变频器,变频调速操作控制,QY-TS02

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。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。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
一、变频调速实际运用分析
1.在闭环控制回路中，变频器作用类似风开式调节阀，对于实用风关式调节阀控制回路需在变频器上设定最低下降频率，当仪表装置故障时变频器输出最低频率，保证电机运转，维持工艺流程最低安全量，不至于生产中断。变频器下限频率设定必须通过实际测试，不能随意变动。
2.机泵有多条支路情况是变频调速闭环控制难点。这里考虑因素很多，情况也千差万别，选定控制方案要进行缜密分析和细致比较，否则会造成项目失败。一般情况下多条支路流量压力差别较大时，选择流量大或压力高的支路作为调节参数，控制变频器，其它支路采用调节阀，当量上的支路控制参数发生变化或扰动所需调节量很小，不致于对量的支路造成影响，而量大的支路，控制参数变化所需的调节量，能满足小支路的调节，最终达到平衡。
二、变频器基本参数的调试
1.加减速时间
加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。
加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。　　
2.转矩提升
转矩提升是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。
3.电子热过载保护
它为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。
电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。
4.频率限制
即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
5.偏置频率
有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时，可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低，如图1。有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在0～fmax范围内，有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时，变频器输出频率不为0Hz，而为xHz，则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。
6.频率设定信号增益
此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题；同时方便模拟设定信号电压的选择，设定时，当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA)，求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可；如外部设定信号为0～5v时，若变频器输出频率为0～50Hz，则将增益信号设定为200%即可。
7.转矩限制
可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值，经CPU进行转矩计算，其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时，也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。
驱动转矩功能提供了强大的起动转矩，在稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速时间设定过短时，也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时，电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利，以设置为80～100%较妥。
制动转矩设定数值越小，其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%，可使加到主电容器的再生总量接近于0，从而使电动机在减速时，不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上，如制动转矩设定为0%时，减速时会出现短暂空转现象，造成变频器反复起动，电流大幅度波动，严重时会使变频器跳闸，应引起注意。
8.加减速模式选择
又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和S三种曲线，通常大多选择线性曲线；非线性曲线适用于变转矩负载，如风机等；S曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性，选择相应曲线，但也有例外，笔者在调试一台锅炉引风机的变频器时，先将加减速曲线选择非线性曲线，一起动运转变频器就跳闸，调整改变许多参数无效果，后改为S曲线后就正常了。究其原因是：起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动，且反转而成为负向负载，这样选取了S曲线，使刚起动时的频率上升速度较慢，从而避免了变频器跳闸的发生，当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。
9.转矩矢量控制
矢量控制是基于理论上认为：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，分别进行控制，同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此，从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能，电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，尤其是电动机在低速运行区域。
现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制，由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿，使电动机具有很硬的力学特性，对于多数场合已能满足要求，不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定，可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。与之有关的功能是转差补偿控制，其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差，可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。
10.节能控制
风机、水泵都属于减转矩负载，即随着转速的下降，负载转矩与转速的平方成比例减小，而具有节能控制功能的变频器设计有专用V/f模式，这种模式可改善电动机和变频器的效率，其可根据负载电流自动降低变频器输出电压，从而达到节能目的，可根据具体情况设置为有效或无效。
　　　　　　
QY-TS02高性能变频调速控制操作实训系统主要由控制屏、实训桌、变频器实训组件、继电接触实训组件、数字量/模拟量输入输出给定指示组件、三相异步电机、导线架等组成。
1、交流电源控制单元
三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电，电网电压表监控电网电压，设有带灯保险丝保护，控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制。提供三相四线380V、单相220V电源各一组，由启停开关控制输出，并设有保险丝保护。
2、直流电源、直流电压/电流表、逻辑电平输出及指示等
直流电压：0～15V可调输出；直流电流：0～20mA可调输出；直流数字电压表/电流表：电压表量程0～200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级，电流表量程0～200mA、精度0.5级；
3、继电接触实训组件
提供交流接触器5只，线圈电压AC36V，强电与弱电输出采用不同结构设计，操作安全，以上器件所有端子均已引至面板上。
4、变频器实训模块
装置采用西门子MM440系列高性能变频器，单相220V交流供电，输出功率0.75kW。集成RS485通讯接口，提供BOP操作面板；具有V/F控制，磁通电流控制免测速矢量控制，闭环矢量控制，闭环转矩控制，节能控制模式等工作模式；集成6路数字量输入/3路继电器输出，2路模拟量输入/2路模拟量输出；内置PID控制器，参数自整定；具备过电压、欠电压保护；变频器、电机过热保护；接地故障保护，短路保护等保护功能。变频器所有端子均已引至面板上，系统完全开放，操作者可搭建不同变频调速控制系统，布线设计、线路走向，实现控制功能。
5.PLC实训模块
采用西门子CPU 1214C AC/DC/RLY 14 点输入/10 点输出，PROFIBUS DP通讯模块：CM 1242-5; 同时设有点动按钮4只，逻辑开关10只，逻辑指示灯10只。
6、触摸屏实训模块
（一）采用西门子KTP700 7寸彩色触摸屏
（二）三相鼠笼异步电机：WDJ26 交流380V/△ 2台
实训项目
继电接触控制实训

三相异步电动机点动控制和自锁控制
三相异步电动机Y/△换接启动控制
三相异步电机联锁正反转控制
变频控制实训
变频器功能参数设置与操作
变频器报警与保护功能
多段速度选择变频调速
外部端子点动控制
控制电机运行时间操作
控制电机正反转运动控制
10.电压/电流监视器信号输出及显示
11.自动再启动运行控制
12.频率跳转运行控制
13.加/减速斜坡平滑特性可编程控制
14.V/F控制
15.内置直流注入制动控制
16.外部模拟量（电压/电流）变频调速
17.三相异步电机的变频调速
18.基于PLC、触摸屏、变频器调速

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