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变频器教学实训设备的应用

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。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。

1.变频节能

变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。风机、泵类负载采用变频调速后,节电率为20%~60%,这是因为风机、泵类负载的实际消耗功率基本与转速的三次方成比例。当用户需要的平均流量较小时,风机、泵类采用变频调速使其转速降低,节能效果非常明显。而传统的风机、泵类采用挡板和阀门进行流量调节,电动机转速基本不变,耗电功率变化不大。据统计,风机、泵类电动机用电量占全国用电量的31%,占工业用电量的50%。在此类负载上使用变频调速装置具有非常重要的意义。目前,应用较成功的有恒压供水、各类风机、中央空调和液压泵的变频调速。

2.在自动化系统中应用

由于变频器内置有32位或16位的微处理器,具有多种算术逻辑运算和智能控制功能,输出频率精度为0.1%~0.01%,且设置有完善的检测、保护环节,因此,在自动化系统中获得广泛应用。例如:化纤工业中的卷绕、拉伸、计量、导丝;玻璃工业中的平板玻璃退火炉、玻璃窑搅拌、拉边机、制瓶机;电弧炉自动加料、配料系统以及电梯的智能控制等。变提高工艺水平和产品质量方面的应用频器在数控机床控制、汽车生产线、造纸和电梯上的应用。

3.在提高工艺水平和产品质量方面的应用

变频器还可以广泛应用于传送、起重、挤压和机床等各种机械设备控制领域,它可以提高工艺水平和产品质量,减少设备的冲击和噪声,延长设备的使用寿命。采用变频调速控制后,使机械系统简化,操作和控制更加方便,有的甚至可以改变原有的工艺规范,从而提高了整个设备的功能。例如,纺织和许多行业用的定型机,机内温度是靠改变送入热风的多少来调节的。输送热风通常用的是循环风机,由于风机速度不变,送入热风的多少只有用风门来调节。如果风门调节失灵或调节不当就会造成定型机失控,从而影响成品质量。循环风机高速启动,传动带与轴承之间磨损非常厉害,使传动带变成了一种易耗品。在采用变频调速后,温度调节可以通过变频器自动调节风机的速度来实现,解决了产品质量问题。此外,变频器能够很方便地实现风机在低频低速下启动并减少了传动带与轴承之间的磨损,还可以延长设备的使用寿命,同时可以节能40%。

变频器实训考核装置是在总结当前变频调速实训教学设备的基础上,推出的一款先进的变频调速装置,该变频技术实训装置为变频技术实训和考核提供了先进的操作平台。变频器选用应用广泛的三菱FR-A540-0.75K变频器(用户也可选用其它品牌的变频器,价格另议),带有RS485通信接口。实训台可完成“变频调速技术”课程的相关教学实训。特别是系统提供开放式实训教学,可充分培养学生的实际动手能力,为参加就业岗位打下坚实的基础。

变频器实训考核装置技术性能

1.输入电源:三相四线(或三相五线)~380V±10%  50Hz

2.工作环境:温度-10℃~+40℃  相对湿度<85%(25℃)

3.装置容量:<0.5KVA

4.重    量:<110Kg

5.外形尺寸:1600mm×750mm×1300mm

6.安全保护:具有漏电压、漏电流保护装置,安全符合国家标准

实训装置由控制屏、实训桌、变频实训组件、继电接触实训组件、数字量/模拟量输入输出给定指示组件、三相异步电机、电机导轨、测速机构等组成。

(一)控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板)

1.交流电源控制单元

三相四线380V交流电源经空气开关后给装置供电,电网电压表监控电网电压,设有带灯保险丝保护,控制屏的供电由钥匙开关和启停开关控制。

提供三相四线380V、单相220V电源各一组,由启停开关控制输出,并设有保险丝保护。

2.直流电源、直流电压/电流表、逻辑输出及指示等

直流电压:0~10V可调输出;直流电流:4~20mA;直流数字电压表/电流表;电压表量程0~200V、输入阻抗为10MΩ、精度0.5级;电流表量程0~200 mA、精度0.5级;同时设点动、自锁按钮、逻辑开关、直流24V继电器、1K电位器。

3.继电接触实训组件

提供交流接触器3只、时间继电器1只,以上器件所有端子均已引至面板上,完全由操作者自由布线,实训特点明显。

4.变频器实训模块

变频器实训考核装置采用三菱FR-A740-0.75K高性能变频器,三相380V交流供电,内置EMC滤波器,输出功率0.75KW。集成RS485通讯接口,具有V/F控制、无传感器矢量速度/转矩控制、闭环高精度转矩/速度/位置控制等工作模式;集成12路数字量输入/9路数字量输出,3路模拟量输入/2路模拟量输出;具备输入缺相、电压不足、过电压短路、瞬时停电、断线检测、位置误差、失速防止等保护功能。

变频器所有端子均已引至面板上,系统完全开放,操作者可搭建不同变频调速控制系统,布线设计、线路走向,实现控制功能,更能锻炼操作者的动手能力。

(二)三相鼠笼异步电机:交流380V/△

(三)电机导轨及光电编码器一套

(四)实训桌

实训桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板;左右设有两个大抽屉(带锁),用于放置工具及资料,电脑桌联体设计,造型美观大方。

变频器实训考核装置实训项目:

继电接触控制实训

1.三相异步电动机点动控制和自锁控制

2.三相异步电动机Y/△换接启动控制

3.三相异步电动机联锁正反转控制

4.三相异步电动机延时正反转控制

变频控制实训

5.变频器功能参数设置与操作

6.变频器报警与保护功能

7.多段速度选择变频调速

8.外部端子点动控制

9.外部端子遥控控制

10.控制电机运行时间操作

11.控制电机正反转运动控制

12.电压/电流监视器信号输出及显示  

13.瞬间停电变频器参数设定

14.外部模拟量(电压/电流)变频调速

15.基于变频调速的RS485通信

16.基于三角波的变频调速控制

17.三相异步电机的变频调速

18.变频恒压供水模拟控制

19.刨床模拟控制(多段速选择)

MCGS组态监控

20.直线加减速控制及显示

21.基于三角波的变频调速控制实时曲线

22.三相异步电机的变频调速实时曲线

23.三相异步电机变频调速时电压、电流、功率、转速实时采集显示

基于RS485的MCGS工控组态网络通讯实训

 

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