变频器的综合应用讲座.pdf

### 变频器的综合应用讲座知识点总结 #### 一、引言 变频器的速度控制在工业自动化领域中有着广泛的应用。转速设计时需要综合考虑多种因素，包括负载特性、速度特性、转矩特性、工艺特性以及电磁兼容特性等。 #### 二、转速控制的基本概念 ##### 2.1 速度控制范围和精度 - **定义**: 速度控制范围是指变频调速系统中电机所能达到的最大和最小转速区间。精度则是指系统能稳定维持的转速与设定值之间的差异。 - **选择依据**: 根据具体的应用场景和机械设备的特点来确定合适的变频器及其控制方式。 - **表示方式**: 常见的速度控制范围表示方法包括转速范围（例如175r/min～1750r/min）或变速比率（如1:10）。 ##### 2.2 避开特定的不安全速度 - **共振问题**: 当电机转动时，如果转矩的脉动频率与负载和电机组成的系统固有振动频率一致，就会发生共振现象，从而影响传动系统的正常工作。 - **危险速度**: 指的是旋转系统轴弯曲的固有频率与旋转频率一致时的转速。中小功率电机的危险速度通常高于额定转速，而大容量电机的危险速度可能出现在额定转速以下。 - **应对措施**: 在变频调速系统中，需要设置相应的跳跃频率，以避免系统进入危险速度区域。 ##### 2.3 低速情况的考虑 - **冷却能力**: 电动机在自冷状态下运行时，转速下降会导致冷却能力降低。 - **最低运行频率**: 对于平方降转矩负载（如离心风机和离心泵），可以根据需要设置最低运行频率，以减少低速运行时间，提高冷却效率。 - **低速冷却方式**: 对于需要在全频段范围内运行的恒转矩负载，需要考虑专门的低速冷却方案，比如使用变频专用电机。 - **轴承润滑**: 低速运行时还需关注轴承润滑问题，确保轴承得到足够的润滑。 #### 三、开环转速控制 - **定义**: 开环转速控制指的是没有将实际转速的测量值反馈回变频器的控制系统，即不形成闭环。 - **适用场景**: 适用于那些对响应速度要求不高的传动系统，如风机、泵类及食品包装机械等。 - **控制方式**: 控制信号仅由频率给定指令组成，并通过V/F恒压频比、无速度传感器矢量控制等方式驱动电机。 #### 四、高精度速度控制的实现方法 - **应用场景**: 如造纸机传动、胶卷生产线等需要极高精度速度控制的场合。 - **精度标准**: 通常要求的精度范围在±0.01%～±0.05%之间，以额定频率或额定转速为基准进行计算。 - **实现方法**: - 对于同步电机，可以通过提高频率实现高精度速度控制。 - 对于异步电机，由于存在转差，必须采用闭环控制才能获得高精度的速度控制。 - **速度闭环系统**: 包括速度给定、速度反馈、速度控制器等多个环节，确保系统的高速度精度。 - **误差考虑**: 实现高精度控制时需注意速度给定误差、速度反馈误差、速度控制器误差以及定常偏差等因素的影响。 变频器的综合应用涉及到多个方面的考虑和技术细节，通过对这些知识点的学习和理解，可以帮助工程师更好地掌握变频器的应用技巧，从而提高系统的性能和稳定性。