變頻器培訓(xùn)課件

1、,變頻調(diào)速技術(shù),北京天華博實(shí)電氣技術(shù)有限公司劉宏偉 聯(lián)系電話：132693094782010/06,內(nèi)容,電力拖動(dòng)的基本概念變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)6SE70變頻器的使用變頻調(diào)速系統(tǒng)常見的故障與維護(hù)變頻器現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例,第一部分 電力拖動(dòng)的基本概念,異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理異步電機(jī)的調(diào)速變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn),異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)定子轉(zhuǎn)子風(fēng)扇機(jī)殼接線盒軸伸,定子鐵心與繞組,定子鐵

2、心均布的槽中嵌有三相對(duì)稱繞組。,鐵心,繞組,轉(zhuǎn)子鐵心和繞組,鑄鋁轉(zhuǎn)子,繞線轉(zhuǎn)子,旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生,在定子三相對(duì)稱的定子繞組中通入對(duì)稱三相電流即在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場：,同步轉(zhuǎn)速,定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速記為n1，又稱為同步速:式中：n1的單位為每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）f為電源的頻率p為繞組磁場的極數(shù)例如，對(duì)工頻50Hz電源，2極，4極，6極，8極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速分別為： 3000rpm,1500rpm,1000rpm,

3、750rpm,等等,轉(zhuǎn)子是怎樣轉(zhuǎn)起來的？,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體橫切氣隙旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電勢（右手定則）感應(yīng)電勢在閉合的轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場作用產(chǎn)生電磁力（左手定則）電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的方向相同,轉(zhuǎn)子電流也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場該磁場的轉(zhuǎn)速與所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速一樣，都是同步速在穩(wěn)態(tài)情況下，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的磁場與定子是相對(duì)靜止的實(shí)際上，氣隙磁場是定子與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的電流之和。,異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,異步電動(dòng)

4、機(jī)的轉(zhuǎn)速可表示為：式中S稱為滑差率；當(dāng)電機(jī)剛剛開始起動(dòng)時(shí)，n=0，s=1；若電機(jī)處于理想空載，n=n1, s=0，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步，故n1稱為同步轉(zhuǎn)速；額定負(fù)載情況下，s為2—5%，所以異步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN總是接近同步速，如2890rpm,1450rpm,975rpm,741rpm等等。滑差率的大小反映了電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)。,復(fù)習(xí)轉(zhuǎn)速的公式,電機(jī)和負(fù)載的轉(zhuǎn)速與頻率，電機(jī)的極數(shù)和滑差率有關(guān)。,變頻調(diào)速,轉(zhuǎn)速與頻率

5、成正比能夠連續(xù)調(diào)速操作方便，噪聲低調(diào)速范圍寬，調(diào)速精度高效率高，功率因數(shù)高（采取措施）可以控制起動(dòng)，運(yùn)行，停止（鎖定輸出，線性制動(dòng)或軟停止）可靠性高，易于維護(hù)起動(dòng)電流和運(yùn)行電流小，過載能力大,什么是變頻器定義：把工頻交流電（或直流電）變換為電壓和頻率可變的交流電的電氣設(shè)備稱為變頻器。變頻器的主要用途是用于交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。變頻器應(yīng)用：通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，達(dá)到節(jié)能、提高工作效率、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等目的。在鋼鐵、石油、

6、石化、化纖、紡織、機(jī)械、電力、電子、建材、煤炭、醫(yī)藥、造紙、注塑、卷煙、吊車、城市供水、中央空調(diào)及污水處理等行業(yè)得到普遍應(yīng)用?，F(xiàn)在我國能用變頻器的地方都在采用變頻器。,第二部分 變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成、特點(diǎn),變頻器與電動(dòng)機(jī)的關(guān)系,變頻器從輸入端看：輸入的是工頻三相交流電，從輸出端看：輸出的是頻率和電壓可調(diào)的交流電。控制電動(dòng)機(jī)工作變頻器是電動(dòng)機(jī)和電源之間的一個(gè)中間控制環(huán)節(jié)，變頻器和電動(dòng)機(jī)要匹配，變頻器的輸出特性和功能參數(shù)必須與

7、電動(dòng)機(jī)的工作特性相吻合。電動(dòng)機(jī)要求：電動(dòng)機(jī)要調(diào)速；在起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)電流大；頻率改變時(shí)電壓也必須隨之改變，閉環(huán)控制要求：速度精度高、快速性好，控制方便。,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)及調(diào)速,電動(dòng)機(jī)起動(dòng) ★ 起動(dòng)要求： 有不太大的起動(dòng)電流；足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩； 動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩△T要小 但實(shí)際情況恰恰相反 ，起動(dòng)電流大，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩△T也大。 ★ 起動(dòng)方法： 直接起動(dòng)：起動(dòng)電流大，約為IN的4~7,適用于小容量電動(dòng)

8、機(jī)。降壓起動(dòng)： 自耦變壓器降壓起動(dòng)； 串電阻或電抗器降壓起動(dòng)； Y-△降壓起動(dòng)； 低頻起動(dòng)：降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)頻率（變頻器）。,,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)及調(diào)速,★ 低頻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)速差△n被限制在一定的范圍，起動(dòng)電流也被限制在一定范圍內(nèi)，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩△T很小，起動(dòng)過程平穩(wěn)。 變頻器的加減速時(shí)間由此而設(shè)。電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

9、 電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)狀態(tài)是指電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n方向相反的狀態(tài)。 制動(dòng)方式： 直流制動(dòng)：又稱能耗制動(dòng)，制動(dòng)目的是使電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn) 動(dòng)，可用于變頻調(diào)速系統(tǒng)； 回饋制動(dòng)：又稱再生制動(dòng)，制動(dòng)目的是使電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)過程中將能量 回饋到電網(wǎng)。 可用于變頻調(diào)速系統(tǒng)； 反接制動(dòng)：可使電動(dòng)機(jī)快速停

10、車，通常不用于變頻調(diào)速系統(tǒng)；,變頻器主電路,,,515V,輸入380V,整流電路,起動(dòng)保護(hù),,,濾波電路,,制動(dòng)單元,,制動(dòng)電阻,,逆變IGBT,,續(xù)流二極管,,變頻器系統(tǒng)構(gòu)成,輸入控制端子和輸出控制端子,模擬量輸入端子：模擬電壓控制端子：0—10V，0—5V，模擬電流控制端子：0—20mA,4—20mA主要功能：給定變頻器輸出頻率，PID控制目標(biāo)信號(hào)給定；輔助功能：疊加到主給定信號(hào)的附加信號(hào)，PID反饋信號(hào)。開關(guān)量輸入控制端子

11、：接受外部輸入的各種開關(guān)信號(hào)?；据斎攵俗樱赫D(zhuǎn)（FWD），反轉(zhuǎn)（REV）,點(diǎn)動(dòng)（JOG）,復(fù)位（RST）等可編程多功能端子：端子功能通過預(yù)置來決定，如多段速控制、多段速升降速時(shí)間控制、可編程序控制等。輸出控制端子報(bào)警輸出：當(dāng)變頻器因故障而跳閘時(shí)，報(bào)警輸出端動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。測量信號(hào)輸出：向外接儀表輸出運(yùn)行模擬或數(shù)字信號(hào)。狀態(tài)信號(hào)輸出：輸出變頻器各種運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。如“頻率到達(dá)”“頻率檢測”、“運(yùn)行中”等。,U/?控制模

12、式變頻器,★ 控制特點(diǎn)：通過壓頻變換器使變頻器的輸出電壓與輸出頻率成比例的改變，即U/?=常數(shù)★ 性能特點(diǎn)：性價(jià)比高，輸出轉(zhuǎn)矩恒定即恒磁通控制，但速度控制的精度不高。適用于以節(jié)能為目的和對(duì)速度精度要求較低的場合。★低頻穩(wěn)定性較差：在低速運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成轉(zhuǎn)矩不足，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。該變頻器為開環(huán)控制，安裝調(diào)試方便。,矢量控制變頻器,矢量控制是交流電動(dòng)機(jī)用模擬直流電動(dòng)機(jī)的控制方法來控制。直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)勵(lì)磁繞組和電樞繞組分開，互不影

13、響，改變?nèi)我庖粋€(gè)電流都可以調(diào)速，并且兩個(gè)磁場正交，調(diào)速非常方便。交流電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子都取自定子電流，兩個(gè)電流既不獨(dú)立磁場更不正交，調(diào)速難以控制。轉(zhuǎn)速和定子電流并不成正比，簡單改變定子電流的大小并不能得到良好的調(diào)速性能。,,思路：設(shè)法將交流電動(dòng)機(jī)的定子電流分解為定子勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子電樞電流，用控制直流電動(dòng)機(jī)的方法控制交流電動(dòng)機(jī)。變頻器控制方式：分無傳感器（開環(huán)）和有傳感器（閉環(huán)）兩種控制方式。,矢量變頻器的特點(diǎn),★ 控制特

14、點(diǎn)：既能控制電流的幅值，同時(shí)控制電流的相位，還可通過軟件來設(shè)定這種控制方式?！?性能特點(diǎn)：可從零轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，調(diào)速范圍寬；可對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精確控制；系統(tǒng)響應(yīng)速度快，速度控制精度高。,變頻器組成部分照片展示及介紹,見照片,第三部分 6SE70變頻器的使用,一 概述,MASTERDRIVES 產(chǎn)品系列中提供了下列各種控制方式：? 矢量控制(VC)帶編碼器的矢量控制應(yīng)用于需要高度精確轉(zhuǎn)矩和動(dòng)態(tài)響應(yīng)，無編碼器的矢量控制在水泵、風(fēng)機(jī)的簡單

15、應(yīng)用和V/f 控制。? Motion 控制(MC)矢量控制用于伺服系統(tǒng)，用于可選的高級(jí)工藝功能。,系統(tǒng)說明矢量控制功能是與傳動(dòng)系統(tǒng)要求相適應(yīng)。矢量電流控制能快速地將電流以最短的采樣時(shí)間接入到電機(jī)繞組中。轉(zhuǎn)矩的相對(duì)高的動(dòng)態(tài)上升率是高水平的閉環(huán)控制回路一個(gè)很好的基礎(chǔ)?？梢赃x擇電流控制型式和V/f 控制型式。V/f 控制型式可用于同步電機(jī)和異步電機(jī)的運(yùn)行。電流控制型式用于帶有或不帶用于異步電機(jī)的速度檢測的各種不同編碼器。如果用于特殊場

16、合，用于外部勵(lì)磁的同步電動(dòng)機(jī)則可以工作在帶編碼器的速度控制型式(電流控制型式)。矢量控制功能可用于電源電壓范圍為380V–15%到480V+10%的變頻器和逆變器的模塊上。如果需要，可以用軟件或硬件選件的擴(kuò)大的工藝功能和通訊功能加以擴(kuò)展。使裝置能夠適應(yīng)于各種不同的服務(wù)條件。所有閉環(huán)控制功能采用隨心所欲地搭接的自由功能模塊來實(shí)現(xiàn)，軟件便能靈活地適應(yīng)各種應(yīng)用場合。存儲(chǔ)在裝置軟件中的菜單結(jié)構(gòu)可簡化啟動(dòng)和觀察同各種操作面板相連接的傳動(dòng)系統(tǒng)

17、。PC 輔助工具能保證有效的參數(shù)設(shè)定和數(shù)據(jù)安全。,性能特點(diǎn),具有矢量控制功能的裝置具有下列性能特點(diǎn)：? 可以作為一個(gè)變頻器模塊或一個(gè)逆變器模塊? 功率范圍從0.55kW~2300kW? 有用于多軸傳動(dòng)系統(tǒng)的各種配置? 集成的直流母線模塊和熔斷器? 集成的“安全停車”功能(裝置專有)? 控制功能：? V/f 特性曲線? 紡織工業(yè)應(yīng)用的U/f 特性曲線? 帶編碼器的速度控制? 帶編碼器的轉(zhuǎn)矩控制? 無編碼器的速度控制

18、? 集成的USS 接口，用于配置簡單總線系統(tǒng)? 各種現(xiàn)場總線接口：? PROFIBUS? CAN 總線? 通過SIMOLINK 可以帶到200 個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳動(dòng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)? 啟動(dòng)和診斷功能? 綜合的變頻器功能：? 菜單的即時(shí)行動(dòng)? 通過集成的簡單的操作面板，舒適型操作面板或PC 的分級(jí)操作控制和觀察? 統(tǒng)一的PC 的可編程軟件(SIMOVIS),二、連接,三 啟動(dòng)和參數(shù)設(shè)置,參數(shù)復(fù)位到工廠設(shè)置,系統(tǒng)設(shè)置,參數(shù)識(shí)別,第四部

19、分 變頻調(diào)速系統(tǒng)常見的故障與維護(hù),變頻器使用理念 勤養(yǎng)少修，延長使用壽命變頻器使用過程中的幾個(gè)主要方面 1. 過熱及散熱 過熱：變頻器容量選擇留出余量，制動(dòng)電阻選擇留出余量； 散熱：運(yùn)行過程中積聚的灰塵、油膩及冷卻風(fēng)機(jī)故障；2. 振動(dòng)振動(dòng)會(huì)使變頻器的接插件和接線端子產(chǎn)生松動(dòng)，引起接觸不良，造成各種運(yùn)行故障。 ★電源線掉落：主回路直流電壓偏低，出現(xiàn)低壓報(bào)警停機(jī)； ★電源線掉落后與另一相短路：電源短路

20、； ★輸出線掉落：輸出缺相，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)，報(bào)警停機(jī)； ★輸出短路：損壞變頻器逆變模塊電路。,3. 元器件老化★電容老化：容量下降到85%以下時(shí)，會(huì)影響變頻器正常工作，認(rèn)為壽命終止；★開關(guān)電源濾波電容老化：控制電路及驅(qū)動(dòng)電路無法正常工作；★主電路電容老化：充放電量不足，帶載不能正常運(yùn)行。4. 線路老化電路絕緣老化：易引起短路。屏蔽層老化：易串入干擾。5.氣體腐蝕6. 運(yùn)行過程中的過電壓及過電流雷擊、電網(wǎng)不正常波動(dòng)

21、。,定期檢修1. 時(shí)間間隔：1年一次；2. 檢修方式：停機(jī)檢修、運(yùn)行檢修；3. 停機(jī)檢修：停機(jī)檢修參考數(shù)據(jù),① 將接線端子全部斷開；② 清洗● 用吸塵器或吹風(fēng)機(jī)去塵；● 拆卸較大部件擦拭、擦洗；● 尤其是冷卻風(fēng)機(jī)。③ 主回路檢修● 濾波電容容量監(jiān)測，外觀檢查，壽命大約為5年，接近壽命時(shí)半年一次?！?制動(dòng)電阻阻值測量及外觀檢查；● 繼電器觸點(diǎn)、外觀及導(dǎo)線檢查，動(dòng)作是否失靈；● 整流模塊內(nèi)部元件檢查：檢查二極管正、

22、反向電阻，正向電阻在幾十歐姆，反向電阻為∝；● 逆變模塊內(nèi)部元件檢查：二極管的測量：開關(guān)元件測量：刪源之間有無擊穿；器件的一致性情況,注意：測定時(shí)，濾波電容一定要放電。● 主回路絕緣測定：用絕緣電阻表，絕緣值大于5MΩ；④ 保護(hù)電路的檢修主要是取樣電路元件和接線的檢查?！?電壓互感器：接線● 電流互感器：接線● 電壓分壓電阻：阻值、外觀● 壓敏電阻：外觀● 熱敏電阻：外觀⑤ 冷卻風(fēng)機(jī)檢修● 運(yùn)行時(shí)間 ：一般2~

23、3年，時(shí)間長會(huì)使風(fēng)力減弱；● 運(yùn)行狀況：軸及扇葉有無異常；● 接線加固；⑥ 控制、驅(qū)動(dòng)電源電路檢查● 目測元件、線路板有無異常：銹蝕、發(fā)霉等要清除，必要時(shí)明線搭橋；● 電解電容老化：一般使用1年左右更換1次；● 檢查插件有無松動(dòng)及短線。⑦ 接線點(diǎn)的加固及接觸處理。,4. 通電運(yùn)行檢查經(jīng)過定期維護(hù)的變頻器控制系統(tǒng)，必須進(jìn)行通電試運(yùn)行檢查。① 接好線路；② 變頻器接通電源③ 測量輸入電壓是否正常(交流側(cè)、直流側(cè))④

24、測量輸出電壓應(yīng)不超過40V(變頻器還未運(yùn)行)⑤ 給運(yùn)行指令●測量輸出電壓時(shí)不能用普通萬用表，● 速度上升時(shí)過電流：延長上升時(shí)間；● 停機(jī)時(shí)過電壓：制動(dòng)電阻問題，經(jīng)常過電壓的考慮逆變模塊故障或載波頻率；● 壓頻比不合適：U/f曲線選擇。,變頻器維護(hù)注意事項(xiàng),① 變頻器內(nèi)部有大電解電容,切斷電源后,電容器上仍有殘存電壓,因此應(yīng)在斷開電源約10分鐘后,“充電”指示燈徹底熄滅或確認(rèn)正、負(fù)母線電壓在36V以下時(shí)才能進(jìn)行維護(hù)操作。② 必

25、須是專業(yè)人員才能更換零件,嚴(yán)禁將線頭或金屬物遺留在變頻器內(nèi)部,否則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。③ 維修前最好記錄保留變頻器內(nèi)部的關(guān)鍵參數(shù)。④ 更換主控板后,必須在上電運(yùn)行前進(jìn)行參數(shù)的修改,否則可能會(huì)導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備的損壞。,⑤ 在通電狀態(tài)下不得進(jìn)行接線或拔插連接插頭等操作。⑥ 不得將變頻器的輸出端子(U、V、W)接在交流電網(wǎng)電源上。⑦ 變頻器出廠前已經(jīng)通過耐壓實(shí)驗(yàn),用戶不必再進(jìn)行耐壓測試,否則會(huì)損壞器件。,變頻器常見故障及處理,變頻器的保護(hù)性故

26、障，可通過變頻器的面板故障提示加以解決；若是硬件問題，則需由專業(yè)人員進(jìn)行修理。參數(shù)設(shè)置類故障 1.確認(rèn)電動(dòng)機(jī)參數(shù)：功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率等； 2. 確認(rèn)變頻器的控制方式并進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)辨識(shí)：轉(zhuǎn)矩控制、PID控制或其他； 3. 設(shè)定變頻器的起動(dòng)方式：鍵盤控制、外端子控制或通信方式； 4. 給定頻率控制方式：面板、外端子、外部電壓或電流、通信方式；參數(shù)設(shè)置類故障處理：根據(jù)說明書修改，或恢復(fù)出廠設(shè)定重

27、新設(shè)置。,過流故障,加速、減速、恒速過電流原因：加減速時(shí)間太短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均、輸出短路等。處理方法：延長加減速時(shí)間，減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動(dòng)元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對(duì)線路進(jìn)行檢查； 若斷開負(fù)載，變頻器還過流，說明逆變電路損壞，檢查逆變模塊。,過壓故障,直流側(cè)過電壓：正常值Ud=1.35U線=513V; 過電壓后可上升至760V左右。 原因： 1.輸入交流電源過壓：斷電檢查元件有無損壞； 2.發(fā)

28、電類過電壓：概率較高 ● 一般是由于負(fù)載慣性大，減速時(shí)間短。使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),而變頻器又沒有安裝制動(dòng)單元。 ●多個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)同一個(gè)負(fù)載時(shí),也可能出現(xiàn)這一故障,主要由于沒有負(fù)荷分配引起的。以兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一個(gè)負(fù)載為例,當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于另一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速時(shí),則轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài),轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),這就會(huì)引起過電壓故障,欠電壓故障,變頻器電源輸入部分的問題,過載故障,包括變頻器過載和電動(dòng)機(jī)過載

29、原因：加速時(shí)間太短、直流制動(dòng)量大、電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重。 處理方法：延長加速時(shí)間、延長制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓，負(fù)載問題可能因變頻器與電動(dòng)機(jī)不匹配或負(fù)載機(jī)械潤滑問題引起。,變頻器過熱故障,1. 環(huán)境溫度過高：增設(shè)冷卻電動(dòng)機(jī)加大空氣流量； 2. 負(fù)載大，變頻器容量?。杭哟笞冾l器容量。,西門子6SE70變頻器故障,第五部分 變頻器現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例,詳情見照片及錄像展示,變頻器主從控制在回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)的應(yīng)用,主從控制原理 主從應(yīng)用中主

30、傳動(dòng)是典型的速度控制，而從傳動(dòng)是速度或者轉(zhuǎn)矩控制，一般情況下可分為：當(dāng)主傳動(dòng)和從傳動(dòng)的電機(jī)軸通過齒輪或鏈條相互固定地連接時(shí)，從傳動(dòng)與主傳動(dòng)之間不能有速度差，從傳動(dòng)使用轉(zhuǎn)矩控制，其工作時(shí)只負(fù)責(zé)輸出一定比例的轉(zhuǎn)矩以減少主傳動(dòng)的負(fù)荷，整個(gè)傳動(dòng)的速度控制由主傳動(dòng)來完成。當(dāng)主傳動(dòng)和從傳動(dòng)的電機(jī)軸通過傳輸帶等設(shè)備柔性地連接時(shí)，從傳動(dòng)與主傳動(dòng)之間允許有細(xì)微的速度差，從傳動(dòng)使用速度控制。在一些特殊應(yīng)用中從傳動(dòng)既需要速度控制，也需要轉(zhuǎn)矩控制，原因是

31、兩個(gè)電機(jī)軸工作時(shí)有的時(shí)候是硬性連接，有的時(shí)候是柔性連接，一般有主從控制性能的變頻器都有自由切換這兩種控制方式的功能。,主從控制實(shí)現(xiàn)方法,主從控制的關(guān)鍵技術(shù)問題是如何把主傳動(dòng)的速度信號(hào)或轉(zhuǎn)矩信號(hào)（K153或K165A或K168）高速和精確地傳送到從傳動(dòng)變頻器，實(shí)現(xiàn)方法因產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)不同會(huì)有所差別，并且在各種應(yīng)用場合中由于傳動(dòng)控制精度的要求不同也可以通過不同的方法來實(shí)現(xiàn)，西門子的SIMOVERT MASTERDRIVERS系列6S

32、E70型變頻器為例說明主從控制的幾種實(shí)現(xiàn)方法及其控制特點(diǎn),第一種方法,通過模擬量輸入輸出口（AI/AO）連接實(shí)現(xiàn)主從控制 6SE70變頻器的CUVC控制板上集成有可編程的兩個(gè)回路的AI(模擬量輸入口)和兩個(gè)回路的AO(模擬量輸出口)，在主從應(yīng)用中主傳動(dòng)的速度或轉(zhuǎn)矩信號(hào)可以通過AO口轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4~20mA信號(hào)輸出,而從傳動(dòng)則是通過AI口接收主傳動(dòng)發(fā)來的速度或轉(zhuǎn)矩給定值，這樣就可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的主從控制應(yīng)用。在主傳動(dòng)中可以應(yīng)用6

33、SE70書本型變頻器中的自由模塊對(duì)D/A轉(zhuǎn)換后的速度或轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行運(yùn)算之后再把結(jié)果當(dāng)作從傳動(dòng)的給定值連接到P0640.1中，在從傳動(dòng)中若其是作為速度控制則把模擬輸入口的A/D轉(zhuǎn)換值K0011連接到速度給定連接量P0443.1中，若其是作為轉(zhuǎn)矩控制則把K0011連接到轉(zhuǎn)矩給定連接量P0486.1中，或者也可以應(yīng)用自由模塊先對(duì)K0011進(jìn)行處理后再連接到相應(yīng)的連接口，至于變頻器的運(yùn)行命令或連鎖控制則可以通過變頻器的數(shù)字量輸入/輸出接口來實(shí)現(xiàn)，

34、從而完成簡單實(shí)用的主從控制。,第一種方法的特點(diǎn),控制特點(diǎn)：簡單實(shí)用，不需要投入其他的硬件設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)變頻器間的主從控制，模擬量的輸出口分辨率為10bit+sign, 輸入口分辨率為11bit+sign，響應(yīng)時(shí)間為5mS左右，若是增加軟件濾波時(shí)間則響應(yīng)時(shí)間也會(huì)跟著增加，此方法對(duì)于速度較低、控制精度要求不是很高的主從控制來說相當(dāng)方便實(shí)用，其主要的缺點(diǎn)是模擬信號(hào)較容易受電磁干擾，并且A/D和D/A轉(zhuǎn)換器也會(huì)有零點(diǎn)漂移，在實(shí)際應(yīng)

35、用中要特別注意。,第二種方法,通過ProfiBUS通訊模塊連接實(shí)現(xiàn)主從控制 6SE70書本型變頻器的CUVC控制板上兩個(gè)有用于擴(kuò)展的插口，ProfiBUS通訊模塊CBP可以直接插在上面使用，變頻器通過CBP模塊可以作為從站和PLC等主站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過PLC完成兩臺(tái)變頻器的主從控制。其接線原理圖如下圖所示：,第二種方法的特點(diǎn),在該應(yīng)用中主從傳動(dòng)的速度或轉(zhuǎn)矩分配是由PLC來完成，PLC根據(jù)兩個(gè)傳動(dòng)的控制特點(diǎn)把計(jì)算好的速度或轉(zhuǎn)矩

36、值周期性地發(fā)送給變頻器，變頻器根據(jù)接收到的控制命令和給定值進(jìn)行高精度的速度或轉(zhuǎn)矩控制。 控制特點(diǎn)：ProfiBUS(Process Field Bus)是一個(gè)功能強(qiáng)大、開放、耐用的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的傳送速率可達(dá)到12Mbit/S,6SE70變頻器通過通訊方式可以進(jìn)行32位的數(shù)據(jù)處理，通過PLC的控制兩臺(tái)變頻器可以實(shí)現(xiàn)高精度的主從控制，為了提高控制精度和響應(yīng)速度可以選用西門子的S7-300系列的PLC來控制，S7-

37、300 PLC可以通過ProfiBUS通訊方式中的同步功能使兩臺(tái)變頻器的運(yùn)行命令和速度或轉(zhuǎn)矩給定值實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間接收，從而實(shí)現(xiàn)高精度和響應(yīng)快的主從控制。該種控制方式要求為每臺(tái)變頻器配置一塊ProfiBUS通訊模塊，并且需要對(duì)PLC等上位機(jī)進(jìn)行軟件編程才能實(shí)現(xiàn)控制，所以特別適合在已經(jīng)配置有ProfiBUS通訊網(wǎng)絡(luò)的中大型傳動(dòng)中使用。,第三種方法,通過SIMOLINK通訊模塊連接實(shí)現(xiàn)主從控制 SIMOLINK通訊接口可實(shí)現(xiàn)

38、兩個(gè)（或多個(gè)）傳動(dòng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)快速交換，其通訊板SLB板可以直接插在6SE70變頻器的CUVC控制板的擴(kuò)展槽上，然后通過光纖線來連接成閉合環(huán)形回路。在主從應(yīng)用中可以把主傳動(dòng)的SLB板設(shè)置成主站，其余的設(shè)置成從站，主從傳動(dòng)的速度或轉(zhuǎn)矩分配是由主站的變頻器來完成；或者用一個(gè)帶有SIMOLINK通訊接口的PLC等上位機(jī)作為主站，而變頻器的SLB板設(shè)成從站，主從傳動(dòng)的速度或轉(zhuǎn)矩分配則由PLC來完成，以前者為例描繪其接線原理圖如下圖所示：,第三

39、種方法特點(diǎn),SIMOLINK(Siemens Motion Link)是以光纖電纜位傳輸介質(zhì)的通訊方式，其特點(diǎn)是響應(yīng)速度快捷，抗干擾能力強(qiáng)，在每一個(gè)周期內(nèi)依靠其精確的時(shí)間間隔和無偏差的同步功能使所連接的變頻器在極快的數(shù)據(jù)傳輸中保持高性能的適時(shí)性和同步性，SIMOLINK有11Mbit/S的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以傳輸32位的數(shù)據(jù)，總線循環(huán)周期為0.2～6.5Ms。在主從控制中通過SIMOLINK通訊方式可以使得兩臺(tái)電機(jī)的控

40、制精度和響應(yīng)速度方面都達(dá)到很高的性能,采用第三種方法的系統(tǒng)配置及主從控制的實(shí)現(xiàn),主要配置為：西門子變頻器，附件為SLB（SIMOLINK）板，光纖等。本系統(tǒng)是采用的SIMOLINK通訊模塊連接實(shí)現(xiàn)主從控制 SIMOLINK通訊接口可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)（或多個(gè)）傳動(dòng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)快速交換，實(shí)現(xiàn)主從控制，使兩臺(tái)電機(jī)同步。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)行通過應(yīng)用西門子變頻器的主/從控制程序而實(shí)現(xiàn)，主機(jī)采用速度控制（speed control)，從機(jī)采用

41、轉(zhuǎn)矩控制(torque control)，從機(jī)的控制和運(yùn)轉(zhuǎn)命令由主機(jī)通過光導(dǎo)纖維向從機(jī)發(fā)送，數(shù)據(jù)傳送速度為2M bit/秒，從而保證了從機(jī)準(zhǔn)確、迅速的跟蹤主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。,系統(tǒng)工作原理,當(dāng)變頻器準(zhǔn)備就緒，由機(jī)旁操作箱發(fā)出可以啟動(dòng)變頻器信號(hào)，PLC將可以啟動(dòng)變頻器的狀態(tài)送至計(jì)算機(jī)操作站，控制系統(tǒng)備妥。當(dāng)啟動(dòng)命令發(fā)出后，PLC將啟動(dòng)命令和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速給定發(fā)送給主機(jī)變頻器，主機(jī)變頻器按給定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)主機(jī)變頻器將根據(jù)負(fù)載情況向從機(jī)變頻器發(fā)出運(yùn)

42、轉(zhuǎn)命令和轉(zhuǎn)矩給定，主從電動(dòng)機(jī)開始拖動(dòng)大窯運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)主機(jī)接到停車命令時(shí)，主機(jī)停車，同時(shí)將送給從機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定置零，從機(jī)同時(shí)跟隨主機(jī)停車，從而保證了主從電機(jī)的同步運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)行中無論主機(jī)還是從機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，該信息都送至PLC，PLC接到故障信息后，立即封鎖PLC的輸出，使變頻器停車。,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和參數(shù)設(shè)置,系統(tǒng)首先需要SIMOLINK板,用于將傳動(dòng)裝置鏈接到SIMOLINK上。每塊板為SIMOLINK上的一個(gè)站。選件板提供3個(gè)LED顯示做為當(dāng)前操作信