合声，在 “Setpoint(设置值)”处可以填入你所希望的数字，用百分比 来表示。100%表示以正转矩方向最高速度运转，当输入设定值 之后键入回车键，变频器即按你的意愿进行运行。停止时会在 变频器的参数列表上观测到变频器的工作参数，如r002 显示当 前设定的频率，r003显示变频器输出电压，r004 显示变频器输 出电流等。当负载变化时，则对应的电压、电流也发生变化。
(2)按P键开始复位，复位过程大约为2Min，这样可保证变频器 的参数均回到工厂默认值。复位结束后，面板显示为P970，继 续下面的设置。
《变频器控制技术》课件及部分习题答案 (5)
（3）当要求变频器输入端的功率因数 提高到0.93时；
（4）当变频器接入到大容量供电变压 器上时（大于550kW以上），需要 配置直流电抗器。
图7-1
7.1 变频调速系统作用主要有 三个方面：
（1）、减小输出侧的电压上升率 ，从而延长电动机的使用寿命；
第七章 变频调速系统的设计、安装与维护
知识目标： 1、掌握变频调速系统主电路的结构及各部分作用。 2、掌握变频器控制方式的选择的方法。 3、掌握变频器选择时容量的计算方法。 4、掌握变频调速系统外围元器件的选择方法。 5、掌握变频调速系统典型控制电路的分析方法。 6、掌握变频器抑制各种干扰的措施。 7、掌握变频器安装过程中的各种要求及调试方法。
7.2 变频器的选择——变频器容量的计算
7.2.2 变频器容量的计算
遵循的基本原则是“最大电流原则”，即变频器的额定电流必须大
于电动机的额定电流或在运行过程中的最大电流。
1．连续运行场合
选择容量时要适当留有余地，一般按下式选择。
或
2、加/减速运行场合变频器容量的计算 变频器的最大输出转矩由变频器的最大输出电流决定。
能力目标： 1、能够根据不同需要选择变频器。 2、能够根据不同需要选择变频调速系统的外围元器件。 3、会设计变频调速系统的控制电路。 4、能够安装与调试变频调速系统。
7.1 变频调速系统主电路的结构
变频器调速系统的主电路 是指系统中实现主要控制 任务的电气回路，如图71所示。
由于变频器自身具有比较 完善的过电流和过载保护功 能，且断路器也具有过流保 护功能，所以变频调速系统 的进线侧可以不必接熔断器， 并且在变频器只拖动一台电 动机的情况下，也可不必接
2-交流电机变频调速详解
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）
变频器选型—选型原则
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
冶金辅助风机水泵、辊道、高炉卷扬 石化用风机、泵、空压机 电梯门机、起重行走 供水 油田用风机、水泵、抽油机、空压机
多
0.4-315KW
EV1000 EV2000
TD3000 2.2-75KW TD3100 高 TD3300
高动态性能 动态性能好 总线设计 精确控制 网络化应用 行业专用
0.4-5.5KW
功 能
TD900
调速、通讯 操作简便
功能丰富 适用面广
高稳态性能
成 本
完整的功率段 行业专用
少
宽电压范围
元件化设计
R S T P1 (+) PB (-) U V
MOTOR
W
PE
POWER SUPPLY
制动电阻
工频电网输入 380V 3PH/220V 3PH
直流电抗器
三相交流电机
220V 1PH
变频器的构成—控制回路接口
接口类型 主要特点 主要功能
开关量输入
开关量输出 模拟量输入
无源输入，一般由变频 启/停变频器，接收编码器信号、多 器内部24V供电， 段速、外部故障等信号或指令
2.3 交流电机变频调速
•概 述
异步电机的变压变频调速系统一 般简称为变频调速系统。由于在调速 时转差功率不随转速而变化，调速范 围宽，无论是高速还是低速时效率都 较高，在采取一定的技术措施后能实 现高动态性能，可与直流调速系统媲 美。因此现在应用面很广，是本篇的 重点。
变频器参数及功能详解(最全)
1.2变频器结构
1.3变频器工作原理
1.4变频器基本参数
1.5变频器软件Drive windows PC使用说明
1.6变频器程序功能
1.7控制方框图
1.8信号与参数功能
1.9故障追踪
1.1概述
变频器作为一个工业产品的名称被应用在风电行业，也称变流器（converter）。在风电行业，变频器有其特殊的结构，主要区别在于，A、风电行业的变频器带有并网柜；B、风电行业的变频器带有crowbar（电网故障时，用于保护变频器）。另外风电变流器应满足恶劣、高海拔、振动、高温、低温等环境的要求，环境的要求详见第四部发电系统技术条件。我公司2.0MW风电机组采用双馈发电方式，因此对于全功率变频器的原理及实现方式不予介绍。本部分变频器的目标对象是ABB生产的ACS800-67－1160/480，该变频器作为一款广泛应用的风电变频器，其结构、原理、功能等方面与各主流的变频器基本一致。
图1.3.1变频器基本结构
1.3.2并网原理
1.3.2.1并网过程分为两个部分：同步和并网。
并网的基本条件是：定子电压和电网电压同幅、同相位、同频、同相序。变频器通过检测发电机转子的位置，及电网磁场电角度，给定发电机转子励磁，使得发电机定子电压满足并网条件。
1.3.2.2同步主要目的是：在闭合定子和电网之间的主断路器前，迫使定子电压与电网电压同步。这会降低断路器闭合时的瞬态电流转矩冲击。为了正确地完成这个动作，电网、定子、转子和编码器的相序必须正确。其次目的是：确定由编码器测出的转子的实际位置，以便转子磁通能正确的转换到定子侧，反之亦然。
图1.3.2-2转子相序错误
1.3.2.3并网
对双馈发电方式将风力发电机连接到电网上的步骤如下：
G120变频器总线控制(技术讲解)
G120的速度设定值
从参数表中可以看出G120 的基准为50HZ，G150的 基准应该是1500r/m M是变频器接收的过程映 像值，N是我们在PLC里 需要输入的设定值
MM440、G120和SEW系列频率设定值和过程映像值在程序的转换
MM440、G120的frequency setpoint in Hz
G120还有很多报文，标准报文1，报文 352,353等等，根据实际需要控制字和状 态字的个数选择相应的报文。下面看下 报文的第一个控制字和第一个状态字每 个位的含义，都是固定的不能修改，除 非使用的999自由报文，可以自由设置 每位的含义。
G120的第一个控制字QW1760，共16位
从控制字的16位我们可 以看出，只有给变频器 发送W#16#047F时，变 频器才会运行，给变频 器发送16#047E时变频 器准备运行，当位0， 也就是控制字QW1760 的第0位，Q1761.0为1 时，变频器就会运行。
• L #FQ_SET • L 5.000000e+001 • <R • L 1.638400e+004 • L #FQ_SET • *R • L 5.000000e+001 • /R • TRUNC • T #CONTROL_WORD.WORD_HSW 公式： PZD=频率设定值*16384/50 以雨淋线MM440举例子（FC中的IN变量不
变频器总线控制
4. 门线的LJU控制器也是一种变频器 门线控制系统有7个DKZ，每个DKZ所控制的区域最多容纳30辆LJU小车，
应该由报文控制小车的数量决定的，这和变频器的报文一样的，如果你 选择了2个字的报文，第一个字固定的，第二个字设为速度控制，如果你 想用程序来控制斜坡就不可以了，报文只有两个字，这种情况可以选择3 个或3个字以上的报文。 目前7个DKZ控制着109辆小车。对DKZ和LJU小车 不是太熟悉就不介绍了。 5. 还有些用的比较少的变频器，比如合装台的CT变频器，三角窗的三菱 FR-E540变频器
变频调速的控制方式
４）直接转矩控制（ＤＴＣ控制） 直接转矩控制是 把电动机和逆变器看成一个整体，采用空间电压矢 量分析方法在定子坐标系进行磁通、转矩计算，通 过跟踪型 ＰＷＭ 逆变器的开关状态直接控制转矩。因 此，无需对定子电流进行解耦，免去矢量变换的复
杂计算，控制结构简单。该技术在很大程度上弥补 了矢量控制的不足，并以新颖的控制思想，简洁明 了的系统结构，优良的动静态性能得到了迅速发展。 目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功 率交流传动上。
直接转矩控制它以测量电动机电流和直流电压 作为自适应电动机模型的输入。该模型每隔２５ μｓ 产生一组精确的转矩和磁通实际值，转矩比较器和 磁通比较器将转矩和磁通的实际值与转矩和磁通的 给定值进行比较获得最佳开关位置。由此可以看出 它是通过对转矩和磁通的测量，即刻调整逆变电路 的开关状态，进而调整电动机的转矩和磁通，以达 到精确控制的目的。
７）其他非智能控制方式 在实际应用中，还有 一些非智能控制方式在变频电源的控制中得以实现， 例如自适应控制、滑模变结构控制、差频控制、环 流控制、频率控制等。
２．智能控制方式 １）神经网络控制 神经网络控制方式应用在变 频电源的控制中，一般是用于比较复杂的系统控制， 这时对于系统的模型了解甚少，因此神经网络既要 完成系统辨识的功能，又要进行控制。而且神经网 络控制方式可以同时控制多个变频电源，因此神经 网络在多个变频电源级联时进行控制比较适合。但 是神经网络的层数太多或者算法过于复杂都会在具 体应用中带来不少实际困难。
变频器的运行参数
变频器的运行参数变频器是一种用于控制电动机转速的设备。
它通常通过调整电源频率和电压来控制电动机的运行参数。
运行参数是指影响电动机运行性能的各种参数。
以下是关于变频器运行参数的详细解释。
1.输入电压和频率：输入电压和频率是变频器的基本参数之一、通常，变频器可以适应不同的电源电压和频率。
输入电压一般有220V、380V等，而输入频率包括50Hz和60Hz两种。
变频器会将输入电源的电压和频率转换为适合电动机运行的电压和频率。
2.输出电压和频率：输出电压和频率是变频器控制电动机的关键参数。
通过调整输出电压和频率，可以控制电动机的转速和转矩。
输出电压一般为电源电压的一部分，在变频器的输出端通过PWM(脉宽调制)技术产生。
输出频率可以在一定范围内进行调节，常用范围为0-400Hz。
3.输出功率：输出功率是变频器的另一个重要参数。
它表示变频器可以控制的电动机最大功率。
常见的输出功率有0.4kW、1.5kW、5.5kW等，可以根据应用的需求选择适当的功率等级。
4.控制方式：变频器的控制方式可以是V/F控制(电压/频率控制)、矢量控制等。
V/F控制是最简单的控制方式，通过调整输出电压和频率的比例来控制电动机的转速和转矩。
矢量控制是一种更高级的控制方式，可以精确控制电机的转速和转矩，适用于对转速和转矩要求较高的应用。
5.加速时间和减速时间：加速时间和减速时间是指变频器从启动到达设定转速和从运行状态停止的时间。
加速时间和减速时间可以通过设定变频器的参数进行调整。
较长的加减速时间可以减小电动机启动时的冲击和负载的冲击，有利于电机和传动装置的寿命。
6.过载能力：过载能力是指变频器和电动机在短时间内可以承受的额外负载。
变频器和电动机通常具有一定的过载能力，可以应对瞬时负载的变化。
过载能力一般通过设置电流限制和过流保护来实现。
7.故障保护：变频器还通常具备各种故障保护功能，以确保电动机和变频器的安全运行。
常见的故障保护功能包括过流保护、过载保护、过热保护、短路保护等。