變頻器應(yīng)用與實(shí)訓(xùn)教、學(xué)、做一體化教程（第2版） 課件 任務(wù)4 變頻器的測(cè)量操作訓(xùn)練

任務(wù)4變頻器的測(cè)量操作訓(xùn)練

知識(shí)目標(biāo)123了解脈幅調(diào)制和脈寬調(diào)制的指導(dǎo)思想了解SPWM波形，掌握單極性和雙極性SPWN波形控制熟悉變頻器的變頻與變壓，理解恒壓頻比的意義12會(huì)用示波器測(cè)量變頻器的輸出電壓波形能對(duì)變頻器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行讀取技能目標(biāo)1.變頻與變壓（1）在基頻（額定頻率?N）以下調(diào)速在基頻以下調(diào)速時(shí)，需要調(diào)節(jié)電源電壓。當(dāng)降低?1時(shí)，如果U1不變，使磁通Фm增大，電動(dòng)機(jī)磁路飽和，勵(lì)磁電流急劇增加，使電動(dòng)機(jī)性能下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過(guò)熱燒壞電動(dòng)機(jī)。為防止磁路飽和，應(yīng)使Фm保持不變，于是U1/?1必須保持常數(shù)，即恒壓頻比。（2）在基頻（額定頻率?N）以上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時(shí)，保持電壓不變，這時(shí)?1越高，Фm越弱，結(jié)果是電動(dòng)機(jī)的鐵心沒(méi)有得到充分利用，造成浪費(fèi)。U1≈E1=4.44?1W1KW1Фm異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速必須按照一定規(guī)律同時(shí)改變定子電壓和頻率。討論電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓下降則電流增加；對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng)，如果頻率下降時(shí)電壓也下降，那么電流是否增加？當(dāng)頻率下降時(shí)，如果輸出相同的功率，則電流增加，但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下電流幾乎不變。2.恒壓頻比的實(shí)現(xiàn)脈幅調(diào)制（PAM）脈寬調(diào)制（PWM）2.恒壓頻比的實(shí)現(xiàn)脈幅調(diào)制（PAM）脈幅調(diào)制（PAM）是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。它的指導(dǎo)思想是在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí)也調(diào)節(jié)整流后直流電壓的幅值UD，以此來(lái)調(diào)節(jié)變頻器輸出交流電壓的幅值。2.恒壓頻比的實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制（PWM）是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)制值方式。它的指導(dǎo)思想是將輸出電壓分解成很多的脈沖，調(diào)頻時(shí)控制脈沖的寬度和脈沖間隔時(shí)間就可控制輸出電壓的幅值。脈寬調(diào)制（PWM）3.SPWM控制方式脈寬調(diào)制（PWM）3.SPWM控制方式單極性SPWM控制波形圖雙極性SPWM控制波形圖3.SPWM控制方式討論變頻電源的整個(gè)電路由交流一直流一交流一濾波等部分構(gòu)成，因此它輸出的電壓和電流波形均為純正的正弦波，非常接近理想的交流供電電源。可以輸出世界任何國(guó)家的電網(wǎng)電壓和頻率。變頻器是由交流一直流一交流（調(diào)制波）等電路構(gòu)成。其輸出電壓的波形為脈沖方波，且諧波成分多，電壓和頻率同時(shí)按比例變化，不可分別調(diào)整，不符合交流電源的要求，原則上不能做供電電源的使用。為什么變頻器不能用作變頻電源？4.測(cè)量?jī)x表的選用輸入電壓：因是工頻正弦電壓，故各類(lèi)儀表均可使用。輸出電壓：一般用整流式儀表。如選用電磁式儀表，則讀數(shù)偏低。但絕對(duì)不能用數(shù)字電壓表。輸入和輸出電流：一般選用電磁式儀表。熱電式儀表也可以選用，但反應(yīng)遲鈍，不適用負(fù)載變動(dòng)的場(chǎng)合。輸入和輸出功率：均可用電動(dòng)式儀表。工程經(jīng)驗(yàn)為什么用普通數(shù)字表測(cè)量變頻器的輸出電壓不能得到準(zhǔn)確的結(jié)果？應(yīng)使用什么形式的儀表？變頻器的輸出電壓波形是由很多個(gè)（幾百甚至幾千）幅值相同，寬度不同的“方波”組成（在半個(gè)周期內(nèi)，中心區(qū)域最寬，向兩邊逐漸變窄），完全不是正弦波形，輸出電壓的平均值通過(guò)改變占空比來(lái)調(diào)節(jié)。應(yīng)使用可適應(yīng)頻率范圍為0到幾千或者幾萬(wàn)赫茲的專(zhuān)用數(shù)字表。任務(wù)實(shí)施1.實(shí)施器材①變頻器，型號(hào)為三菱FR-A740-0.75K-CHT，1臺(tái)/每組；②PLC，型號(hào)為三菱FX3U-64M，1個(gè)/每組；③示波器，型號(hào)為普源精電DS1052E，1個(gè)/每組；④三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為A05024、功率60W，1臺(tái)/每組；⑤維修電工常用儀表和工具，1套/每組；⑥按鈕，型號(hào)為施耐德ZB2-BE101C（不帶自鎖），2個(gè)（綠色和紅色）/每組；⑦對(duì)稱(chēng)三相交流電源，線電壓為380V，1個(gè)/每組。實(shí)施步驟接通電源，使變頻器處于待機(jī)狀態(tài)。假設(shè)變頻器當(dāng)前工作模式為PU控制、頻率監(jiān)視、正轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。記錄輸出電壓值和電流的顯示值，計(jì)算電壓顯示值與頻率顯示值之比，填寫(xiě)表并給出驗(yàn)證結(jié)論。（1）測(cè)量變頻器的電壓與頻率的比值實(shí)施步驟（a）第一步

：20HZ時(shí)壓頻比測(cè)量操作過(guò)程：調(diào)節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調(diào)整為“20.00”，然后再點(diǎn)動(dòng)按壓【SET】鍵。觀察項(xiàng)目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值?，F(xiàn)場(chǎng)狀況：PU和FWD指示燈點(diǎn)亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“20.00”，兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“20.00”；電動(dòng)機(jī)以20HZ頻率正向旋轉(zhuǎn)。（1）測(cè)量變頻器的電壓與頻率的比值實(shí)施步驟（b）第二步：

30HZ時(shí)壓頻比測(cè)量操作過(guò)程：調(diào)節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調(diào)整為“30.00”，然后再點(diǎn)動(dòng)按壓【SET】鍵。觀察項(xiàng)目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值?，F(xiàn)場(chǎng)狀況：PU和FWD指示燈點(diǎn)亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“30.00”，并且這兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“30.00”；電動(dòng)機(jī)以30HZ頻率正向旋轉(zhuǎn)。（1）測(cè)量變頻器的電壓與頻率的比值實(shí)施步驟（c）第三步：40HZ時(shí)壓頻比測(cè)量操作過(guò)程：調(diào)節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調(diào)整為“40.00”，然后再點(diǎn)動(dòng)按壓【SET】鍵。觀察項(xiàng)目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值?，F(xiàn)場(chǎng)狀況：PU和FWD指示燈點(diǎn)亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“40.00”，并且這兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“40.00”；電動(dòng)機(jī)以40HZ頻率正向旋轉(zhuǎn)。（1）測(cè)量變頻器的電壓與頻率的比值實(shí)施步驟（d）第四步：

50HZ時(shí)壓頻比測(cè)量操作過(guò)程：調(diào)節(jié)M旋鈕，將顯示器上顯示的字符調(diào)整為“50.00”，然后再點(diǎn)動(dòng)按壓【SET】鍵。觀察項(xiàng)目：觀察變頻器操作單元上的指示燈，讀取顯示器上的電壓顯示值和頻率顯示值。現(xiàn)場(chǎng)狀況：PU和FWD指示燈點(diǎn)亮，顯示器上顯示的字符為“F”和“50.00”，并且這兩種字符相互間交替閃爍，在持續(xù)閃爍2秒后，顯示器上顯示的字符為“50.00”；電動(dòng)機(jī)以50HZ頻率正向旋轉(zhuǎn)。（1）測(cè)量變頻器的電壓與頻率的比值實(shí)施步驟

接通電源，使變頻器處于待機(jī)狀態(tài)。假設(shè)變頻器當(dāng)前工作模式為PU控制、頻率監(jiān)視、正轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。用示波器觀察并記錄變頻器的電壓輸出波形。（2）觀測(cè)變頻器電壓輸出波形實(shí)施步驟第一步：10HZ時(shí)輸出波形測(cè)量操作過(guò)程：調(diào)節(jié)M旋鈕，設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率10HZ；點(diǎn)動(dòng)【SET】鍵。觀察項(xiàng)目：測(cè)試條件，觀察波形的疏密程度及形狀?，F(xiàn)場(chǎng)狀況：變頻器電壓輸出波形。（2）觀測(cè)變頻器電壓輸出波形實(shí)施步驟第二步：30HZ時(shí)輸出波形測(cè)量操作過(guò)程：調(diào)節(jié)M旋鈕，設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率30HZ；點(diǎn)動(dòng)按壓【SET】鍵。觀察項(xiàng)目：測(cè)試條件，觀察波形的疏密程度及形狀?，F(xiàn)場(chǎng)狀況：變頻器電壓輸出波形。（2）觀測(cè)變頻器電壓輸出波形實(shí)施步驟第三步：40HZ時(shí)輸出波形測(cè)量操作過(guò)程：調(diào)節(jié)M旋鈕，設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率40HZ；點(diǎn)動(dòng)【SET】鍵。觀察項(xiàng)目：測(cè)試條件，觀察波形的疏密程度及形狀?，F(xiàn)場(chǎng)狀況：變頻器電壓輸出波形。（2）觀測(cè)變頻器電壓輸出波形工程素質(zhì)培養(yǎng)1.職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)要求在變頻器工作過(guò)程中不允許對(duì)電路信號(hào)進(jìn)行檢查。這是因?yàn)檫B接測(cè)量?jī)x表時(shí)所出現(xiàn)的噪聲以及誤操作可能會(huì)使變頻器出現(xiàn)故障。用普通萬(wàn)用表測(cè)量變頻器的輸出電壓是測(cè)不準(zhǔn)確的，尤其是在頻率較低時(shí)，所以不能用普通萬(wàn)用表測(cè)量變頻器的輸出電壓。專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)問(wèn)題問(wèn)題1：在用示波器測(cè)量變頻器輸出波形時(shí)，發(fā)現(xiàn)示波器的時(shí)基線不見(jiàn)了。解答：出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因很多，但主要有以下幾個(gè)方面：①調(diào)整旋鈕（垂直位移調(diào)整旋鈕或水平位移調(diào)整旋鈕）位置不正確，通過(guò)改變調(diào)節(jié)旋鈕的位置，使時(shí)基線出現(xiàn)。②亮度調(diào)節(jié)過(guò)低，改變亮度旋鈕的位置，增加基線的亮度。③觸發(fā)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)檔位錯(cuò)誤，應(yīng)將該開(kāi)關(guān)檔位置于“LINE”處。

④通道選擇開(kāi)關(guān)狀態(tài)錯(cuò)誤，應(yīng)將該開(kāi)關(guān)檔位置于“ON”處。專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)問(wèn)題問(wèn)題2：在測(cè)量過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)示波器顯示的波形不完整。解答2：出現(xiàn)這種情況的原因是衰減旋鈕位置不正確，解決方法是改變垂直設(shè)置，轉(zhuǎn)動(dòng)垂直比例調(diào)節(jié)旋鈕，直到看到完整波形為止。專(zhuān)業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)問(wèn)題問(wèn)題3：在操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)測(cè)量的波形噪聲太大，整個(gè)波形看不清楚。解答3：出現(xiàn)這種情況的原因是信號(hào)沒(méi)有實(shí)際接入或信號(hào)系統(tǒng)接地不良，也可能是信號(hào)本身幅度太小被干擾信號(hào)淹沒(méi)。解決方法是檢查信號(hào)系統(tǒng)接線、盡可能消除噪聲干擾。工程實(shí)際問(wèn)題趣味問(wèn)題：使用變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)，普通電動(dòng)機(jī)的溫升為什么比工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)高？為什么要盡量選用變頻專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)？