三相异步电动机(7.5KW电机)变频调速带PG闭环失量控制系统参数的设置与 应用(616G5)

三相异步电动机(7.5KW电机）变频调速带PG闭环失量控制系统参数的设置与            应用（616G5） 学    校：华北电力大学 院    系： 专    业：电气工程及其自动化 指导教师: 姓    名： 学    号: 引  言 由于电力电子技术的不断发展和进步，伴随着新的控制理论的提出与完善，使交流调速传动，尤其是性能优异的变频调速传动得到飞速的发展。近年来，变频器的售价不断下降，而其使用功能却不断提升和扩大变频器的大量推广使用，在节能、省力化、自动化及提高生产率、提高质量、减少维修和提高舒适性等多方面都取得了令世人瞩目的应用效果。 目      录 一、交流调速系统概述    3 二、变频调速系统    4 三、变频器的原理    6 四、电机选择及参数    9 五、旋转编码器选择及参数    11 六、安川变频器(616g5)结构形式    12 七、安川变频器(616g5)参数设定    13 八、结束语    20 参考文献：    21 一、交流调速系统概述 调速系统的发展 三相交流电机自十九世纪发明以来走过了100多年历史,电力拖动控制技术也随之日渐成熟,已从最初直接起动发展成目前的变频调速。电机在恒压下直接起动时电流约为其额定值的4-7倍,电机转速要在很短时间内从零升至额定值将产生很大冲击,且在起动瞬间大电流作用下,会引起电网压降,甚至严重影响电网内其它设备正常运行。为此,改善电机起动状态,使之处于低或无冲击及平滑柔和环境,各种限流起动的方法便应运而生。 变频调速技术是随交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代后半期开始,电力电子器件从SCR(晶闸管)、GTO(门极可关断晶闸管)、BJT(双极型功率晶体管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)、SIT(静电感应晶体管)、SITH(静电感应晶闸管)、MCT(MOS控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管),器件更新促使电力变换技术的不断发展。从20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视,到20世纪80年代作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,其中以鞍形波PWM模式效果最佳。自上世纪80年代后半期始,美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器开始投入市场并得到广泛应用。 二、变频调速系统 带速度传感器矢量控制变频器的异步电机闭环变频调速系统，如下图所示。 异步电机闭环控制变频调速(PG-速度脉冲发生器) 矢量控制异步电机闭环变频调速是一种理想的控制方式。它具有许多优点: a)从零转速进行速度控制,即甚低速亦能运行,因此调速范围很宽广,可达100: 1或1000: 1的范围; b)可以对转矩实行精确控制; c)系统的动态响应速度甚快; d)电机的加速度特性很好等。 然而,带速度传感器矢量控制变频器的异步电机闭环变频调速技术性能虽好,毕竟需要在异步电机轴上安装速度传感器,严格讲是降低了异步电机结构坚固、可靠性高的特点。在某些情况下,电机本身或环境因素无法安装速度传感器,多了反馈电路环节,故障机率高。因此,除了非采用不可的情况外,对于调速范围、转速精度和动态品质要求不很高的条件场合,则往往采用无速度传感器的矢量变频器开环系统替代。 变频控制系统与节能 变频控制系统之所以可节能,是因为变频器在其中所发挥的作用。 ⑴对于电能消耗,加变频器作用无疑是需要多少能就给多少,即不产生浪费现象。 ⑵用变频器节能降耗,实质上是通过对电机转速的控制来尽量减少电机不必要消耗的那部分能量(不过变频器本身也是要消耗一些能量的)。 ⑶少耗电能是因为少做了功,所以变负荷场合节能效果就显著。 ⑷变频器只有在低于工频运行或从高频降到低频的过程中才起到节能功效。因此, 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 变频器节能的通常理论是: 变频节能 为了保证生产的安全性,各种机械在设计配用驱动力时,都留有一定的富余量。电机一般不会在满负荷下运行,除要达到动力驱动要求外,多余力矩无疑增加了有功功率的消耗,造成电能浪费。用变频器控制时,功耗随外负载变化,变频器会自动调整输出功率,使其在满足工况的同时达到节约电能目的。动态调整节能。负载变化自适应,供给最佳效率电压。变频调速器软件设有5000次/秒的测控输出功能,始终保持电机运行在高效状态。通过变频自身的V/F功能节电。在保证电机输出力矩的情况下,可自动调节V/F曲线,以减少电机输出力矩,降低输入电流,达到节能。变频自带软启动节能。常规控制时,电机在额定电压下启动,电机的启动电流大,很大的启动电流会导致电机铜损、铁损增大,同时也增加了线 损和变损,既浪费电力,又对电网电压稳定造成危害。采用软启动技术后,以较小的自适应启动电流启动电机,可避免大启动电流对电网冲击的同时,还获得降低电能消耗及减少电机启动惯量对设备运转冲击的效果,延长设备的使用寿命及减少维修次数和维修时间。 三、变频器的原理 变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。（但VFD也可解释为Vacuum fluorescent display，真空荧光管，故这种译法并不常用）。变频器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传动元件。变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。 变频器是指适用于工业通用电机和一般变频电机、常规电网供电(单相220V、三相380V50Hz)、作调速控制的一种能改变电源频率的器件(部件),主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动、驱动、检测及微处理单元等组成,由于工业领域的广泛使用而成为主流。 变频器基本原理 变频器是指适用于工业通用电机和一般变频电机、常规电网供电(单相220V、三相380V50Hz)、作调速控制的一种能改变电源频率的器件(部件),主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动、驱动、检测及微处理单元等组成,由于工业领域的广泛使用而成为主流。由于前面变频调速的基本原理已经介绍，故这里不再重复。: 对异步电机而言,最易的方法是改变频率f1以达到变速控制目的。又由电机理论可知,三相异步电机每相电势的有效值与下式有关: 式中: ———定子每相电势有效值(V) ———定子绕组有效匝数 Фm———定子磁通(Wb) 对上式,可分两种情况解析:①在频率低于供电的额定电源频率时属于恒转矩调速。变频器设计时为维持电机输出转矩不变,必须维持每极气隙磁通Фm不变,从(3)式可知,也就是要使E1/f1=常数。若忽略定子漏阻抗压降,可以认为供给电机的电压U1与频率f1按相同比例变化,即U1/f1=常数。但在频率较低时,定子漏阻抗压降不能忽略,因此要人为地提高定子电压,以作漏阻抗压降的补偿,维持E1/f1≈常数,此时变频器输出U1/f1关系如图1中的2号直线,而不再是1号直线。 1----U/F=常数 ， 2-----E/F=常数  图1　U/f关系 多数变频器在频率低于电机标定频率时,输出的电压U1和频率f1类似图5中的2号直线,并且随着设置不同,可改变补偿直线的形状,使用者要根据电机运行实际情况作调整。②在频率高于定子供电的额定电源频率时属于恒功率调速。此时变频器的输出频率f1提高,但变频器的电源电压是由电网电压决定的,不可能继续提高。根据公式(3)得E1不变,则f1提高必然使Фm下降。由于Фm与电流或转矩成正比,因此转矩也下降,转矩下降导致转速升高,所以两者的乘积并未变。转矩与转速的乘积 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征功率,所以此时电机处在恒功率输出状态下运行。 异步电机变频调速恒转矩和恒功率区域状态的特性如图2所示。 1----恒转矩时的电压曲线 ，2-----恒功率的电压曲线（U ） 3---衡转矩时的转矩曲线 ， 4-----恒功率时的转矩曲线（ ） 的大小表征电机转矩的大小，因此曲线 可看作电机转矩曲线 图2　异步电机调速时的输出特性 由以上分析得出,通用变频器对异步电机的调速,输出频率和电压按一定规律作改变。在额定频率以下,变频器的输出电压随输出频率升高而升高,即所谓变压变频调速(VVVF);在额定频率以上,电压不变只改变频率。实际上多数变频调速是用于额定频率以下场合,低频时采用补偿是为了解决低频转矩下降问题,而采用方式可多种多样。例如矢量控制技术、直接转矩控制技术以及拟超导技术(森兰变频特有专利技术)等等。其作用都不外乎动态改变低频时的变频器输出电压、输出相位或输出频率,也就是利用电路和计算机技术,实时而不是固定地改变图2中1号直线的形状,达到低速时提升力矩并且稳定运行,又不至于大电流造成故障。 四、电机选择及参数 Y系列电机具有高效、节能、起动转矩高、噪声小、可靠性高、寿命长等优点。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准。采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷却方式为IC411。 Y系列电机，额定电压为380V，额定频率为50Hz，3kW及以下为“Y”接法，4kW以上为“△”接法。 Y系列电机用于一般无特殊要求的机械设备，如风机、水泵、机床、搅拌机等。 Y系列电动机是全封闭自冷式鼠笼型三相异步电动机。它集中了国内外的先进技术，是全国统一设计的新系列产品。 本文已经选好电机容量为7.5KW，具体参数如下所示： 电机详细参数 型 号 额定功率 额定电流 额定转速 效率 功率因数 振动速度 重量 Y132S-4 7.5KW 15.4A 1440r/min 87.0% 0.85 1.8mm/s 79Kg                 电机自学习参数 五、旋转编码器选择及参数 欧姆龙 OMRON 增量型 编码器 E6C2-CWZ3参数