3、变频器各种功能的应用

1. 变频器各种功能

1. 软启动功能

       加减速过程中，变频器的输出频率随时间

上升的关系曲线，称为加速方式。变频器设置

的加速方式有:

线性方式：变频器的输出频率随时间成正比

地上升。大多数负载都可以选用线性方式。

S形方式 ：在加速的起始和终了阶段，频率的

上升较缓，加速过程呈S形，如图所示。

例如，电梯在开始起动以及转入等速运行时，从考虑乘客的舒适度出发，应减缓速度的变化，以采用S形加速方式为宜。

半S形方式：用用户设定的拐角点确定曲线来控制，加减速方式。

1. 变频器各种功能

2. 起动频率与暂停加速功能

（1）设置起动频率的方式 　主要有两种方式:

     稍有给定信号(X=0+)，变频器的输出频率即为起动频率fS，

     设置一个死区XS%，在给定信号X<XS%的范围内，变频器的输出频率为0Hz;当给定信号X=XS%时，变频器直接输出与XS%对应的频率，如图(b)所示。

（2）　电动机起动后，先在较低频率fDR下运行一个短时间，然后再继续加速的功能。对于惯性较大的负载，起动后先在较低频率下持续一个短时间tDR，然后再加速；

设置暂停加速的方式主要有两种:

       ·变频器输出频率从0Hz开始上升至暂停频率fDR，停留tDR后再加速，如图(a)所示;

       ·变频器直接输出起动频率fS后暂停加速，停留tDR后再加速，如图(b)所示。

3. 电动机各种停机功能

电动机的停机方式  : 在变频调速系统中，

电动机可以设定的停机方式有:

        (a) 减速停机

            即按预置的减速时间和减速方式

停机，如上述，在减速过程中，电动机

处于再生制动状态。  

        (b) 自由制动

            变频器通过停止输出来停机, 这

时, 电动机的电源被切断, 拖动系统处于

自由制动状态。由于停机时间的长短由

拖动系统的惯性决定, 故也称为惯性停机。

        (c) 减速加直流制动

            首先按预置的减速时间减速，然后转为直流制动，直至停机，如图所示。

        (d) 在低频状态下短暂运行后停机, 当频率下降到接近于0时, 先在低速下运行一个短时间, 然后再将频率下降为0Hz .

4. PID反馈控制功能

   PID调节的全称是比例、积分、微分调节，是闭环控制中一种重要的调节手段，目的是使被控物理量迅速而准确地无限接近于控制目标。 PID反馈控制只要是通过温度、压力传感器等，反馈模拟量给变频器（可以是0~10V电压信号，也可以是4~20mA的电流信号），通过变频器相应的处理输出适合的频率。当变频器有两个或多个模拟量给定信号同时从不同的端子输入时，其中必有一个为主给定信号，其他为辅助给定信号。    

5. 回避频率（跳跃频率）功能

任何机械在运转过程中，都或多或

少会产生振动。每台机器又都有一个固有振

荡频率，它取决于机械的结构。如果生产机

械运行在某一转速下时，所引起的振动频率

和机械的固有振荡频率相吻合的话，则机械

的振动将因发生谐振而变得十分强烈(也称

为机械共振)，并可能导致机械损坏的严重

后果。

6. 程序控制频率功能

    各种变频器都具有按时间控制的程序控制功能，在一个运行周期中，可以划分为若干个程序步。各程序步的工作频率、运行时间以及加、减速的快慢都由用户根据生产工艺的需要来进行预置。

    (1) 程序步的划分

         程序步是按运行频率的不同而划分的，如图

所示。一个周期内各程序步需要预置的内容如下:

         程序步1:工作频率为f1，运行 时间为t1

(包括加速过程所需的 时间)，加速时间为tA1;

        程序步2:工作频率上升为f2，运行时间为t2

(包括加速过程 所需的时间)，加速时间为tA2;                 l

        程序步3:工作频率下降并反转至f3，运行时

间为t3(包括正转减速和反转加速过程所需时间)，

减速时间和加速时间分别为tD3和tA3;

        程序步4:工作频率下降为f4(反转)，运行时间为t4(包括减速过程所需时间)，减速时间为tD4。

7. 其他基本功能

V/F控制功能，矢量控制功能，频率上下限功能，多段速功能，异常停机功能，加速和减速时电压、电流过高暂停加减速功能等。

2. 变频器的作用

(一)变频调速的节能  （能量回馈）

(二)变频调速在电动机运行方面的优势   

               变频调速很容易实现电动机的正、反转。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序可实现输出换相．也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。

               变频调速系统起动大都是从低速区开始，频率较低。加、减速时间可以任意设定，故加、减速过程比较平缓、起动电流较小，可以进行较高频率的起停。

                 变频调速系统制动时，变频器可以利用自己的制动回路，将机械负载的能量消耗在制动电阻上，也可回馈给供电电网，但回馈给电网需增加专用附件，投资较大。除此之外，变频器还具有直流制动功能，需要制动时，变频器结电动机加上一个直流电压，进行制动，而无需另加制动控制电路。

(三)以提高工艺水平和产品质量为目的的应用

(四)提高电网质量

                由于它在电机启动时实现了很好的软启动功能，使电动机在启动时不会对电网造成巨大的冲击。同时由于它大量地使用了晶闸管等非线性电力电子元件，使变频器从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方式向电网索取电流，这种脉动电流和电网的沿路阻抗共同形成脉动电压降叠加在电网的电压上，使电压发生畸变，给电网带来高次谐波的干扰；

               变频器越来越广泛的运用于风能和太阳能发电，在其中它也起到提高电能质量的作用。

3. 应用范围

●风机水泵           ●空调系统              ●传送负载          ●提升机

●锅炉系统 ●供水、输油装置   ●起重设备          ● 风能发电

●位势负载           ●冶金、玻璃辊道

●拉丝设备           ●注塑设备        

●污水处理装置       ●低速造纸    ●螺杆输出装置   ●化工装置

●染整装置           ●高速造纸    ●机床设备   

●化纤装置 ●纺织机械

4. 变频技术与家用电器和新能源

             20世纪70年代，家用电器开始逐步变频化，出现了变频电冰箱、变频空调器、变频洗衣机、电磁烹饪器、变频照明器具、变频微波炉、IH(感应加热)饭煲等。
       20世纪90年代后半期，家用电器则依托变频技术，主要瞄准高功能和省电。比如，要求具有高速高出力、控制性能好、小型轻量、大容量、高舒适感、长寿命、安全可靠、静音、省电等优点。

             首先是电冰箱，由于它处于全天工作，采用变频制冷后，压缩机始终处在低速运行状态，可以彻底消除因压缩机起动引起的噪声，节能效果更加明显。

            其次，空调器使用变频后，扩大了压缩机的工作范围，不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制，达到降低电力消耗，消除由于温度变动而引起的不适感。

             风能和太阳能发电都用到了变频技术，实现电源的优化。

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