变频器原理
变频器原理是应用变频技术与微电子技术的原理,通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。
我们使用的电源分为交流电源和直流电源,一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压,整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。
变频器简介
无论是用于家庭还是用于工厂,单相交流电源和三相交流电源,其电压和频率均按各国的规定有一定的标准,如我国大陆规定,直接用户单相交流电压为220V,三相交流电线电压为380V,频率为50Hz,其它国家的电源电压和频率可能与我国的电压和频率不同,如有单相100V/60Hz,三相200V/60Hz等等,标准的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电。
通常,把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。
为了产生可变的电压和频率,该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC),这个过程叫整流。
一般逆变器是把直流电源逆变为一定频率和一定电压的逆变电源。对于逆变电源频率和电压可调的逆变器我们称为变频器。
变频器输出的波形是模拟正弦波,主要是用在三相异步电动机调速用,又叫变频调速器。
对于主要用在仪器仪表的检测设备中的波形要求较高的可变频率逆变器,要对波形进行整理,可以输出标准的正弦波,叫变频电源。一般变频电源是变频器价格的15--20倍。
变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中,不仅有电机(例如空调等),还有荧光灯等产品。
用于电机控制的变频器,既可以改变电压,又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。
变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电,在该项应用中,变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。
变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频或矢量控制变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再将直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。
变频器元件
整流电路
由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源,一般二极管反向耐压值应选1200V,二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。
电容C1
吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压,必须加以滤波。
变压器
一种常见的电气设备,可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压,也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。
压敏电阻
有三个作用:一、过电压保护;二、耐雷击要求;三、安规测试需要.
热敏电阻:过热保护
霍尔元件
安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。
充电电阻
作用是防止开机上电瞬间电容对地短路,烧坏储能电容开机前电容二端的电压为 0V;所以在上电(开机)的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间,则相当于380V电源直接对地短路,瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大,充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为:10-300Ω。
储能电容
又叫电解电容,在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压工作范围一般在 430VDC~700VDC 之间,而一般的高压电容都在 400VDC左右,为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。容量选择≥60uf/A
均压电阻:防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容;因为二个电解电容不可能做成完全一致,这样每个电容上所承受的电压就可能不同,承受电压高的发热严重(电容里面有等效串联电阻)或**过耐压值而损坏。
C2电容
吸收电容,主要作用为吸收IGBT的过流与过压能量。
电源板
开关电源电路向操作面板、主控板、驱动电路、检测电路及风扇等提供低压电源,开关电源提供的低压电源有:±5V、±15V 、±24V向CPU其附属电路、控制电路、显示面板等提供电源。
驱动板
主要是将CPU生成的PWM脉冲经驱动电路产生符合要求的驱动信号激励IGBT输出电压。
运动控制卡连接伺服电机的一般步骤
1、初始化参数
在接线之前,先初始化参数。
在控制卡上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制卡再次上电时即为此状态。
在伺服电机上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的较大设计转速对应9V的控制电压。比如,松下是设置1V电压对应的转速,出厂值为500,如果你只准备让电机在1000转以下工作,那么,将这个参数设置为111。
2、接线
将控制卡断电,连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的:控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置
3、试方向
对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动,这就是传说中的“零漂
用PLC与变频器来控制电动机教你实际操作
一、项目描述按下电动机启动按钮,电动机启动运行在5Hz所对应的转速;延时10s后,电动机升速运行在10Hz对应的转速,再延时10s后,电动机继续升速运行在20Hz对应的转速;以后每隔10s,则速度按下图依次变化,一个运行周期完后会自动重新运行。按下停止按钮,电动机停止运行。 二、项目实现1 、MM440 变频器的设置MM440变频器数字输入“5”、“6”、“7”、“8”端子通过P0701、P0702、P0703、P0704参数设为15段固定频率控制端,每一频段的频率分别由P1001~P1015参数设置。变频器数字输入“16”端子设为电动机运行、停止控制端,可由P0705参数设置。2 、PLC 的I/O 分配I0.0,电动机运行,对应电动机运行按钮SB1;I0.1,电动机停止,对应电动机停止按钮SB2;Q0.0,固定频率设置,接MM440数字输入端子“5”;Q0.1,固定频率设置,接MM440数字输入端子“6”;Q0.2,固定频率设置,接MM440数字输入端子“7”;Q0.3,固定频率设置,接MM440数字输入端子“8”;Q0.4,电动机运行/停止控制,接MM440数字输入端子“16” 3.PLC 程序设计PLC程序应包括以下控制:(1)当按下正转启动按钮SB1时,PLC的Q0.4应置位为ON,允许电动机运行。(2)PLC输出接口状态、变频器输出频率、电动机转速变化(3)当按下停止按钮SB2时,PLC的Q0.4应复位为OFF,电动机停止运行。 4 、操作步骤(1)连接电路图,检查接线正确后,接通PLC和变频器电源。(2)恢复变频器工厂默认值,P0010设为30,P0970设为1。按下变频器操作面板上的“P”键,变频器开始复位到工厂默认值。(3)电动机参数按如下所示设置,电动机参数设置完后,设P0010为0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。P0003设为1,访问级为标准级;P0010设为1,快速调试;P0100设为0,功率以kW表示,频率为50HzP0304设为230,电动机额定电压;P0305设为1,电动机额定电流;P0307设为0.75,电动机额定功率;P0310设为50,电动机额定频率;P0311设为1460,电动机额定转速;P3900设为1,结束快速调试,进入“运行准备就绪”。
变频器的作用?有哪些功能?
变频器的作用功能:
1、变频器的作用主要是调整电机的功率、实现电机的变速运行,以达到省电的目的。
2、同时变频器的作用可以降低电力线路电压波动,因为电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常。
3、采用了变频器后,变频器的作用能在零频零压时逐步启动,这样能较大程度的消除电压下降,发挥更大的优势。
同时变频器的作用功能还包含以下功能:
1.可以减少对电网的冲击,就不会造成峰谷差值过大的问题。
2.可以加速功能可控,从而按照用户的需要进行平滑加速。
3.电机的和设备停止方式可控,使整个设备和系统更加安全,寿命也会相应增加。
4.控制电机的启动电流,充分降低启动电流,使电机的维护成本降低。
5.可以减少机械传动部件的磨损,从而降低采购成本,同时可以提高系统稳定性。
6.降低了电动机启动电流,提供更可靠的可变电压和频率。