变频器应用课程培训讲义4.docx
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变频器应用课程培训讲义4
第4讲设计电路控变频
4.1 正反控制记要领
4.1.1 接通电源勿起步
1.正转运行的基本电路
图4-1正转的基本控制方式
图4-2继电器控制的正转电路
2.继电器控制电路
图4-3 自锁控制(脉冲控制)
3.自锁控制电路
图4-4 点动控制的切换
有一台机器,需要经常点动,原来的点动与运行的切换电路如图4-4)所示。
改为变频调速后希望操作方法不变,怎么处理?
表4-1 康沃CVF-G2变频器的自锁功能
功能码
功能名称
数据码及含义
L-68
输入端子X6选择功能
17:
三线式运转控制
4.1.2 反转不换主电路
1.改接控制端
图4-5 改接输入控制线
图3-14继电器控制的正、反转电路
a)主电路b)控制电路
2.功能预置法
表4-2 变频器关于旋转方向的功能
变频器型号
功能码
功能名称
数 据 码
康沃CVF-G2
b-4
转向控制
0:
与设定方向一致
1:
与设定方向相反
2:
反转防止
艾默生TD3000
F0.06
旋转方向
0:
方向一致
1:
方向取反
2:
禁止反转
富士G11S
H08
反向旋转禁止
0:
不禁止
1:
禁止
4.2 升、降功能别看轻
4.2.1 调频少用电位器
图4-6 升速、降速端子
表4-3 变频器的升、降功能
变频器型号
功能码
功 能 含 义
数据码
数据码含义
康沃CVF-G2
L-65
输入端子X1功能
11
频率递增控制
L-66
输入端子X2功能
12
频率递减控制
艾默生TD3000
F5.01
输入端子X1功能
12
频率递增指令
F5.02
输入端子X2功能
13
频率递减指令
富士G11S
E01
X1功能
17
增命令(UP)
E02
X2功能
18
增命令(DOWN)
4.2.2 两对按钮分两地
图4-7两地升降速控制
图4-8利用升、降速端子进行恒压控制
4.2.3 恒压不用PID
4.2.4 同步控制微调易
1.同步控制的概念
图4-9 多单元同步运行
2.控制电路
图4-10三台同步控制
4.3 切换控制须小心
图4-11切换控制的主电路
4.3.1 互锁控制重中重
4.3.2 过渡过程不普通
图4-12切换的过渡过程
a)电磁过渡过程 b)水泵停机过渡过程 c)风机停机过渡过程
4.3.3 切换要点记心中
1.切换要求
在切换瞬间,nM≥80%nMN
2.水泵切换要点
(1)电源电压与定子电动势的相位关系
图4-13电源电压与定子电动势的相位关系
(2)“差频同相”切换法
图4-14“差频同相”切换原理
3.故障切换控制电路
图4-15故障切换的控制电路
4.4 闭环控制P、I行
4.4.1 自动调整用闭环
1.闭环控制的目的
图4-17空气压缩机恒压控制系统图
图4-16闭环控制的目的
2.空气压缩机恒压控制系统图
设:
XT-目标信号,其大小与所要求的储气罐压力相对应;
XF-压力变送器的反馈信号,其大小与储气罐的实际压力相对应。
则:
变频器输出频率ƒX的大小由合成信号(XT-XF)决定。
如p>pT:
则XF>XT→(XT-XF)<0
→ƒX↓→nM↓
→p↓→XF↓
→直至(XF≈XT)为止。
反之,如p<pT:
则XF<XT→(XT-XF)>0
→ƒX↑→nM↑
→p↑→XF↑
→直至(XF≈XT)为止。
4.4.2又快又稳PID搬
1.问题的提出
控制的依据:
(XT-XF)
控制的目标:
(XF≈XT)→(XT-XF)≈0
图2-39比例放大前后各量间的关系
图4-18上述控制过程的矛盾
图4-19引入比例增益(P)
2.比例增益环节(P)
表4-4 比例增益与静差的关系
XG
4V
KP
10
100
1000
10000
100000
ε=XT-XF
0.4
0.04
0.004
0.0004
0.00004
P过大与振荡
图4-21 I、D的作用
图4-20 P的大小与振荡
a)静差与P的关系 b)振荡现象
3.积分与微分环节
图4-22比例带与比例增益
4.比例带的概念
4.4.3目标要受量程管
1.传感器的接线
(1)使用远传压力表
图4-23远传压力表的接法
(2)使用压力传感器
图4-25目标值的确定
2.目标值的确定
3.调试
图4-26PID的拖动调试
(1)手动调试
(2)系统调试
如反应过慢,则加大P,或减小I;
如发生振荡,则减小P,或加大I。
4.4.4 控制逻辑分正反
1.负反馈
上述恒压控制中:
p↑→fX↓
频率的变化趋势与被控量相反。
2.正反馈
图4-27 风机恒温控制(变频器PID)
TC输出:
XF=4~20mA=KT·θ
反馈逻辑:
θ↑→fX↑,是正反馈。
4.4.5 多台PI专用搬
图4-28 两台变频器的PID调节
4.4.6 起动过程可减慢
拖动系统在刚起动时,反馈信号为“0”。
ΔX很大,ΔPID也很大。
电动机将很快升速,有可能导致因过电流而跳闸。
图4-29 加大容量防跳闸
1.方法1-加大变频器容量
2.方法2-利用温度变送器的PID调节功能
图4-30 风机恒温控制(变送器PID)
TC输出:
XG=1~5V
(XG是经过PID调节后的信号)
温度的目标值XT:
由变送器(TC)的面板给定。
主要问题:
变频器的升速时间与降速时间有效,且预置得较长,影响了灵敏度。
但因温度本身的变化比较缓慢,故使用效果良好。
图4-31 闭环与开环控制的切换
3.方法3-利用外接端子切换
4.方法4-利用变频器的自动切换功能
(1)安川CIMR-G7A系列变频器
预置PID加、减速时间:
功能码b5-17用于预置“PID指令用加减速时间”。
这样,当PID功能有效时,其起动过程中的加、减速时间将由b5-17功能独立决定。
(2)丹佛士VLT5000系列变频器由功能码439预置“工艺PID起动频率”,则变频器在起动时,将按开环运行方式起动,直至上升到“工艺PID起动频率”后,才自动转为闭环控制。
4.5 程序控制用变频
实例-部件喷漆的程序控制
图4-32 部件喷漆的程序控制
4.5.1 多档转速有用了
控制要领
(1)装、御工件
装置以40m∕min快速右移(正转,50Hz);
→碰SQ1,移动速度降至4m∕min(正转,5Hz);
→碰SQ2,移动停止2min,御下已喷漆工件,装上待喷漆工件。
(2)喷漆
装置以40m∕min快速左移(反转,50Hz)
→碰SQ3,移动速度降至4m∕min(反转,5Hz);
→碰SQ4,移动停止30min,进行喷漆。
(3)终端保护
由SL1和SL2进行。
2.控制电路
图4-33 喷漆程序的控制电路
表4-5 喷漆控制的功能预置(康沃CVF-G2)
功能码
功能名称
数据码及含义
L-63
输入端子X1功能选择
1:
多段速控制端子1
L-64
输入端子X2功能选择
2:
多段速控制端子2
L-18
多段速频率1
50Hz
L-20
多段速频率3
5Hz
4.5.2 程控功能更巧妙
图4-34 喷漆程序示意图
表4-6 喷漆程控的功能预置
变频器型号
功能码
功 能 含 义
数据码及含义
康沃CVF
-G2
H-14
可编程运行设置
2:
连续循环
H-15
阶段1运行时间
30s
H-16
阶段1运行方向
0:
正转
H-17
阶段1加减速时间
5s
L-18
多档转速1
50Hz
H-18
阶段2运行时间
10s
H-19
阶段2运行方向
0:
正转
H-20
阶段2加减速时间
5s
L-19
多档转速2
5Hz
H-21
阶段3运行时间
120s
H-22
阶段3运行方向
0:
正转
H-23
阶段3加减速时间
5s
L-20
多档转速3
0Hz
H-24
阶段4运行时间
30s
H-25
阶段4运行方向
1:
反转
H-26
阶段4加减速时间
5s
L-21
多档转速4
50Hz
H-27
阶段5运行时间
10s
H-28
阶段5运行方向
1:
反转
H-29
阶段5加减速时间
5s
L-22
多档转速5
5Hz
H-30
阶段6运行时间
1800s
H-31
阶段6运行方向
0:
正转
H-32
阶段6加减速时间
5s
L-23
多档转速6
0Hz
富士G11S
C21
程序运行模式选择
1:
程序运行反复循环,输入停止命令后结束
C22
程序步1
30 F 1
│ │ └─加、减速时间1
│└───正转
└──────运行时间:
30s
F07
加速时间1
5s
C05
多步频率1
50Hz
C23
程序步2
10 F 1
C06
多步频率1
5Hz
C24
程序步3
120 F 1
C07
多步频率1
0Hz
C25
程序步4
30 R 1
│ │ └─加、减速时间1
│└───反转
└──────运行时间:
30s
C08
多步频率4
50Hz
C26
程序步5
10 R 1
C09
多步频率5
5Hz
C27
程序步6
1800 F 1
C06
多步频率6
0Hz
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