PLC应用技术 教学课件 黄中玉 项目七 FX系列PLC与变频器.ppt

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1、项目七：FX系列PLC与变频器概述：异步电动机的变频调速主要是利用变频器来实现调速的。利用PLC对变频器的控制即可实现对异步电动机转速的自动控制，认识变频器及如何用PLC控制变频器对异步电动机的速度调节和控制，也是PLC应用的一个具体方面。本节主要介绍变频器的基本结构和工作原理以及用变频器对异步电动机的控制。任务钢琴琴弦绕丝机的电气控制（一）钢琴琴弦绕丝机工作原理某钢琴琴弦绕丝机布局图如图7-1所示：工作基本要求：当机架处于起点位置且钢丝被拉紧时，按下起动按钮，绕丝机开始工作，机架向左行走；当机架行走到减速传感器位置时，主轴转速减速；机架继续向左行走，到

2、终点传感器位置时，主轴电机停止工作；主轴电机停止工作3秒后，主轴电机反转，带动机架向右行走，行走到起点位置时，主轴电机停止，机架停止于起点位置处，准备进入下一个循环。（二）任务分析1．机架向左或者向右行走是如何实现的呢？机架的行走是由三相异步电动机带动主轴实现行走的，机架向左或者向右行走即要求三相异步电动机要能实现正转和反转控制；2．机架向右行走到减速位置时，要求主轴减速，即三相异步电动机要能实现速度控制——即变频器多段速度控制。（三）相关知识1.变频器的基本构成变频器分为交—交和交—直－交两种形式。交－交变频器是直接将工频交流转换成频率、电压均可控制的

3、交流，常称为变频器；交－直－交变频器则是先把工频交流通过整流器转换成直流，然后再把直流转换(逆变)成频率、电压均可控制的交流(由直流转换成交流的装置也常称为逆变器）。基本构成如图7－2所示。交－直－交变频器的基本组成：主要由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制电路组成。整流器主要是将电网整流成直流逆变器是通过三相桥式逆变电路将直流转换成任意频率的三相交流；中间环节又叫储能环节，由于变频器的负载一般为电动机，属于感性负载，运行中中间直流环节和电动机之间总会有无功功率将由中间环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲；控制电路主要是完成对逆变器的开关

4、控制，对整流器的电压控制以及完成各种保护功能。2.变频器的调速原理（1）三相异步电动机的转速公式为式中n0——同步转速；ƒ——电源频率，单位为HZ；p——电动机极对数；s——电动机转差率。从公式可知，改变电源频率即可实现调节电动机的速度。（2）对异步电动机实现调速时，希望主磁通保持不变，因为磁通太弱，铁芯利用不充分，同样转子电流下转矩减小，电动机的负载能力下降；若磁通太强，铁芯发热，波形变坏。如何实现磁通不变呢？根据三相异步电动机定子每相电动势的有效值为：E1＝4.44ƒ1N1Φm式中ƒ1——电动机定子频率，单位为Hz；N1——定子绕组有效匝数；Φm——

5、每极磁通量，单位为Wb。从公式可知，对E和f进行适当控制即可维持磁通量不变。因此，三相异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率，即必须通过变频器获得电压和频率均可调节的供电电源。3.变频器的额定值和频率指标（1）输入侧的额定值主要是电压和相数。在我国的中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种：380V/50Hz，200～230V/50Hz或60Hz。（2）输出侧的额定值①输出电压UN，由于变频器在变频的同时也要变压，所以输出电压的额定值是指输出电压中的最大值。在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。通常，

6、输出电压的额定值总是和输入电压相等。②输出电流IN，是指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。③输出容量（kVA）SN，SN与UN、IN关系为SN＝UNIN。④配用电动机容量（Kw）PN，变频器说明书中规定的配用电动机容量，仅适合于长期连续负载。⑤过载能力，变频器的过载能力是指其输出电流超过额定电流的允许范围和时间。大多数变频器都规定150%IN、60s，180%IN、0.5s。（3）频率指标①频率范围，即变频器能够输出的最高频率ƒmax和最低频率ƒmin。各种变频器规定的频率范围不仅一致，通常，最低工作频率为0.1Hz～1Hz，最高

7、工作频率为120Hz～60Hz。②频率精度，指变频器输出频率的准确度。在变频器使用说明书中规定的条件下，由变频器的实际输出频率与设定频率之间的最大误差与最高工作频率之比的百分数来表示。③频率分辨率，指输出频率的最小改变量，即每相邻两档频率之间的最小差值。一般分模拟设定分辨率和数字设定分辨两种。4．三菱FR－A540变频器的基本参数变频器用于单纯可变速运行时，可按出厂设定的参数运行即可，若考虑负荷、运行方式时，必须设定必要的参数。对于三菱FR－A540变频器（有几百个参数），可以根据实际需要来设定，这里仅介绍一些常用的参数，有关其他参数，请参考有关使用手册

8、。（1）输出频率范围（Pr.1、Pr.2、Pr.18、），Pr.1为上限频率，用