变频调速系统的应用课件.pptx

1、第第3 3章章 变频调速系统的应用变频调速系统的应用用微课学用微课学变频器技变频器技术应用工作手册式教程术应用工作手册式教程1变频调速系统的基本特性变频调速系统的基本特性2变频器的启动制动方式与适应负载能力变频器的启动制动方式与适应负载能力本章要点本章要点3流体工艺的变频流体工艺的变频PIDPID控制控制4三菱三菱E700E700变频器的变频器的PIDPID控制控制5电动机参数调谐电动机参数调谐用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程3 3.1.1 变频调速系统的基本特性变频调速系统的基本特性n3.1.1 3.1.1 机械特性曲线机械特性曲线n变频调速系统一般是

2、针对电动机传动而言的，主变频调速系统一般是针对电动机传动而言的，主要指由变频器、电动机和机械负载装置组成的机电系要指由变频器、电动机和机械负载装置组成的机电系统。电动机传动的任务就是使电动机实现由电能向机统。电动机传动的任务就是使电动机实现由电能向机械能的转换，完成机械启动、运转、调速、制动作业械能的转换，完成机械启动、运转、调速、制动作业的要求。的要求。n 简而言之，变频调速系统就是由电动机带动机械简而言之，变频调速系统就是由电动机带动机械设备以可以自由调节的速度进行旋转的运行系统。设备以可以自由调节的速度进行旋转的运行系统。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册

3、式教程如图所示，机械特性是描述电如图所示，机械特性是描述电动机转速动机转速n n与转矩与转矩T T之间的关系之间的关系n n=f f(T T)的函数特性。其中，启动的函数特性。其中，启动转矩为电动机在额定电压、频率转矩为电动机在额定电压、频率作用下，在启动瞬间所输出的转作用下，在启动瞬间所输出的转矩。启动时，若静态负载大于启矩。启动时，若静态负载大于启动负载，则电动机无法运转；最动负载，则电动机无法运转；最大转矩为电动机在额定电压、频大转矩为电动机在额定电压、频率作用下产生的最大输出转矩，率作用下产生的最大输出转矩，若负载转矩超出最大转矩，则电若负载转矩超出最大转矩，则电动机将被堵转；额定负载

4、转矩为动机将被堵转；额定负载转矩为电动机在额定电压、频率、转速电动机在额定电压、频率、转速下所输出的转矩。下所输出的转矩。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺 韧性面团一般都应经过辊轧工序。甜酥性和酥性面团，由于面筋形成程度很小、比较柔软、弹性小、抗拉强度低、塑性大，所以成型时，可以直接在型模中压成饼干型坯，不必经过预先的辊轧处理。而且辊轧中会促使面筋形成，使产品酥松度下降。但有时当面团黏性过大，成型时面皮易断裂时，可经过这道工序，使面筋蛋白通过水化作用，吸收一部分造成黏性增大的游离水，并使面筋增强。1韧性饼干、苏打饼干面团辊轧的目的

5、 （1）改善面团的黏弹性 使面筋进一步形成，黏性减少、塑性增加，这是因为辊轧时通过机械的揉捏，使调粉时还未连入网络的面筋水化粒子，与已形成的面筋搭连，组成整齐的网络结构。弹性减弱是因为通过反复多方向辊轧使得面团消除了内部张力分布的不平衡。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺 （2）使得面团组织成为有规律的层状均匀分布，逐步形成饼坯 轧辊的反复压延和折叠、翻转操作使面团形成的层状组织，不仅为成型操作做好准备，且有利于焙烤时的胀发，是韧性饼干、苏打饼干形成松脆口感的基础。（3）使产品组织细致 辊轧能使面团中已产生的多余CO2排出，使面皮内

6、气泡分布均匀、细致。（4）辊轧对成型后的外观至关重要 它不仅使冲印操作易于进行，而且会使产品表面有光泽，形态完整，花纹保持能力增强，颜色均匀。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺 2辊轧的要领 辊轧时为了使面筋形成均匀的组织和使各个方向应力相同，避免因内部应力不均而造成冲印后的变形，需要避免辊轧时单方向的延伸。也就是说面带交一个方向辊轧后，应转90，再辊轧。见图7-2所示.在旧的工艺操作中，面团要经过预轧、然后，把面带切成大片，整齐地迭在操作台上。在恒温恒湿(温度30，相对湿度8090)的环境下，静置13h后再辊轧。这种方法虽有改善弹

7、性、增加光泽等优点，但操作比较麻烦。日前已有连续式的自动辊轧机，面团静置在连续辊轧前进行。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺图7-2 苏打饼干的辊轧 用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺 3头子的处理 冲印成型的方法，总要产生剩余的“头子”，头子需要在压面过程中掺入。为保持面带在运转中正常的进行和掺头子后的面带组织均一，应注意如下事项：（1）温度差的影响 在不同的温度下，头子面团与新鲜向团就会出现不同的物理性质，使掺和后面带组织不均匀，机械操作困难。例如：发生黏辊筒，黏模型

8、，面皮易断裂等缺点。头子的温度受季节影响较大与面团的温度往往不一致。所以要控制头子的温度与新鲜面团的温度，在掺和时，相差不能6，差距越小越好。如果头子已经韧缩或走油，则不应在辊轧时掺入，而是返回到调料机中与新鲜面团一起均匀混合。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺 （2）头子比例的影响 头子与新鲜面团的比例应在l:3以下，因为头子在较长时间的辊轧和传送过程中总会发生一些变性，主要是面筋筋力增大，水分减少，弹性和硬度增加。在冲印或辊切成型时，尽量使印模排列紧凑，减少头子的方法之一。正确操作，减少焙烤前面带和饼干坯的返还率，对于减少头子量

9、也很重要。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺 （3）头子掺入时的操作。头子掺入新鲜面团时要求尽可能均匀地掺入。因为加入头子后，有的不经辊轧，即使经过辊轧也不会像调粉时那样充分搅拌揉软，只是将头子压入新鲜向带，所以要把头子在新鲜面团的面皮上铺均匀。对于不经辊轧的掺和，要求将头子铺在新鲜面团的下面防止黏轧布。还要经辊轧的头子、则铺在新鲜面带上面，这样经过辊轧、包叠后，可以形成比较均匀的面带。如果头子在面带中分布不均匀，则会造成黏辊、黏模、黏帆布、产品色泽不均、形态不整齐、酥松度不均匀等多种质量问题。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册

10、式教程变频器技术应用工作手册式教程饼干制作工艺饼干制作工艺 二、切割法（辊切成型）随着带式(钢带、网带)烤炉向着大型化、高速化发展，过去的冲印式成型机也向着高速发展。这种形式的机械由于重量大、占地多、摆动大，给操作带来了很多不便。于是人们便根据辊印成型机的原理将冲印成型机作了改进，这样就设计出了目前国际上较流行的新式设备辊切成型机，机身前半部分与冲印成型机相同，是多道压延辊。成型部分由一个扎针孔、压花纹的花纹芯子辊和一个截切饼坯的刀口辊组成。经压延后的面带如图所示。先经花纹芯子辊压出花纹(若是韧性，苏打饼干同时扎上针扎)，再在前进中经刀口辊切出饼坯，然后由斜帆布输送带分离头子。在芯子辊和刀口辊

11、的下方有一个直径较大的与两辊对转的橡胶辊，它的作用是压花和作为切断时的垫模。这种机械不仅有占地小、效率高的特点，还有一个重要优点是对面团的适应性较强，不仅适宜于韧性、苏打饼干，也适应酥性、甜酥性饼干。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n在变频调速系统中，有两种机械特性，即电动机的机械特性和机械设备（或负载在变频调速系统中，有两种机械特性，即电动机的机械特性和机械设备（或负载设备）的机械特性。以异步电动机为例，电动机内产生转矩是电流和磁场间相互作用设备）的机械特性。以异步电动机为例，电动机内产生转矩是电流和磁场间相互作用的结果，即电磁转矩。电磁转矩的大小与电

12、流和磁通量的乘积成正比：的结果，即电磁转矩。电磁转矩的大小与电流和磁通量的乘积成正比：nT Tm m=R RT TI I1 1F Fm mcoscosq q 2 2 （3-13-1）n式中，式中，R RT T为转矩常数；为转矩常数；I I1 1为定子电流；为定子电流；F Fm m为每极的磁通量；为每极的磁通量；q q2 2为转子电流的功率为转子电流的功率因数。因数。n根据式（根据式（3-13-1），可以作出图），可以作出图3-13-1中的机械特性曲线中的机械特性曲线1 1。图图3-1 3-1 电动机传动系统的机械特性电动机传动系统的机械特性用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术

13、应用工作手册式教程n负载的机械特性是描述机械设备的阻转矩和转速之间关系的曲负载的机械特性是描述机械设备的阻转矩和转速之间关系的曲线。例如，鼓风机的阻转矩线。例如，鼓风机的阻转矩T TL L与转速与转速n nL L的关系如下：的关系如下：n T TL L=T T0 0+K KT Tn nL L2 2 （3-23-2）n式中，式中，T T0 0为损耗转矩，主要由传动机构及轴承等的摩擦损耗所为损耗转矩，主要由传动机构及轴承等的摩擦损耗所致；致；K KT T为常数。为常数。n通常，为了简化分析过程，常粗略地将损耗转矩也计算在负载通常，为了简化分析过程，常粗略地将损耗转矩也计算在负载转矩中。因此，机械特

14、性中的电动机转矩转矩中。因此，机械特性中的电动机转矩T Tm m可以看作电动机输出轴可以看作电动机输出轴的转矩；负载转矩的转矩；负载转矩T TL L可以看作负载阻转矩和损耗转矩之和。可以看作负载阻转矩和损耗转矩之和。n具体地说，电动机和负载的转矩处于平衡状态，这时的稳定运具体地说，电动机和负载的转矩处于平衡状态，这时的稳定运行速度为行速度为n nQ Q，传动系统的功率，传动系统的功率P PQ Q则由下式进行计算：则由下式进行计算：n P PQ Q=T TQ Qn nQ Q/9550/9550 （3-33-3）n式中，若式中，若T TQ Q的单位为的单位为NmNm，n nQ Q的单位为的单位为r

15、/minr/min，则，则P PQ Q的单位为的单位为kWkW。nQ Q点称为电动机传动的工作点，也是变频调速系统的工作点。点称为电动机传动的工作点，也是变频调速系统的工作点。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n3 3.1.2.1.2 负载的机械特性分类负载的机械特性分类n正确地把握变频器驱动的机械负载对象的机械特性正确地把握变频器驱动的机械负载对象的机械特性（即转速（即转速-转矩特性）是选择电动机及变频器容量、决转矩特性）是选择电动机及变频器容量、决定其控制方式的基础。机械负载种类繁多、包罗万象，定其控制方式的基础。机械负载种类繁多、包罗万象，但归纳起来

16、，主要有以下但归纳起来，主要有以下3 3种：恒转矩负载、平方降转种：恒转矩负载、平方降转矩负载和恒功率负载。矩负载和恒功率负载。n对于传送带、搅拌机、挤出机等摩擦负载，以及行对于传送带、搅拌机、挤出机等摩擦负载，以及行车、升降机等势能负载，无论其速度变化与否，负载车、升降机等势能负载，无论其速度变化与否，负载所需要的转矩基本上是一个恒定的数值，此类负载称所需要的转矩基本上是一个恒定的数值，此类负载称为恒转矩负载，其特性如图为恒转矩负载，其特性如图3-23-2（a a）所示。）所示。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n2 2平方降转矩负载平方降转矩负载 离心

17、风机和离心泵等流体机械，在低速时由于流体的流速低，所离心风机和离心泵等流体机械，在低速时由于流体的流速低，所以负载只需很小的转矩。随着电动机转速的增加，气体或液体的流速以负载只需很小的转矩。随着电动机转速的增加，气体或液体的流速加快，所需要的转矩大小以转速平方的比例增加或减少，这样的负载加快，所需要的转矩大小以转速平方的比例增加或减少，这样的负载称为平方降转矩负载，其特性如图称为平方降转矩负载，其特性如图3-23-2（b b）所示。）所示。n3 3恒功率负载恒功率负载n机床的主轴驱动、造纸机的中心卷取部分、卷扬机等负载的输出机床的主轴驱动、造纸机的中心卷取部分、卷扬机等负载的输出功率为恒值，与

18、转速无关，这样的负载特性称为恒功率负载，其特性功率为恒值，与转速无关，这样的负载特性称为恒功率负载，其特性如图如图3-23-2（c c）所示。）所示。图3-2 转速-转矩特性用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n3.1.33.1.3负载的运行工艺分类负载的运行工艺分类n不同的工艺要求对机械设备提出了不同的工作状态和控制模式不同的工艺要求对机械设备提出了不同的工作状态和控制模式要求，归纳起来主要有以下几种。要求，归纳起来主要有以下几种。n1 1连续恒定负载连续恒定负载n连续恒定负载是指负载在足够长的时间里连续运行，并且在运连续恒定负载是指负载在足够长的时间里连

19、续运行，并且在运行期间，转矩基本不变。行期间，转矩基本不变。n2 2连续变动负载连续变动负载n连续变动负载是指负载在足够长的时间里连续运行，但在运行连续变动负载是指负载在足够长的时间里连续运行，但在运行期间，转矩是经常变动的。车床在车削工件时的工况及塑料挤出机期间，转矩是经常变动的。车床在车削工件时的工况及塑料挤出机的主传动（图的主传动（图3-33-3）就是这种负载的典型案例。）就是这种负载的典型案例。n3 3断续负载断续负载n断续负载是指负载时而运行，时而停止。在运行期间，温升不断续负载是指负载时而运行，时而停止。在运行期间，温升不足以达到稳定值；在停止期间，温升也不足以降至零。起重机械足以

20、达到稳定值；在停止期间，温升也不足以降至零。起重机械如起重设备（图如起重设备（图3-43-4）、电梯等都属于这类负载。）、电梯等都属于这类负载。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n4 4短时负载短时负载n短时负载是指负载每次运行的时间很短，在运行期间温升达短时负载是指负载每次运行的时间很短，在运行期间温升达不到稳定值；而每两次运行之间的间隔时间很长，足以使电动机不到稳定值；而每两次运行之间的间隔时间很长，足以使电动机的温升下降至零。水闸门的传动系统就属于这类负载。的温升下降至零。水闸门的传动系统就属于这类负载。5 5冲击负载冲击负载n加有冲击的负载称为冲击

21、负载，以轧钢机的钢锭压入瞬间产加有冲击的负载称为冲击负载，以轧钢机的钢锭压入瞬间产生的冲击负载、冲压机冲压瞬间产生的冲击负载等最具代表性。生的冲击负载、冲压机冲压瞬间产生的冲击负载等最具代表性。对于这类机械，冲击负载的产生事先可以预测，容易处理。对于这类机械，冲击负载的产生事先可以预测，容易处理。n冲击负载会引起两个问题：过电流跳闸；速度的过渡变冲击负载会引起两个问题：过电流跳闸；速度的过渡变动。动。n对于冲击负载是对于冲击负载是Y Y系列电动机的派生系列，具有堵转转矩大、系列电动机的派生系列，具有堵转转矩大、堵转电流小、转差率高和机械特性软等特点，尤其适用于不均匀堵转电流小、转差率高和机械特

22、性软等特点，尤其适用于不均匀冲击负载以及正、反转次数较多的工作场合，如剪刀机、冲压机冲击负载以及正、反转次数较多的工作场合，如剪刀机、冲压机（图（图3-53-5）等机械设备。）等机械设备。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n6 6脉动转矩负载脉动转矩负载n在往复式压缩机中利用曲轴将电动机的旋转运动转换为往返在往复式压缩机中利用曲轴将电动机的旋转运动转换为往返运动，转矩随着曲轴的角度变化而变化。在这种情况下，电动机运动，转矩随着曲轴的角度变化而变化。在这种情况下，电动机的电流随着负载的变化而产生大的脉动。如图的电流随着负载的变化而产生大的脉动。如图3-63-

23、6所示，这类负所示，这类负载是一种周期性的曲轴类负载载是一种周期性的曲轴类负载。n7 7负负载负负载n当负载要求电动机产生的转矩与电动机的转动方向相反时，当负载要求电动机产生的转矩与电动机的转动方向相反时，此类负载就是负负载。负负载的类型通常有以下两种。此类负载就是负负载。负负载的类型通常有以下两种。n（1 1）由于速度控制需要而在四象限运行的机械设备。当起）由于速度控制需要而在四象限运行的机械设备。当起重机下放重物运转时，电动机向着被负载牵引的方向旋转，此时重机下放重物运转时，电动机向着被负载牵引的方向旋转，此时电动机产生的转矩是阻碍重物下放的，即与旋转方向相反。电动机产生的转矩是阻碍重物下

24、放的，即与旋转方向相反。n这类负载包括行车、吊机、电梯等升降机械和倾斜下坡的传这类负载包括行车、吊机、电梯等升降机械和倾斜下坡的传送带输送机。送带输送机。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n（2 2）由于转矩控制需要而在四象限运行的机械设备。）由于转矩控制需要而在四象限运行的机械设备。在卷取片材状物料进行加工作业时，为了给加工物施加张在卷取片材状物料进行加工作业时，为了给加工物施加张力而设置的卷送转送装置就是负负载。这里使用的电动机力而设置的卷送转送装置就是负负载。这里使用的电动机速度决定于其对应的卷取机和原动机的运转速度，而电动速度决定于其对应的卷取机和

25、原动机的运转速度，而电动机只被要求用来产生制动转矩。这类负载包括造纸用的放机只被要求用来产生制动转矩。这类负载包括造纸用的放卷和收卷设备、钢铁用的夹送辊、纺织用的卷染机等。卷和收卷设备、钢铁用的夹送辊、纺织用的卷染机等。n8 8大启动转矩负载大启动转矩负载n有些负载如搅拌机类负、挤出机、金属加工机床等，在启动初有些负载如搅拌机类负、挤出机、金属加工机床等，在启动初期必须克服很大的摩擦力才能启动，因此这频载在很多情况下都被期必须克服很大的摩擦力才能启动，因此这频载在很多情况下都被当作大启动转矩负载使用当作大启动转矩负载使用n9 9大惯性负载大惯性负载n大惯性负载是指以离心分离机为代表的负载，其惯

26、性大，不仅大惯性负载是指以离心分离机为代表的负载，其惯性大，不仅启动费力，而且停车也费时。启动费力，而且停车也费时。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程图图3-3 3-3 塑料挤出机负载塑料挤出机负载图图3-4 3-4 起重设备起重设备图图3-5 3-5 冲压机冲压机图图3-6 3-6 往复式压缩机工作示意图往复式压缩机工作示意图用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n3.1.43.1.4变频器的容量选择变频器的容量选择n变频器的容量直接关系到变频调速系统的运行可靠性，因此，变频器的容量直接关系到变频调速系统的运行可靠性，因

27、此，合理的容量将保证最优的投资。变频器的容量选择在实际操作中存合理的容量将保证最优的投资。变频器的容量选择在实际操作中存在很多误区，这里给出了在很多误区，这里给出了3 3种基本的容量选择方法，它们之间互为种基本的容量选择方法，它们之间互为补充。补充。n1 1从电流的角度从电流的角度n大多数变频器的容量可以从大多数变频器的容量可以从3 3个角度表述：额定电流、可配用电个角度表述：额定电流、可配用电动机功率和额定容量。选择变频器时，只有变频器的额定电流是一动机功率和额定容量。选择变频器时，只有变频器的额定电流是一个反映半导体变频装置负载能力的关键量。负载电流不超过变频器个反映半导体变频装置负载能力

28、的关键量。负载电流不超过变频器额定电流是选择变频器容量的基本原则。额定电流是选择变频器容量的基本原则。n2 2从效率的角度从效率的角度n系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积，只有两者都处系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积，只有两者都处在较高的效率下工作，系统效率才较高。从效率角度出发，在选用在较高的效率下工作，系统效率才较高。从效率角度出发，在选用变频器功率时，要注意以下几点。变频器功率时，要注意以下几点。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n（1 1）变频器功率值与电动机功率值相当时最合适，以利于变频器在高）变频器功率值与电动机功率值相当时最合适

29、，以利于变频器在高的效率值下运转。的效率值下运转。n（2 2）当变频器的功率分级与电动机的功率分级不相同时，变频器的功）当变频器的功率分级与电动机的功率分级不相同时，变频器的功率要尽可能地接近电动机的功率，但应略大于电动机的功率。率要尽可能地接近电动机的功率，但应略大于电动机的功率。n （3 3）当电动机处于频繁启动、制动工作或处于重载启动且较频繁工）当电动机处于频繁启动、制动工作或处于重载启动且较频繁工作时，可选取大一级的变频器，以利于变频器长期、安全地运行。作时，可选取大一级的变频器，以利于变频器长期、安全地运行。n（4 4）经测试，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选用功率小于电）经测试

30、，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。n（5 5）当变频器与电动机功率不相同时，必须调整节能程序的设置，以）当变频器与电动机功率不相同时，必须调整节能程序的设置，以使其达到较高的节能效果。使其达到较高的节能效果。n变频器负载率变频器负载率b b与效率与效率h h的关系曲线如图的关系曲线如图3-73-7所示。所示。n可见：当可见：当b b=50%=50%时，时，h h=94%=94%；当；当b b=100%=100%时，时，h h=96%=96%。虽然。虽然

31、b b增大一倍，增大一倍，h h仅变化仅变化2%2%，但对于中大功率的电动机而言亦是可观的。，但对于中大功率的电动机而言亦是可观的。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程3 3从计算功率的角度从计算功率的角度连续运转的变频器必须同时满足以下连续运转的变频器必须同时满足以下3 3个计算公式：个计算公式：（1 1）满足负载输出：）满足负载输出：P PCNCNP PM M/h h （3-43-4）（2 2）满足电动机容量：）满足电动机容量：P PCNCN1.7321.732kUkUe eI Ie e1010-3 -3 （3-53-5）（3 3）满足电动机电流：）满足

32、电动机电流：I ICNCNkIkIe e （3-63-6）式中，式中，PCNPCN为变频器容量（为变频器容量（kVAkVA）；）；PMPM为负载要求的电动机轴输出为负载要求的电动机轴输出功率（功率（kWkW）；）；UeUe为电动机额定电压（为电动机额定电压（V V）；）；IeIe为电动机额定电流为电动机额定电流（A A）；）；h h为电动机效率（通常约为为电动机效率（通常约为0.850.85）；）；coscosf f为电动机功率因为电动机功率因数（通常约为数（通常约为0.750.75）；）；k k为电流波形补偿系数（由于变频器的输为电流波形补偿系数（由于变频器的输出波形并不是完全的正弦波，而是

33、含有高次谐波的成分，故其电出波形并不是完全的正弦波，而是含有高次谐波的成分，故其电流应有所增加，通常流应有所增加，通常k k为为1.051.051.11.1）。）。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n图图3-83-8所示为一台变频器驱动所示为一台变频器驱动n n台电动机，这时可以采用式（台电动机，这时可以采用式（3-3-6 6）来计算变频器的容量，并选取）来计算变频器的容量，并选取k k为为1.11.1左右。左右。图图3-7 3-7 负载率与效率的关系曲线负载率与效率的关系曲线图图3-8 3-8 一台变频器驱动一台变频器驱动n n台电动机台电动机用微课学用

34、微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n3.2.1 3.2.1 变频器的启动制动方式方式变频器的启动制动方式方式n变频器的启动制动方式是指变频器从停机状态到运行状态的变频器的启动制动方式是指变频器从停机状态到运行状态的启动方式、从运行状态到停机状态的停机方式，以及从某一运行启动方式、从运行状态到停机状态的停机方式，以及从某一运行频率到另一运行频率的加速或减速方式。频率到另一运行频率的加速或减速方式。n1 1启动运行方式启动运行方式n变频器从停机状态开始启动运行时通常有以下几种方式。变频器从停机状态开始启动运行时通常有以下几种方式。n（1 1）从启动频率启动。变频器接到运

35、行指令后，按照预先设）从启动频率启动。变频器接到运行指令后，按照预先设定的启动频率和启动频率保持时间启动。该方式适用于一般的负定的启动频率和启动频率保持时间启动。该方式适用于一般的负载。载。n启动频率是指变频器启动时的初始频率，如图启动频率是指变频器启动时的初始频率，如图3-93-9所示的所示的f fs s，它不受变频器下限频率的限制；启动频率保持时间是指变频器在它不受变频器下限频率的限制；启动频率保持时间是指变频器在启动过程中，在启动频率下保持运行的时间，如图启动过程中，在启动频率下保持运行的时间，如图3-93-9中的中的t t1 1。3.2 3.2 变频器的启动制动方式与适应负载能力变频器

36、的启动制动方式与适应负载能力用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n电动机开始启动时，并不从电动机开始启动时，并不从0Hz0Hz开始加速，而是直开始加速，而是直接从某一频率下开始加速。在开始加速瞬间变频器的接从某一频率下开始加速。在开始加速瞬间变频器的输出频率便是上述所说的启动频率。设置启动频率是输出频率便是上述所说的启动频率。设置启动频率是部分生产设备的实际需要。例如，有些负载在静止状部分生产设备的实际需要。例如，有些负载在静止状态下的静摩擦力较大，难以从态下的静摩擦力较大，难以从0Hz0Hz开始启动，设置了开始启动，设置了启动频率后，可以在启动瞬间有一点冲

37、力，使传动系启动频率后，可以在启动瞬间有一点冲力，使传动系统容易启动；在若干台水泵同时供水的系统里，由于统容易启动；在若干台水泵同时供水的系统里，由于管中已经存在一定的水压，后启动的水泵在频率很低管中已经存在一定的水压，后启动的水泵在频率很低的情况下将难以旋转起来，故需要电动机在一定的频的情况下将难以旋转起来，故需要电动机在一定的频率下直接启动；锥形电动机如果从率下直接启动；锥形电动机如果从0Hz0Hz开始逐渐升速，开始逐渐升速，将导致定子和转子之间出现摩擦，设置启动频率后，将导致定子和转子之间出现摩擦，设置启动频率后，可以在启动时很快建立起足够的磁通，使转子和定子可以在启动时很快建立起足够的

38、磁通，使转子和定子之间保持一定的气隙。之间保持一定的气隙。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n启动频率保持时间的设置对于下面几种情况比较适合：对于惯性较大启动频率保持时间的设置对于下面几种情况比较适合：对于惯性较大的负载，启动后先在较低的频率下持续一个短时间的负载，启动后先在较低的频率下持续一个短时间t t1 1，然后加速运行到稳定，然后加速运行到稳定频率；齿轮箱的齿轮之间总是有间隙存在，启动时容易在齿轮之间发生撞频率；齿轮箱的齿轮之间总是有间隙存在，启动时容易在齿轮之间发生撞击，如在较低的频率下持续一个短时间击，如在较低的频率下持续一个短时间t t1 1

39、，则可以减缓齿轮之间的碰撞；，则可以减缓齿轮之间的碰撞；起重机械在起吊重物前，吊钩的钢丝绳通常处于松弛的状态，启动频率保持起重机械在起吊重物前，吊钩的钢丝绳通常处于松弛的状态，启动频率保持一个短时间一个短时间t t1 1可以使钢丝绳先拉紧后再上升；有些机械在环境温度较低的可以使钢丝绳先拉紧后再上升；有些机械在环境温度较低的情况下润滑油容易凝固，故要求先在低速下运行一个短时间情况下润滑油容易凝固，故要求先在低速下运行一个短时间t t1 1，使润滑油稀，使润滑油稀释后再加速；对于附有机械制动装置的电磁制动电动机，在磁抱闸松开过释后再加速；对于附有机械制动装置的电磁制动电动机，在磁抱闸松开过程中，为

40、了减小闸皮和闸辊之间的摩擦，要求先在低速下运行一个短时间程中，为了减小闸皮和闸辊之间的摩擦，要求先在低速下运行一个短时间t t1 1，待磁抱闸完全松开后再升速。待磁抱闸完全松开后再升速。n对于驱动同步电动机来说，从启动频率启动尤其适用。对于驱动同步电动机来说，从启动频率启动尤其适用。n（2 2）先制动再启动。这种启动方式是指先对电动机实施直流制动，再按）先制动再启动。这种启动方式是指先对电动机实施直流制动，再按照从启动频率启动的方式进行启动。该方式适用于变频器停机状态时电动机照从启动频率启动的方式进行启动。该方式适用于变频器停机状态时电动机有正转或反转现象的小惯性负载，对于高速运转的大惯性负载

41、则不适用。有正转或反转现象的小惯性负载，对于高速运转的大惯性负载则不适用。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n图图3-103-10所示为先制动再启动的功能示意图，启动所示为先制动再启动的功能示意图，启动前先在电动机的定子绕组内通入直流电流，以保证电前先在电动机的定子绕组内通入直流电流，以保证电动机在零速的状态下开始启动。如果电动机在启动前动机在零速的状态下开始启动。如果电动机在启动前传动系统的转速不为零，而变频器的输出是从传动系统的转速不为零，而变频器的输出是从0Hz0Hz开开始上升的，则在启动瞬间将引起电动机的过电流故障。始上升的，则在启动瞬间将引起电动

42、机的过电流故障。n先制动再启动功能包含两个参数：直流制动量和先制动再启动功能包含两个参数：直流制动量和直流制动时间，前者表示应向定子绕组施加多大的直直流制动时间，前者表示应向定子绕组施加多大的直流电压，后者表示进行直流制动的时间。流电压，后者表示进行直流制动的时间。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n（3 3）转速跟踪再启动。在这种方式下，变频器能自动跟踪电）转速跟踪再启动。在这种方式下，变频器能自动跟踪电动机的转速和方向，对旋转中的电动机实施平滑无冲击启动，因动机的转速和方向，对旋转中的电动机实施平滑无冲击启动，因此变频器的启动有一个相对缓慢的时间用于检

43、测电动机的转速和此变频器的启动有一个相对缓慢的时间用于检测电动机的转速和方向，如图方向，如图3-113-11所示。该方式适用于变频器停机状态时电动机有所示。该方式适用于变频器停机状态时电动机有正转或反转现象的大惯性负载瞬时停电再启动情况。正转或反转现象的大惯性负载瞬时停电再启动情况。图图3-9 3-9 启动频率与启动时启动频率与启动时间示意图间示意图图图3-10 3-10 先制动再启动功能先制动再启动功能示意图示意图图图3-11 3-11 转速跟踪再启动功转速跟踪再启动功能示意图能示意图用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n2 2加减速方式加减速方式n变频器

44、从一个速度过渡到另一个速度的过程称为加减速，如果速度变频器从一个速度过渡到另一个速度的过程称为加减速，如果速度上升则为加速，如果速度下降则为减速。加减速方式主要有以下几种。上升则为加速，如果速度下降则为减速。加减速方式主要有以下几种。n（1 1）直线加减速。变频器的输出频率按照恒定斜率递增或递减。变）直线加减速。变频器的输出频率按照恒定斜率递增或递减。变频器的输出频率随时间成正比地上升，大多数负载可以选用直线加减速频器的输出频率随时间成正比地上升，大多数负载可以选用直线加减速方式。如图方式。如图3-123-12（a a）所示，加速时间为）所示，加速时间为t t1 1，减速时间为，减速时间为t

45、t2 2。n一般定义加速时间为变频器从零频加速到最大输出频率所需的时间，一般定义加速时间为变频器从零频加速到最大输出频率所需的时间，而减速时间则相反，为变频器从最大输出频率减至零频所需的时间。而减速时间则相反，为变频器从最大输出频率减至零频所需的时间。图图3-12 3-12 加减速方式加减速方式用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n（2 2）S S形曲线加减速。变频器的输出频率按照形曲线加减速。变频器的输出频率按照S S形曲线递增或形曲线递增或递减，如图递减，如图3-123-12（b b）所示。将）所示。将S S形曲线划分为形曲线划分为3 3个阶段的时间，个

46、阶段的时间，S S形曲线起始段时间如图形曲线起始段时间如图3-123-12（b b）中所示，这里输出频率变化的）中所示，这里输出频率变化的斜率从零逐渐递增；斜率从零逐渐递增；S S形曲线上升段时间如图形曲线上升段时间如图3-123-12（b b）中所示，）中所示，这里输出频率变化的斜率恒定；这里输出频率变化的斜率恒定；S S形曲线结束段时间如图形曲线结束段时间如图3-123-12（b b）中所示，这里输出频率变化的斜率逐渐递减到零。将每个阶段中所示，这里输出频率变化的斜率逐渐递减到零。将每个阶段的时间按百分比分配，就可以得到一条完整的的时间按百分比分配，就可以得到一条完整的S S形曲线，因此，

47、只形曲线，因此，只需要知道需要知道3 3个时间段中的任意个时间段中的任意2 2个，就可以得到完整的个，就可以得到完整的S S形曲线。形曲线。nS S形曲线加减速方式非常适用于输送易碎物品的传送机、电梯、形曲线加减速方式非常适用于输送易碎物品的传送机、电梯、搬运传递负载的传送带，以及其他需要平稳改变速度的场合。例搬运传递负载的传送带，以及其他需要平稳改变速度的场合。例如，电梯在开始启动及转入等速运行时，从考虑乘客的舒适度出如，电梯在开始启动及转入等速运行时，从考虑乘客的舒适度出发，应减缓速度的变化，以采用发，应减缓速度的变化，以采用S S形加速方式为宜。形加速方式为宜。用微课学用微课学变频器技术

48、应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n（3 3）半）半S S形加减速方式。它是形加减速方式。它是S S形曲线加减速的衍形曲线加减速的衍生方式，即生方式，即S S形曲线加减速在加速的起始段或结束段形曲线加减速在加速的起始段或结束段按线性方式加速；而在结束段或起始段按按线性方式加速；而在结束段或起始段按S S形方式加形方式加速。因此，半速。因此，半S S形加减速方式要么只有，要么只有形加减速方式要么只有，要么只有，其余均为线性，前者主要用于惯性较大的负载，其余均为线性，前者主要用于惯性较大的负载，后者主要用于如风机一类具有较大惯性的二次方律负后者主要用于如风机一类具有较大惯性的二次方律负

49、载，由于低速时负荷较轻，故可按线性方式加速，以载，由于低速时负荷较轻，故可按线性方式加速，以缩短加速过程；高速时负荷较重，加速过程应减缓，缩短加速过程；高速时负荷较重，加速过程应减缓，以减小加速电流。以减小加速电流。n（4 4）其他加减速方式。其他加减速方式包括倒）其他加减速方式。其他加减速方式包括倒L L形加减速方式、形加减速方式、U U形加减速方式等。形加减速方式等。用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程3 3加减速时间的切换加减速时间的切换通过多功能输入端子的组合来实现不同加减速时间的选择（共计通过多功能输入端子的组合来实现不同加减速时间的选择（共计4

50、4种）。将多功能输入种）。将多功能输入端子端子DI3DI3、DI4DI4定义为加减速时间端子定义为加减速时间端子1 1、加减速时间端子、加减速时间端子2 2，按照表，按照表3-13-1中的逻辑组合实中的逻辑组合实现现4 4种不同加减速时间的切换，其外部接线图如图种不同加减速时间的切换，其外部接线图如图3-133-13所示。所示。图图3-13 3-13 加减速时间切换的加减速时间切换的外部接线图外部接线图用微课学用微课学变频器技术应用工作手册式教程变频器技术应用工作手册式教程n4 4加减速时间的衔接功能加减速时间的衔接功能n在生产实践中，有时会遇到这样的情况：在传动系统加速的过程中，在生产实践中