哈工大變頻器原理與運(yùn)用課件

第2章通用變頻器的功能第2章通用變頻器的功能第2章通用變頻器的功能本章主要內(nèi)容：介紹通用變頻器的主要功能

2.1頻率控制功能2.2

U/f控制功能2.3矢量控制功能2.4

運(yùn)行控制與保護(hù)功能2.5

變頻器的閉環(huán)運(yùn)行2.6

變頻器的外部接線

學(xué)時(shí)：4第2章通用變頻器的功能本章主要內(nèi)容：§2.1頻率控制功能本節(jié)主要內(nèi)容：頻率給定極限頻率加、減速時(shí)間和曲線回避頻率多段速控制功能頻率增益與頻率偏置載波頻率的設(shè)定§2.1頻率控制功能本節(jié)主要內(nèi)容：1.頻率給定操作面板上的功能鍵設(shè)置頻率功能參數(shù)碼進(jìn)行預(yù)置操作面板上的電位器設(shè)定頻率外端子控制頻率模擬量開關(guān)量網(wǎng)絡(luò)圖2-1操作面板變頻器的輸出頻率可通過下述方式設(shè)定1.頻率給定操作面板上的功能鍵設(shè)置頻率圖2-1操作面板2.極限頻率

最高頻率fmax變頻器允許輸出的最高頻率，一般為電動(dòng)機(jī)的額定頻率?；绢l率fb

又稱基準(zhǔn)頻率或基底頻率，只有在U/f模式下才設(shè)定。它是指當(dāng)輸出電壓U=UN時(shí)，f達(dá)到的值fN，一般為額定頻率。

圖2-2頻率、電壓關(guān)系設(shè)定變頻器輸出電壓和頻率的關(guān)系。2.極限頻率最高頻率fmax圖2-2頻率、電壓關(guān)系上限頻率fH允許變頻器輸出的最高頻率下限頻率fL允許變頻器輸出的最低頻率圖2-3上限和下限頻率限制變頻器的輸出頻率范圍，從而限制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍，防止由于錯(cuò)誤操作造成事故。上限頻率fH圖2-3上限和下限頻率限制變頻3.加速時(shí)間和減速時(shí)間加、減速時(shí)間的定義加速時(shí)間：變頻器輸出頻率從0上升到基本頻率fb所需要的時(shí)間減速時(shí)間：變頻器輸出頻率從基本頻率fb下降至0所需要的時(shí)間。圖2-4加減速時(shí)間設(shè)定為了保證電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)而又不過流，變頻器須設(shè)定加速時(shí)間。電動(dòng)機(jī)減速時(shí)間與其拖動(dòng)的負(fù)載有關(guān)，有些負(fù)載對(duì)減速時(shí)間有嚴(yán)格要求，變頻器須設(shè)定減速時(shí)間。3.加速時(shí)間和減速時(shí)間加、減速時(shí)間的定義圖2-4加減速時(shí)間實(shí)際的加減速時(shí)間變頻器的實(shí)際加減速時(shí)間與工作頻率有關(guān)。一般小于等于理論設(shè)定的加減速時(shí)間。圖2-5實(shí)際加減速時(shí)間加速時(shí)間的設(shè)定加速時(shí)間設(shè)定原則：兼顧起動(dòng)電流和起動(dòng)時(shí)間，一般情況下負(fù)載重時(shí)加速時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)載輕時(shí)加速時(shí)間短加速時(shí)間設(shè)置方法：用試驗(yàn)的方法，使加速時(shí)間由長(zhǎng)而短，一般使起動(dòng)過程中的電流不超過額定電流的1.1倍為宜。實(shí)際的加減速時(shí)間圖2-5實(shí)際加減速時(shí)間加速時(shí)間的設(shè)定

減速時(shí)間設(shè)定必要性：

例1：重負(fù)載制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)電流大可能損壞電路，設(shè)置合適的減速時(shí)間，可減小制動(dòng)電流。

例2：水泵制動(dòng)時(shí)，快速停車會(huì)造成管道“空化”現(xiàn)象，損壞管道。減速時(shí)間的設(shè)定原則：兼顧制動(dòng)電流和制動(dòng)時(shí)間，保證無管道“空化”現(xiàn)象。多種加減速時(shí)間變頻器可設(shè)置多種不同的加減速時(shí)間。以適應(yīng)不同工況下的要求。減速時(shí)間設(shè)定多種加減速時(shí)間4.加速曲線和減速曲線加速曲線（3種）線性上升方式：頻率隨時(shí)間呈正比的上升，適用于一般要求的場(chǎng)合。S型上升方式：先慢、中快、后慢，起動(dòng)、制動(dòng)平穩(wěn)，適用于傳送帶、電梯等對(duì)起動(dòng)有特殊要求的場(chǎng)合。半S型上升方式：正半S型適用于大慣性負(fù)載，反半S型適合于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載。圖2-6加速曲線4.加速曲線和減速曲線加速曲線（3種）圖2-6加速曲線減速曲線與加速曲線類似圖2-7S區(qū)曲線加速和減速曲線的組合根據(jù)不同的機(jī)型可分為三種情況：只能預(yù)置加、減速的方式，曲線形狀由變頻器內(nèi)定，用戶不能自由設(shè)置?？蔀橛脩籼峁┤舾煞NS區(qū)（如0.2S、0.5S、1S等）用戶可在一定的非線性區(qū)內(nèi)設(shè)置時(shí)間的長(zhǎng)短。減速曲線與加速曲線類似圖2-7S區(qū)曲線加速和減速曲線的組5.回避頻率回避頻率的概念變頻器跳過而不運(yùn)行的頻率一般情況下可設(shè)置三個(gè)以上。圖2-8回避頻率為避免傳動(dòng)系統(tǒng)共振，應(yīng)設(shè)置回避頻率。5.回避頻率回避頻率的概念圖2-8回避頻率為避免傳動(dòng)系設(shè)置回避頻率的方法設(shè)定回避頻率的上端和下端頻率：

如43Hz、39Hz，則回避39Hz～43Hz；設(shè)定回避頻率值和回避頻率的范圍：

如41Hz、2Hz，則回避39Hz～43Hz；只設(shè)定回避頻率：

回避頻率范圍由變頻器內(nèi)定。圖2-8回避頻率設(shè)置回避頻率的方法圖2-8回避頻率6.多段速控制功能段速控制功能指不同時(shí)間段對(duì)應(yīng)的輸出頻率不同。圖2-9工業(yè)洗衣機(jī)速度軌跡6.多段速控制功能段速控制功能圖2-9工業(yè)洗衣機(jī)速度軌段速功能的設(shè)置與執(zhí)行按程序運(yùn)行

利用變頻器內(nèi)部的簡(jiǎn)易PLC功能編制段速控制程序。由端子控制

設(shè)置控制端子，使之的具有段速選擇功能。圖2-10多段速控制段速功能的設(shè)置與執(zhí)行圖2-10多段速控制本講學(xué)習(xí)了§2.1頻率控制功能頻率給定極限頻率加、減速時(shí)間和曲線回避頻率多段速控制功能下一講繼續(xù)學(xué)習(xí)頻率增益與頻率偏置載波頻率的設(shè)定本講學(xué)習(xí)了7.頻率增益和頻率偏置功能圖2-10頻率偏置頻率給定來自模擬控制端子輸入的信號(hào)，如：

電壓0~5V，0~10V；電流4~20mA。為了使模擬信號(hào)與頻率給定相匹配，需設(shè)置頻率增益和頻率偏置。頻率偏置當(dāng)模擬控制信號(hào)為0時(shí)的頻率頻率給定值7.頻率增益和頻率偏置功能圖2-10頻率偏置頻率給定來自圖2-11頻率增益頻率增益頻率給定（標(biāo)幺值）變化范圍與

模擬控制信號(hào)（標(biāo)幺值）變化范圍的比率，

即f/X。圖2-11頻率增益頻率增益8.載波頻率設(shè)置應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)控制逆變電路時(shí)，載波頻率（三角波頻率）可以在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。載波頻率對(duì)應(yīng)著功率器件的開關(guān)頻率載波頻率過高會(huì)導(dǎo)致功率器件過熱載波頻率過低則輸出電壓畸變較大變頻器在出廠時(shí)都設(shè)置一個(gè)較佳的載波頻率，沒有必要時(shí)可以不作調(diào)整。8.載波頻率設(shè)置應(yīng)用脈寬調(diào)制技術(shù)控制逆變電路時(shí)，載波頻率（三小結(jié)

重點(diǎn)：與頻率控制相關(guān)的功能難點(diǎn)：頻率增益與偏置§2.1頻率控制功能

頻率給定方式通過操作面板模擬輸入端子：頻率增益與偏置

開關(guān)輸入端子：多段速控制功能保護(hù)功能

上、下限頻率、回避頻率

加、減速時(shí)間和曲線小結(jié)重點(diǎn)：與頻率控制相關(guān)的功能§2.1頻率控制功能§2.2

U/f

控制功能本節(jié)主要內(nèi)容：

U/f控制方式的含義

完善U/f

控制方式的措施

轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償節(jié)能運(yùn)行控制轉(zhuǎn)差補(bǔ)償本節(jié)將介紹與上述優(yōu)化措施對(duì)應(yīng)的控制功能。變頻器調(diào)速系統(tǒng)的控制方式基本方式：U/f控制高級(jí)方式：矢量控制§2.2U/f控制功能本節(jié)主要內(nèi)容：變頻器調(diào)速系統(tǒng)的控制1.U/f

控制方式圖2-12U/f控制曲線

U/f控制方式在變頻調(diào)速過程中為了保持主磁通的恒定而使U/f=常數(shù)的控制方式這是變頻器的基本控制方式。1.U/f控制方式圖2-12U/f控制曲線U/f控2.

轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能

轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償在U/f控制方式下，利用增加輸出電壓來提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法。

轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)脑蛟诨l以下調(diào)速時(shí)，須保持E1/?1恒定，即保持主磁通Φm恒定。

?1較高時(shí)，保持U1/?1恒定，即可近似地保持主磁通Φm恒定。

?1較低時(shí)，E1/?1會(huì)下降，導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩下降。

提高變頻器的輸出電壓即可補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩不足不同工作場(chǎng)合對(duì)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)囊蟛煌?.轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)脑?/p>

常用的補(bǔ)償方法線性補(bǔ)償起動(dòng)電壓從0提升到最大值的某一比例，

U/f

仍保持線性關(guān)系。圖2-13線性補(bǔ)償常用的補(bǔ)償方法圖2-13線性補(bǔ)償分段補(bǔ)償起動(dòng)過程中分段補(bǔ)償，有正補(bǔ)償、負(fù)補(bǔ)償兩種。正補(bǔ)償：補(bǔ)償曲線在標(biāo)準(zhǔn)U/f曲線的上方，適用于高轉(zhuǎn)矩起動(dòng)運(yùn)行的場(chǎng)合。負(fù)補(bǔ)償：補(bǔ)償曲線在標(biāo)準(zhǔn)U/f曲線的下方，適用于低轉(zhuǎn)矩起動(dòng)運(yùn)行的場(chǎng)合。圖2-14分段補(bǔ)償分段補(bǔ)償圖2-14分段補(bǔ)償平方率補(bǔ)償補(bǔ)償曲線為拋物線。低頻時(shí)斜率?。║/f比值?。└哳l時(shí)斜率大（U/f比值大）多用于風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載的補(bǔ)償，達(dá)到節(jié)能目的圖2-14平方率補(bǔ)償平方率補(bǔ)償圖2-14平方率補(bǔ)償3.

節(jié)能運(yùn)行控制功能節(jié)能運(yùn)行控制功能變頻器將檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，與變頻器中儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行比較，從而自動(dòng)給出最佳工作電壓的過程。變頻器預(yù)置為節(jié)能運(yùn)行時(shí)，必須滿足的條件變頻器中已儲(chǔ)存有實(shí)際電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。變頻器節(jié)能運(yùn)行時(shí)，動(dòng)態(tài)性能較差，因此多用于轉(zhuǎn)矩較穩(wěn)定的負(fù)載中。節(jié)能運(yùn)行只能用于U/f控制方式下，不能用于矢量控制方式。3.節(jié)能運(yùn)行控制功能節(jié)能運(yùn)行控制功能變頻器預(yù)置為節(jié)能運(yùn)行時(shí)4.

轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能轉(zhuǎn)差補(bǔ)償當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加(降低)而

下降(升高)時(shí)，變頻器的輸出頻率自動(dòng)升高(降低)，以補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的過程。轉(zhuǎn)差的含義4.轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能轉(zhuǎn)差補(bǔ)償轉(zhuǎn)差的含義轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)哪康奶岣唠妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制精度。轉(zhuǎn)差補(bǔ)償只能用于U/f控制方式下，不能用于

矢量控制方式。轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定范圍：一般為0～10Hz。轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)哪康霓D(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定范圍：一般為0～10Hz。小結(jié)

重點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能難點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)脑颉?.2

U/f

控制功能

U/f

控制方式該方式下的特殊控制功能轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能節(jié)能運(yùn)行控制功能轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能U/f=常數(shù)的控制方式小結(jié)重點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能§2.2U/f控§2.3矢量控制功能矢量控制是變頻器的一種高性能的控制方式，其控制原理類似于直流電動(dòng)機(jī)。本節(jié)主要內(nèi)容：

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理

三相異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理變頻器的矢量控制功能§2.3矢量控制功能矢量控制是變頻器的一種高1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)Φ、Ia為相互獨(dú)立的變量，分別由勵(lì)磁繞組、電樞繞組控制。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制方便，調(diào)速特性好，精度高。1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式他勵(lì)直流電他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的缺點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、換向過程復(fù)雜；且電動(dòng)機(jī)的容量、最高轉(zhuǎn)速受到限制；換向器和電刷裝置的事故率較高，需要定期維護(hù)和更換，維護(hù)費(fèi)用高。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的缺點(diǎn)2.三相異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的難點(diǎn)式中的Φm、I2、cosφ2都影響轉(zhuǎn)矩T；且Φm與I2都由定子電流控制，兩者不獨(dú)立。難于直接實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制。2.三相異步電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式三矢量控制的原理將定子電流人為分解為兩個(gè)相互垂直的矢量；即勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子電流；然后用他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的控制方式去控制交流異步電動(dòng)機(jī)。解決思路：將定子電流人為的分解為兩個(gè)相互垂直的矢量并解釋為勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子電流交流異步電動(dòng)機(jī)的控制就會(huì)變得很方便。矢量控制的原理解決思路：3.變頻器的矢量控制功能矢量控制的實(shí)現(xiàn)過程

首先檢測(cè)并計(jì)算三相輸出電壓和電流矢量；然后將電流矢量分解為兩個(gè)相互垂直的電流矢量：勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子電流；通過運(yùn)算調(diào)節(jié)器對(duì)這兩個(gè)信號(hào)分別控制，從而控制逆變電路的輸出。具有該功能的變頻器工程上稱為矢量型變頻器。3.變頻器的矢量控制功能矢量控制的實(shí)現(xiàn)過程設(shè)置矢量控制功能時(shí)應(yīng)符合的條件變頻器只能連接一臺(tái)電動(dòng)機(jī)；運(yùn)行前應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，并對(duì)變頻器的進(jìn)行自整定操作；所配備電動(dòng)機(jī)的容量比應(yīng)配備電動(dòng)機(jī)的容量最多小一個(gè)等級(jí)；變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的電纜長(zhǎng)度應(yīng)不大于50m。變頻器與電動(dòng)機(jī)之間接有電抗器時(shí)，應(yīng)使用變頻器的自整定功能修改控制參數(shù)。設(shè)置矢量控制功能時(shí)應(yīng)符合的條件小結(jié)

重點(diǎn)：矢量控制的原理難點(diǎn)：矢量控制時(shí)應(yīng)滿足的條件§2.3矢量控制功能

矢量控制的原理將定子電流人為分解為兩個(gè)相互垂直的矢量；（即勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子電流）；然后用他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的控制方式去控制交流異步電動(dòng)機(jī)。采用矢量控制時(shí)應(yīng)滿足的條件小結(jié)重點(diǎn)：矢量控制的原理§2.3矢量控制功能§2.4

運(yùn)行控制與保護(hù)功能本節(jié)主要內(nèi)容：?jiǎn)⑼：头崔D(zhuǎn)控制功能

點(diǎn)動(dòng)控制制動(dòng)控制瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能過載保護(hù)功能§2.4運(yùn)行控制與保護(hù)功能本節(jié)主要內(nèi)容：1.啟停和反轉(zhuǎn)控制功能啟停功能利用指令控制變頻器啟動(dòng)和停止。反轉(zhuǎn)功能交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與交流電的相序有關(guān)，正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制只是相對(duì)而言?？刂品椒ㄓ刹僮髅姘迳系膯⑼ｆI及反轉(zhuǎn)鍵來控制由外端子來控制。1.啟停和反轉(zhuǎn)控制功能啟停功能2.點(diǎn)動(dòng)控制（寸動(dòng)控制）點(diǎn)動(dòng)控制

點(diǎn)一下按鍵或按鈕，電動(dòng)機(jī)在某一頻率下運(yùn)行的控制方式。點(diǎn)動(dòng)控制功能的設(shè)定設(shè)置點(diǎn)動(dòng)頻率設(shè)定端子的點(diǎn)動(dòng)控制功能2.點(diǎn)動(dòng)控制（寸動(dòng)控制）點(diǎn)動(dòng)控制

點(diǎn)一下按3.制動(dòng)控制制動(dòng)控制功能

用于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中迅速停止或準(zhǔn)確定位。制動(dòng)控制功能分類回饋制動(dòng)直流制動(dòng)：需設(shè)置制動(dòng)頻率、制動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)力等。3.制動(dòng)控制制動(dòng)控制功能

用于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中迅速停止或4.瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能電源瞬間停電又很快恢復(fù)供電的情況下變頻器是繼續(xù)停止輸出，還是自動(dòng)重起。功能設(shè)置瞬時(shí)停電后不起動(dòng)

瞬時(shí)停電后停止輸出，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

電源正常后，輸入復(fù)位信號(hào)才會(huì)重新起動(dòng)。瞬時(shí)停電后再起動(dòng)

瞬間停電又很快恢復(fù)供電后，變頻器自動(dòng)重起。4.瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能圖2-15瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能圖2-15瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能5.過載保護(hù)功能保護(hù)的對(duì)象電動(dòng)機(jī)變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的過熱保護(hù)功能電子熱繼電器，監(jiān)視變頻器的輸出電流；只能接一臺(tái)電動(dòng)機(jī)；應(yīng)用時(shí)可以設(shè)置功能是否有效，再設(shè)置具體參數(shù)。5.過載保護(hù)功能保護(hù)的對(duì)象對(duì)電動(dòng)機(jī)的過熱保護(hù)功能對(duì)變頻器自身的保護(hù)功能過流、過壓、過功率、斷電、其他故障等均可進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，甚至自動(dòng)跳閘斷電。變頻器在出現(xiàn)過載及故障時(shí)，一方面由顯示屏發(fā)出文字報(bào)警信號(hào)，一方面由接點(diǎn)開關(guān)輸出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)故障排除后，要由專用的復(fù)位控制指令復(fù)位，變頻器方可重新工作。對(duì)變頻器自身的保護(hù)功能小結(jié)

重點(diǎn)：運(yùn)行控制功能及保護(hù)功能難點(diǎn)：直流制動(dòng)和再啟動(dòng)功能§2.4運(yùn)行控制與保護(hù)功能運(yùn)行控制點(diǎn)動(dòng)控制：正向點(diǎn)動(dòng)，反向點(diǎn)動(dòng)長(zhǎng)動(dòng)控制：?jiǎn)?dòng)，停止，反轉(zhuǎn)制動(dòng)方式：回饋制動(dòng)、直流制動(dòng)保護(hù)功能瞬時(shí)停電再起動(dòng)功能過載保護(hù)功能小結(jié)重點(diǎn)：運(yùn)行控制功能及保護(hù)功能§2.4運(yùn)行控制與§2.5

變頻器的閉環(huán)控制功能閉環(huán)運(yùn)行：在變頻器控制的拖動(dòng)系統(tǒng)中引入負(fù)反饋，進(jìn)行反饋控制，以提高傳動(dòng)精度。反饋器件：主要有脈沖編碼器(實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速反饋)、壓力傳感器、速度傳感器等。本節(jié)主要內(nèi)容：變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制功能變頻器的PID控制功能§2.5變頻器的閉環(huán)控制功能閉環(huán)運(yùn)行：在變頻器控制的拖動(dòng)系1.變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制功能轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的優(yōu)點(diǎn)：提高速度控制的精度。測(cè)速元件：光電編碼器（簡(jiǎn)稱PG）圖2-16光電編碼器圖2-17轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)1.變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制功能轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的優(yōu)點(diǎn)：提高速度控制各種速度控制方案的比較表2-1控制精度比較表有PG的矢量控制方式調(diào)速范圍最大，調(diào)速精度最高。無PG的矢量控制方式調(diào)速范圍及精度適中。U/F控制方式調(diào)速精度及范圍較差，但價(jià)格較低。各種速度控制方案的比較表2-1控制精度比較表有PG的矢量2.變頻器的PID控制功能PID調(diào)節(jié)器比例(P)、積分(I)、微分(D)調(diào)節(jié)器的總稱。比例調(diào)節(jié)器：用于提高響應(yīng)速度，但存在靜差。積分調(diào)節(jié)器：無靜差，但使系統(tǒng)響應(yīng)滯后。微分調(diào)節(jié)器：補(bǔ)償系統(tǒng)的滯后特性。三者結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短就構(gòu)成了PID調(diào)節(jié)器。采用PID調(diào)節(jié)器閉環(huán)控制系統(tǒng)變頻器的PID功能一般內(nèi)置在變頻器中。PID調(diào)節(jié)器的反饋信號(hào)：來自壓力傳感器、速度傳感器、流量傳感器等的測(cè)量信號(hào)。PID的輸出信號(hào)：用來控制變頻器的速度等變量。2.變頻器的PID控制功能PID調(diào)節(jié)器采用PID調(diào)節(jié)器閉環(huán)控PID控制舉例：儲(chǔ)氣罐壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)圖2-18壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)PID控制舉例：儲(chǔ)氣罐壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)圖2-18壓力閉小結(jié)

重點(diǎn)：各種速度控制方案的比較難點(diǎn)：PID調(diào)節(jié)器的原理§2.5變頻器的閉環(huán)控制功能變頻器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制功能變頻器的PID控制功能小結(jié)重點(diǎn)：各種速度控制方案的比較§2.5變頻器的閉§2.6

變頻器的外部接線本節(jié)主要內(nèi)容：

主電路的端子模擬量控制端子開關(guān)量控制端子通信接口§2.6變頻器的外部接線1.主電路的端子交流電源輸入端子R、S、T按變頻器應(yīng)用電壓的不同，分為220V和380V兩種。單相為220V，只接R、S、T中的兩個(gè)端子。三相為380V，R、S、T分別接3相交流電。圖2-19主電路的接線1.主電路的端子交流電源輸入端子R、S、T圖2-19主逆變輸出端子U、V、W由于輸出是經(jīng)過調(diào)制的高頻脈沖波，使用時(shí)應(yīng)注意：變頻器的輸出端不能連接電容或電涌吸收器；變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的連線不能很長(zhǎng)；變頻器與電動(dòng)機(jī)之間不能連接開關(guān)。圖2-19主電路的接線逆變輸出端子U、V、W圖2-19主電路的接線直流電抗器和制動(dòng)電阻連接端子用于外接直流電抗器和制動(dòng)電阻。接地端子接地線要粗而短，接點(diǎn)接觸良好。必要時(shí)采用專用接地線。圖2-19主電路的接線直流電抗器和制動(dòng)電阻連接端子圖2-19主電路的接線2.模擬量控制端子模擬量輸入端子信號(hào)類型：電壓輸入、電流輸入作用：輸入頻率給定量或PID調(diào)節(jié)器的反饋量。相關(guān)參數(shù)：頻率增益、頻率偏置。圖2-20模擬量控制端子2.模擬量控制端子模擬量輸入端子圖2-20模擬量控制模擬量輸出端子信號(hào)類型：電壓輸出、電流輸出作用：指示輸出頻率、輸出電流、輸出電壓等變量相關(guān)參數(shù)：由功能參數(shù)來決定所輸出的變量圖2-20模擬量控制端子模擬量輸出端子圖2-20模擬量控制端子上一講學(xué)習(xí)了§2.6變頻器的外部接線

主電路的端子模擬量控制端子本講繼續(xù)學(xué)習(xí)開關(guān)量輸入端子開關(guān)量輸出端子上一講學(xué)習(xí)了3.開關(guān)量輸入端子開關(guān)量輸入端子的種類獨(dú)立功能控制端子：

主要有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、運(yùn)行停止、復(fù)位等端子，其功能固定。多功能控制端子：

一般有3~5個(gè)，可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)不同功能。通過功能參數(shù)預(yù)置來確定其具體功能。圖2-21開關(guān)量輸入端子3.開關(guān)量輸入端子開關(guān)量輸入端子的種類圖2-21開關(guān)量獨(dú)立功能控制端子（1）主要有:正轉(zhuǎn)（FWD)、反轉(zhuǎn)(REV)、點(diǎn)動(dòng)(JOG)、運(yùn)行停止(STOP)、復(fù)位(RST)等端子。其控制方式有兩種，開關(guān)控制和脈沖控制。圖2-22運(yùn)行端子的控制方式獨(dú)立功能控制端子（1）圖2-22運(yùn)行端子的控制方式獨(dú)立功能控制端子（2）緊急停止端子ES：

用于控制變頻器緊急停止。接于此端子的信號(hào)一般為保護(hù)信號(hào)或限位信號(hào)。報(bào)警復(fù)位端子RST：

故障報(bào)警后，先解除故障，再給復(fù)位端子與公共端之間加正脈沖，變頻器才可重新起動(dòng)。圖2-21開關(guān)量輸入端子獨(dú)立功能控制端子（2）圖2-21開關(guān)量輸入端子多功能控制端子（1）多段速控制端子：用端子狀態(tài)的的不同組合來控制不同段速的運(yùn)行。表2-2多段速控制功能多功能控制端子（1）表2-2多段速控制功能多功能控制端子（2）空轉(zhuǎn)控制端子：使變頻器停止輸出，電動(dòng)機(jī)自由停車。這種停止方式稱為空轉(zhuǎn)制動(dòng)或自由停車。頻率上升(UP)/下降(DOWN)控制端子：采用數(shù)字信號(hào)調(diào)節(jié)頻率，控制穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。圖2-23端子的頻率調(diào)節(jié)功能多功能控制端子（2）圖2-23端子的頻率調(diào)節(jié)功能接線注意事項(xiàng)有效信號(hào)的形式：

端子與CM之間閉合有效，還是斷開有效。開關(guān)類型：

端子與CM之間即可接入觸點(diǎn)開關(guān)，也可