当前课程知识点:PLC应用技术 > 项目六:PLC的通信及网络设计、安装与调试 > 工作任务2:基于端子控制的PLC和变频器的应用 > 6-6 变频器的基本运行原理
同学们大家好
今天 我们来学习
变频器的基本运行原理
首先我们看看 电动机的转速
为什么能够自由变化呢
在这里
我们分析的电动机类型为
三相交流异步电动机
它又被称作
感应式交流电动机
在工业中
所使用的电动机
大部分为三相交流异步电动机
转速近似地取决于
电机的极数和频率
由于电动机的工作原理决定
电动机的极数是固定不改变的
由于该极数值
不是一个连续的数值
一般为2的倍数
例如2 4 6等
所以一般不适和
通过改变该值
来调整电机的速度
另外
频率能够通过电机的
供电电源频率改变
这样电机的转速
就可以被自由的控制
因此
以控制频率为目的的变频器
是做为
电机调速设备的优选设备
改变频率和电压
是最优的电机控制方法
如果仅改变频率
而不改变电压
频率改变时 比如频率降低时
会使电动机出现过载或过压情况
导致电机可能被烧坏
因此变频器在改变频率的同时
必须要同时改变电压
输出频率在额定频率以上时
电压不可以继续增加
最高只能是
等于电机的额定电压
例如
为了使电机的频率减半
把变频器的输出频率
从50Hz改变到25Hz
这时变频器的输出电压
就需要从400V改变到约200V
第二 我们来看一下电动机的转速改变时
其输出转矩是怎么样变化的
这里我们先提出两个概念
第一个 工频电源
工频电源是由电网提供的电源频率
第二 起动电流
当电机开始运转时
一直到电动机的转速
变为额定转速时
这个之间的电流被称为起动电流
电机在工频电源供电时起动
它会得到一个很大的脉动冲击
而当使用变频器供电时
这些冲击就要弱一些
工频直接起动
会产生一个大的起动电流
而当使用变频器时
变频器的输出电压和频率
是逐渐加到电机上的
从小到大变化
所以电机起动电流
和冲击要小些
减小的实际数据
在有的变频器手册中
会给出说明
通过使用
磁通矢量控制的变频器
将改善电机低速时
转矩的不足
甚至在低速区
电机也可以输出足够的转矩
三 当变频器调速
到大于50Hz频率时
电机的起动转矩会怎么样变化呢
通常的电机
是按50Hz电压设计制造的
其额定转矩
也是在这个电压范围内给出的
因此在额定频率之下的调速
称为恒转矩调速
其中T=Te 等于额定转率
实施的功率P应该小于等于额定频率
变频器输出频率
大于50Hz频率时
电机产生的转矩
要以和频率成反比的
线性关系下降
当电机以
大于50Hz频率速度运行时
电机负载的大小
必须要给予考虑
以防止电机输出转矩的不足
同学们知道
对一个特定的电机来说
其额定电压
和额定电流是不变的
如变频器和电机额定值都是
15kW/380V/30A
电机可以工作在50Hz以上
当转速为50Hz时
变频器的输出电压为380V
电流为30A
这时如果增大输出频率到60Hz
变频器的最大输出电压电流
也只能为380V/30A
很显然输出功率不变
所以我们称之为恒功率调速
这时的转矩情况怎样呢
因为P=ωT
其中ω为角速度 也就是电机的转矩速度
T为转矩
因为P值 功率值是不变的
当转速增加
ω上升时
转矩会相应减小
所以我们得到以下结论
当变频器输出频率
从50Hz以上增加时
电机的输出转矩会减小
第四 矢量控制是怎样改善
电机的输出转矩能力呢
首先我们先提出一个概念 转矩提升
此功能增加变频器
的输出电压
这个功能主要针对电动机在低频运行时
以补偿定电阻上电压降
引起的输出转矩损失
从而改善电机的输出转矩
改善电机低速输出转矩不足的技术
使用“矢量控制”
可以使电机在低速
如1Hz
对4极电机
其转速大约为30r/min时
这样的输出转矩可以达到
电机在50Hz供电输出的转矩
最大约为额定转矩的150%
对于常规的V/F控制
即恒压频比控制
电机的电压降
随着电机速度的降低
而相对增加
这就导致由于励磁不足
而使电机不能获得足够的旋转力
为了补偿这个不足
变频器中需要通过提高电压
来补偿电机速度降低
而引起的电压降
变频器的这个功能叫做“转矩提升”
转矩提升功能
是提高变频器的输出电压
然而即使提高很多输出电压
电机转矩并不能
和其电流相对应的提高
因为电机电流
包含电机产生的转矩分量
和其它分量 如励磁分量
“矢量控制”把电机的电流值
进行分配
从而确定产生转矩的
电机电流分量和其它分量
的数值
“矢量控制”可以通过
对电机端的电压降的响应
进行优化补偿
在不增加电流的情况下
允许电机产出大的转矩
通过这节课的学习
我们了解了
变频器的基本运行原理
下次再见
-课程概述
-工作任务1:PLC的产生、发展与特点
-项目一:工作任务1:PLC的产生、发展与特点
-工作任务2:PLC的组成与工作原理
-项目一:工作任务2:PLC的组成与工作原理
-工作任务3:欧姆龙CPE1型PLC的规格
-项目一:工作任务3:欧姆龙CPE1型PLC的规格
-工作任务4:PLC的编程软件使用
-项目一:工作任务4:PLC的编程软件使用
-工作任务5:PLC控制系统的设计
-项目一:工作任务5:PLC控制系统的设计
-工作任务1:电动机单向启动、停止的PLC控制
-项目二:工作任务1:电动机单向启动、停止的PLC控制
-工作任务2:电动机正反转的PLC控制
-项目二:工作任务2:电动机正反转的PLC控制
-工作任务3:电动机Y∕△降压起动的PLC控制
-项目二:工作任务3:电动机Y∕△降压起动的PLC控制
-工作任务4:电动机带动传送带的PLC控制
-项目二:工作任务4:电动机带动传送带的PLC控制
-工作任务5:运料小车的PLC控制
-项目二:工作任务5:运料小车的PLC控制
-工作任务1:彩灯的PLC控制
-项目三:工作任务1:彩灯的PLC控制
-工作任务2:交通灯的PLC控制
-项目三:工作任务2:交通灯的PLC控制
-工作任务3:抢答器的PLC控制
-项目三:工作任务3:抢答器的PLC控制
-工作任务1:机械手的PLC控制
-项目四:工作任务1:机械手的PLC控制
-工作任务2:自动售货机的PLC控制
-项目四:工作任务2:自动售货机的PLC控制
-工作任务1:PLC的数值运算
-项目五:工作任务1:PLC的数值运算
-工作任务2:基于PLC的恒压供水系统
--5-9 标度指令
-项目五:工作任务2:基于PLC的恒压供水系统
-工作任务1:两串行PLC链接通信
-项目六:工作任务1:两串行PLC链接通信
-工作任务2:基于端子控制的PLC和变频器的应用
-项目六:工作任务2:基于端子控制的PLC和变频器的应用
-工作任务3: PLC与变频器的通信
-项目六:工作任务3: PLC与变频器的通信
-工作任务4:基于PLC、触摸屏、变频器综合应用
-项目六:工作任务4:基于PLC、触摸屏、变频器综合应用
-工作任务1:分拣控制系统设计
-工作任务2:视觉传感系统
-工作任务3:机器人系统设计
-工作任务4:分拣控制系统装调
-期末考试--期末考试
-1 电子教材
--1-3 项目1 工作任务3 欧姆龙CPE1型PLC的规格
--1-6 项目2 工作任务1 电动机单向启动、停止的PLC控制
--1-8 项目2 工作任务3 电动机Y∕△降压起动的PLC控制
--1-9 项目2 工作任务4 电动机带动传送带的 PLC 控制
--1-19 项目6 工作任务2:基于端子控制的PLC和变频器的应用
--1-21 项目6 工作任务4 基于PLC、触摸屏、变频器的综合应用
-2 学习手册
-3 应用视频
--3-2 安全产品
--3-3 客户服务
--3-12 视觉
-4 样例程序