變頻器控制技術

項目1 物料分揀輸送帶的變頻控制

1.1 項目背景及要求

1.1.1 項目背景

1.1.2 控制要求

1.2 知識講座:變頻器原理及基本應用

1.2.1 交流異步電動機和同步電動機的調速

1.2.2 不同調速方式的工作原理

1.2.3 變頻調速原理

1.2.4 變頻器的頻率給定

1.2.5 變頻器的運轉指令

1.2.6 交直交變頻器的基本構造

1.3 技能訓練一:三菱A700變頻器的初步認識

1.3.1 三菱A700變頻器的認識

1.3.2 A700變頻器PU操作

1.3.3 A700變頻器的參數(shù)設置要點

1.4 技能訓練二:變頻器運行模式與參數(shù)設置

1.4.1 運行模式功能與參數(shù)Pr.79的設置

1.4.2 A700外部端子的接線

1.4.3 A700外部模擬量的接線

1.4.4 A700常見的運行模式技能操作

1.5 項目設計方案

1.5.1 物料分揀輸送帶變頻器的系統(tǒng)設計

1.5.2 硬件設計

1.5.3 變頻器參數(shù)設置與調試

1.6 技術答疑

思考與練習

項目2 化工廠泵與攪拌機的變頻控制

2.1 項目背景及要求

2.1.1 項目背景

2.1.2 控制要求

2.2 知識講座:變頻器I/O端子功能與?V/f?控制

2.2.1 變頻器數(shù)字量輸入端子介紹

2.2.2 變頻器數(shù)字量輸出端子介紹

2.2.3 變頻器模擬量輸入端子介紹

2.2.4 變頻器模擬量輸出端子介紹

2.2.5 變頻器高速脈沖輸入/輸出端子介紹

2.2.6 變頻器?V/f?控制原理

2.2.7 變頻器的啟動、制動

2.2.8 外接負載的分類

2.3 技能訓練一:變頻器A700 I/O端子的熟悉

2.3.1 A700變頻器輸入和輸出端子的熟悉

2.3.2 A700變頻器多段速接線與參數(shù)設置

2.3.3 A700模擬量通道的確定

2.4 技能訓練二:針對特殊負載的變頻器參數(shù)設置與接線

2.4.1 A700手動轉矩提升操作

2.4.2 A700加減速的功能選擇

2.4.3 A700對電動機的熱保護功能設置

2.4.4 電動機的節(jié)能運行

2.4.5 A700變頻器多功能輸出端子操作

2.4.6 A700變頻器模擬量輸出端子操作

2.5 項目設計方案

2.5.1 化工廠泵與攪拌機變頻控制系統(tǒng)的硬件設計

2.5.2 化學品電動機的變頻器參數(shù)設置與調試

2.6 技術答疑

思考與練習

項目3 中央空調風機的變頻節(jié)能PID控制

3.1 項目背景及要求

3.1.1 項目背景

3.1.2 控制要求

3.2 知識講座:PID控制與變頻器

3.2.1 變頻器內置PID原理

3.2.2 中央空調變頻風機的幾種控制方式

3.2.3 溫度傳感器及其相關儀表的選型

3.3 技能訓練一:A700變頻器PID控制線路設計

3.3.1 A700變頻器PID操作

3.3.2 A700變頻器PID構成與動作

3.4 技能訓練二:變頻器A700的節(jié)能計算

3.4.1 節(jié)能監(jiān)視器

3.4.2 節(jié)能瞬時、節(jié)能平均和節(jié)能累計值

3.4.3 年度省電量和節(jié)能費用

3.4.4 實際工程中風機和泵類負載的節(jié)能計算

3.5 項目設計方案

3.5.1 中央空調風機的變頻節(jié)能硬件設計

3.5.2 中央空調風機的變頻器參數(shù)設置和調試

3.6 技術答疑

思考與練習

項目4 數(shù)控車床主軸的開環(huán)矢量控制

4.1 項目背景及要求

4.1.1 項目背景

4.1.2 控制要求

4.2 知識講座:開環(huán)矢量控制與變頻制動

4.2.1 變頻器矢量控制原理

4.2.2 開環(huán)矢量控制方式

4.2.3 變頻器容量選擇的依據(jù)

4.2.4 電動機低頻運行時所要考慮到的因素

4.2.5 變頻器制動原理

4.2.6 變頻器能耗制動的設計

4.2.7 變頻器能耗制動的應用

4.3 技能訓練一:變頻器A700的開環(huán)矢量調試

4.3.1 A700變頻器離線自動調整

4.3.2 A700變頻器在線自動調整

4.3.3 開環(huán)矢量控制的實施步驟

4.4 技能訓練二:主軸變頻器與制動單元及電阻的連接

4.4.1 A700變頻器與專用外接制動電阻器的連接

4.4.2 A700變頻器與制動單元FR-BU的連接

4.4.3 A700變頻器與制動單元MT-BU5的連接

4.4.4 A700變頻器制動參數(shù)的設置與調試

4.5 項目設計方案

4.5.1 數(shù)控車床主軸驅動功率、轉速范圍和控制方式的確定

4.5.2 華中HNC-21數(shù)控裝置與變頻器的連接

4.5.3 數(shù)控車床主軸變頻器的連線與調試

4.6 技術答疑

思考與練習

項目5 變頻多傳動在臥螺離心機上的應用

5.1 項目背景及要求

5.1.1 項目背景

5.1.2 控制要求

5.2 知識講座:多傳動變頻的組成與通信

5.2.1 共用直流母線方式的回饋制動

5.2.2 變頻器回饋制動的原理

5.2.3 臥螺離心機電氣控制結構

5.2.4 離心機雙變頻系統(tǒng)的模型分析

5.2.5 變頻器共直流母線方案的應用

5.2.6 雙電動機離心機變頻器的兩種連接方法

5.2.7 變頻器的串口通信

5.2.8 Modbus總線

5.3 技能訓練一:變頻器A700的直流供電方式

5.3.1 A700變頻器的直流供電模式一

5.3.2 A700變頻器的直流供電模式二

5.3.3 直流供電模式二的電梯變頻器運行實例

5.4 技能訓練二:變頻器A700的通信測試

5.4.1 A700變頻器通信端子熟悉

5.4.2 A700變頻器PU口操作

5.4.3 變頻器RS485端子操作

5.5 項目解決方案

5.5.1 臥螺離心機變頻器的硬件設計

5.5.2 臥螺離心機變頻器的參數(shù)設置

5.5.3 采用通信控制的臥螺離心機硬件與參數(shù)設置

5.6 技術答疑

思考與練習

項目6 造紙收卷系統(tǒng)的閉環(huán)矢量控制

6.1 項目背景及要求

6.1.1 項目背景

6.1.2 控制要求

6.2 知識講座:矢量控制與轉矩控制

6.2.1 閉環(huán)矢量控制方式

6.2.2 變頻器的轉矩控制原理

6.2.3 ABB變頻器的DTC方式

6.2.4 典型的張力控制系統(tǒng)

6.3 技能訓練一:變頻器A700矢量控制與轉矩控制

6.3.1 A700變頻器的編碼器接口卡FR-A7AP操作

6.3.2 A700變頻器閉環(huán)矢量控制的操作

6.3.3 A700變頻器閉環(huán)矢量速度控制的過程

6.3.4 A700變頻器閉環(huán)矢量轉矩控制的過程

6.4 技能訓練二:三菱張力控制器的設置與安裝

6.4.1 三菱張力控制器LE-30CTA概述

6.4.2 三菱張力控制器LE-30CTA調試步驟

6.5 項目設計方案

6.5.1 收卷傳動控制系統(tǒng)的硬件設計

6.5.2 收卷變頻控制系統(tǒng)的參數(shù)設置

6.6 技術答疑

思考與練習

附錄A 三菱E540變頻器的安裝、調試與維護

任務一 變頻器的安裝

第一部分 實訓的目的與要求

第二部分 技能訓練

第三部分 總結提高

任務二 變頻器的調試與參數(shù)設置

第一部分 實訓的目的與要求

第二部分 技能訓練

第三部分 總結提高

任務三 變頻器的維修與保養(yǎng)

第一部分 實訓的目的與要求

第二部分 技能訓練

第三部分 總結提高

附錄B 三菱A500變頻器與A700系列的比較

B.1 概述

B.2 安裝時的注意事項

附錄C 三菱A700變頻器參數(shù)總表

參考文獻

本書從自動化類變頻器方向的崗位出發(fā)，按照項目導入、任務驅動的原則共設置了六個項目背景與控制要求，對包括物料分揀輸送帶、化工廠泵與攪拌機、中央空調風機、數(shù)控車床變頻主軸、臥螺離心機和造紙收卷系統(tǒng)在內的變頻控制，進行逐個剖析，由淺入深，從知識講座到技能訓練，從綜合解決方案到技術答疑，把變頻器幾乎所有的功能都一一應用進去。

本書透徹地闡述了變頻器的基本工作原理、應用方案和維護技巧，并以三菱最新A700為例，設置了一個個可以操作的環(huán)節(jié)和項目。

第一章 變頻器概述

第一節(jié) 電力電子器件

一、電力電子器件的分類

二、變頻器常用電力電子器件

三、其他電力電子器件

四、各種電力電子器件的比較

第二節(jié) 變頻器的全數(shù)字微機控制

一、單片機

二、數(shù)字信號處理器

三、簡指令集計算機

四、高級專用集成電路

第二章 變頻器電路結構及工作原理

第一節(jié) 變頻調速與變頻裝置

一、變頻調速的控制方式

二、變頻裝置

第二節(jié) 變頻器的分類

一、按直流電源的性質分

二、按輸出電壓調節(jié)方式分

三、按控制方式分

四、按電壓等級分

五、按用途分

第三節(jié) 正弦波脈寬調制逆變器

一、正弦脈寬調制原理

二、同步調制與異步調制

三、諧波分析與輸出電壓調節(jié)

四、脈寬調制的控制方法

第四節(jié) 變頻器的控制方式

一、變頻器的U/f控制

二、轉差頻率控制

三、矢量控制

四、直接轉矩控制

第五節(jié) 高性能通用變頻器

一、主要類型

二、有速度傳感器的矢量控制變頻器

三、無速度傳感器的矢量控制變頻器

四、直接轉矩控制變頻器

五、使用注意事項

第六節(jié) 高壓變頻器

一、主電路拓撲結構

二、控制方式

三、對電網(wǎng)與電動機的影響

第三章 變頻器構成的調速系統(tǒng)

第一節(jié) 通用變頻器的特點

一、應用特點

二、技術優(yōu)勢

第二節(jié) 通用變頻器的主要功能

一、系統(tǒng)功能

二、頻率設定功能

三、保護功能

四、與運行方式有關的功能

五、與狀態(tài)監(jiān)測有關的功能

六、其他功能

七、多控制方式

第三節(jié) 生產(chǎn)機械的驅動

一、機械負載與電力機轉矩

二、轉速-轉矩特性

三、變頻器驅動不同負載

第四節(jié) 異步電動機的選擇

一、異步電動機形式與容量的選擇

二、負載功率的計算

三、變頻器專用電機的選擇

第五節(jié) 變頻器的選擇

一、變頻器類型的選擇

二、變頻器容量的計算

……

第四章 變頻器的運行與維護

第五章 變頻器在電梯上的應用

第六章 變頻器在水泵、風機控制方面的應用

第七章 變頻器在機床、起重機方面的應用

第八章 變頻器在機電設備中的應用

第九章 變頻器在生產(chǎn)線上的應用

基礎篇

項目1物料分揀輸送帶的變頻控制

1.1項目背景及要求

1.1.1項目背景

1.1.2控制要求

1.2知識講座:變頻器原理及基本應用

1.2.1交流異步電動機和同步電動機的調速

1.2.2不同調速方式的工作原理

1.2.3變頻調速原理

1.2.4變頻器的頻率給定

1.2.5變頻器的運轉指令

1.2.6交直交變頻器的基本構造

1.3技能訓練一:三菱A700變頻器的初步認識

1.3.1三菱A700變頻器的認識

1.3.2A700變頻器PU操作

1.3.3A700變頻器的參數(shù)設置要點

1.4技能訓練二:變頻器運行模式與參數(shù)設置

1.4.1運行模式功能與參數(shù)Pr.79的設置

1.4.2A700外部端子的接線

1.4.3A700外部模擬量的接線

1.4.4A700常見的運行模式技能操作

1.5項目設計方案

1.5.1物料分揀輸送帶變頻器的系統(tǒng)設計

1.5.2硬件設計

1.5.3變頻器參數(shù)設置與調試

1.6技術答疑

思考與練習

項目2化工廠泵與攪拌機的變頻控制

2.1項目背景及要求

2.1.1項目背景

2.1.2控制要求

2.2知識講座:變頻器I/O端子功能與V/f控制

2.2.1變頻器數(shù)字量輸入端子介紹

2.2.2變頻器數(shù)字量輸出端子介紹

2.2.3變頻器模擬量輸入端子介紹

2.2.4變頻器模擬量輸出端子介紹

2.2.5變頻器高速脈沖輸入/輸出端子介紹

2.2.6變頻器V/f控制原理

2.2.7變頻器的啟動、制動

2.2.8外接負載的分類

2.3技能訓練一:變頻器A700 I/O端子的熟悉

2.3.1A700變頻器輸入和輸出端子的熟悉

2.3.2A700變頻器多段速接線與參數(shù)設置

2.3.3A700模擬量通道的確定

2.4技能訓練二:針對特殊負載的變頻器參數(shù)設置與接線

2.4.1A700手動轉矩提升操作

2.4.2A700加減速的功能選擇

2.4.3A700對電動機的熱保護功能設置

2.4.4電動機的節(jié)能運行

2.4.5A700變頻器多功能輸出端子操作

2.4.6A700變頻器模擬量輸出端子操作

2.5項目設計方案

2.5.1化工廠泵與攪拌機變頻控制系統(tǒng)的硬件設計

2.5.2化學品電動機的變頻器參數(shù)設置與調試

2.6技術答疑

思考與練習

設計篇

項目3中央空調風機的變頻節(jié)能PID控制

3.1項目背景及要求

3.1.1項目背景

3.1.2控制要求

3.2知識講座:PID控制與變頻器

3.2.1變頻器內置PID原理

3.2.2中央空調變頻風機的幾種控制方式

3.2.3溫度傳感器及其相關儀表的選型

3.3技能訓練一:A700變頻器PID控制線路設計

3.3.1A700變頻器PID操作

3.3.2A700變頻器PID構成與動作

3.4技能訓練二:變頻器A700的節(jié)能計算

3.4.1節(jié)能監(jiān)視器

3.4.2節(jié)能瞬時、節(jié)能平均和節(jié)能累計值

3.4.3年度省電量和節(jié)能費用

3.4.4實際工程中風機和泵類負載的節(jié)能計算

3.5項目設計方案

3.5.1中央空調風機的變頻節(jié)能硬件設計

3.5.2中央空調風機的變頻器參數(shù)設置和調試

3.6技術答疑

思考與練習

項目4數(shù)控車床主軸的開環(huán)矢量控制

4.1項目背景及要求

4.1.1項目背景

4.1.2控制要求

4.2知識講座:開環(huán)矢量控制與變頻制動

4.2.1變頻器矢量控制原理

4.2.2開環(huán)矢量控制方式

4.2.3變頻器容量選擇的依據(jù)

4.2.4電動機低頻運行時所要考慮到的因素

4.2.5變頻器制動原理

4.2.6變頻器能耗制動的設計

4.2.7變頻器能耗制動的應用

4.3技能訓練一:變頻器A700的開環(huán)矢量調試

4.3.1A700變頻器離線自動調整

4.3.2A700變頻器在線自動調整

4.3.3開環(huán)矢量控制的實施步驟

4.4技能訓練二:主軸變頻器與制動單元及電阻的連接

4.4.1A700變頻器與專用外接制動電阻器的連接

4.4.2A700變頻器與制動單元FRBU的連接

4.4.3A700變頻器與制動單元MTBU5的連接

4.4.4A700變頻器制動參數(shù)的設置與調試

4.5項目設計方案

4.5.1數(shù)控車床主軸驅動功率、轉速范圍和控制方式的確定

4.5.2華中HNC21數(shù)控裝置與變頻器的連接

4.5.3數(shù)控車床主軸變頻器的連線與調試

4.6技術答疑

思考與練習

維護篇

項目5變頻器的故障診斷與維護

5.1變頻器維護基本要點

5.1.1變頻器故障或報警的分類

5.1.2變頻器簡易故障或報警的排除

5.1.3日常和定期檢查項目

5.1.4變頻器故障或報警排除的基本步驟

5.2過壓故障診斷與維護

5.2.1過壓問題

5.2.2茶葉機變頻器恒速運行過壓

5.3過流故障診斷與維護

5.3.1過流原因分析

5.3.2過流故障處理對策

5.3.3電振電機的變頻器過流

5.4過載故障診斷與維護

5.4.1過載故障現(xiàn)象

5.4.2流水線輸送帶變頻器過載

5.5缺相故障診斷與維護

5.5.1缺相故障現(xiàn)象與分析

5.5.2輸入整流橋缺相故障

5.6過熱故障診斷與維護

5.6.1過熱故障現(xiàn)象與分析

5.6.2變頻器散熱器過熱

思考與練習

附錄A三菱E540變頻器的安裝、調試與維護

A.1變頻器的安裝

第一部分實訓的目的與要求

第二部分技能訓練

第三部分總結提高

A.2變頻器的調試與參數(shù)設置

第一部分實訓的目的與要求

第二部分技能訓練

第三部分總結提高

A.3變頻器的維修與保養(yǎng)

第一部分實訓的目的與要求

第二部分技能訓練

第三部分總結提高

附錄B三菱A500變頻器與A700系列的比較

B.1概述

B.2安裝時的注意事項

附錄C三菱A700變頻器參數(shù)總表

附錄D變頻器驅動電路與開關電源介紹

D.1分立式元件驅動電路

D.2集成芯片式驅動電路

D.3開關電源的工作原理

D.4變頻器開關電源

參考文獻

本書從自動化類變頻器方向的崗位出發(fā)，按照項目導向、任務驅動的原則共設置了5個項目，對包括物料分揀輸送帶的變頻控制、化工廠泵與攪拌機的變頻控制、中央空調風機的變頻節(jié)能PID控制、數(shù)控車床主軸的開環(huán)矢量控制和變頻器的故障診斷與維護，對各個項目進行逐個剖析，由淺入深，從知識講座到技能訓練，從綜合解決方案到技術答疑，把變頻器幾乎所有的功能都一一應用進去。