频器内,这样就可以不用外加电路,只需设定好功能指令,操作一些特定的端子,就可以顺利完成工频 变频切换。
完成工频 变频切换,最主要调用的变频器功能,如变频器对电动机转速的搜索功能、瞬时停电再自动起动功能及失速防止功能等等。
有了这些程序,通过端子操作就可以完成工频 变频切换。
(二)PID自动控制系统
将变频调速器主机单元板与PID控制系统实验板板拼接在一起可以组成PID控制系统的电路。见图1-3所示。
图1-3 PID控制系统电路
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图1-4、1-5是恒压供水的简单系统的原理图。 H
Q-H 出口压一定
电源
给定压力
Q M P 变频器 调节器 反馈压力 压力传感器 给水 泵 图1-4 图1-5
恒压供水系统可以画成如下图1-6所示的自动控制系统图。
Ug 反馈 Uf 压力 传感器 压力检测点 电机 水泵 出水管
进水管 给定压力 x 调节器 Uk U 变频器 f 图1-6 PID调节 所谓PID控制,属于调节器的一种类型,它通过对误差x=Ug-Uf进行P、I、D运算(P——比例运算,I——积分运算,D——微分运算),运算的结果Uk称为执行量。Uk去控制变频器输出的电压和频率,从而控制水泵转速,调节在不同流量泵口的压力检测值都能逼近给定值。PID调节只是一种计算控制的方法,PID调节得很好就可使检测值(反馈值)逼近给定值,静态误差最小,此外,当系统有扰动,一个好的自控系统能使检测值很快稳定,且误差最小,这就是系统的动态响应包括动态误差小,稳定时间短等方面的概念。PID调节就是使系统的动态响应好。
一般PID调节器,由外加电子器件组成模拟PID调节器或外加数字器件(例如PLC等等)组成数字PID调节器。现代先进的变频器已具备PID调节器的功能,只要给变频器设置一定的功能指令,加以端子控制就由变频自身完成PID调节。
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四、模拟工业系统试验
变频器广泛应用于工业各部门,构成了多种工业控制系统,本实验台模拟一个多泵控制自动切换的控制系统。多泵自动控制系统,不仅用于城镇供水系统,还用于中央空调冷水系统、冷却水系统,推而广之,多台水泵可以换成多台风机,而变成了多台风机控制系统,用于矿山、电力、冶金、建材、地铁等空气调节系统。另一方面,节约能源是我国的一项基本国策,采用变频调速多台切换控制用于水泵风机将带来巨大的节能效果,风机水泵耗电量几乎占工业用电总电量的一半,在风机水泵行业推广变频器技术具有重大的国民经济意义。
多泵自动控制系统往往是一台泵由变频器供电,采用PID调节,以满足系统对压力(温度、流量)的需求,另有几台(一般为2~4台)泵由市电供电,根据系统提供的信号投入或切除,调节系统流量的大小,这种方式称为台数调节。台数调节最早是由继电-接触系统控制,后来发展到由PLC可编程控制器或单片机系统作为控制系统的核心,由接触器执行水泵切换。当代的变频器自带PLC功能,也就是将系统控制信号送入变频器,发挥变频器中的PLC功能,控制接触器,执行水泵切换,从而省去了外接PLC及其附件,简化了电路,提高了系统的可靠性。
多泵自动控制系统根据水泵工频 变频转换的情况又分为三种类型:基本型、交替型、循环切换型。
设系统水泵台数为4台。为叙述方便给水泵编号:1#泵、2#泵、3#泵、4#泵 第一种:多泵自动切换基本方式
将变频调速器主机单元板与多泵自动切换基本方式实验板拼接在一起可以组多泵自动切换基本方式实验电路。见图1-7所示。
这是最基本的控制方案:1#泵由变频器供电,2#、3#、4#泵均由工频供电,输出流量较小时,1#泵变频运行,提供恒压变流量供水。流量增大,频率上升,1#泵频率和速度随着提高,满足流量的要求,当流量再增大,变频器的频率已升至50Hz(最大值),水泵的压力不能满足要求,低于给定压力下限,则变频器输出加泵信号,系统自动加2#泵,2#泵投入工频运行。如仍不够,再加3#、4#(都是工频运行)。加泵的顺序是2#—3#—4#。当供水流量减小时,则压力超过设定值,这时,
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图1-7 多泵自动切换基本方式
1#水泵变频器的频率下调,调节直到频率下限时,变频器发出减泵信号,自动切除4#泵,如压力仍超过设定值,则继续切去工频泵,直到压力在允许值为止。切泵的顺序为4#—3#—2#。
第二种:交替型与第三种:循环切换型
以上两种控制方式需配置变频器的输出扩展单元,即FR-A5AR选件。本实训台未配该选件。交替与循环切换控制方式,请见附录。
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第二章 变频器操作入门
一、变频器操作前的准备
(一)认识变频器的基本结构 (1)变频器的铭牌
变频器型号
容量铭牌
FR-F540-0.75K
变频器型号
制造编号
图2-1
(2)外观和结构
<1> 前视图 <2> 无前盖板
图2-2
(3)前盖板的拆卸与安装 FR-F540-0.75K~11K-CH
● 拆卸
1)手握着前盖板上部两侧向下推。
2)握着向下的前盖板向身前拉,就可将其拆下。
(带着PU(FR-DU04/FR-PU04)时也可以连参数单元一起拆下。)
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