变频技术

RS-485 硬件接口电路的设计

在 MCU（Micro Controller Unit，多点控制单元）之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485 因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制等领域。但 RS-485 总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷，一些细节处理不当常导致通信失败甚至系统瘫痪等故障，故提高 RS-485 总线运行可靠性至关重要。总线匹配：总线匹配有两种方法，终端匹配采用终端电阻方法（如图4-14）：位于总线两端的差分端口 VA 与 VB 之间应跨接 120 Ω 匹配电阻、…

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同步电动机变频系统的启动与切换

图3-22 为同步电动机变频启动系统。同步电动机参数为 6000 V、4000 kW、1000 r/min；变频器选用意大利 ANSALDO 公司负载换向式 SILCOVERTS 型同步变频器。要求电动机由空载启动后切换到工频电源、在工频电源供电情况下加载至额定负载。启动前先选择电动机，假设选择电动机 M1 启动、启动过程如下：图3-22 同步电动机控制主回路结构图（1）启动开始：变频器发出脉冲指令使励磁电源接通、为同步电动机提供 100% 空载励磁电流，再在保持此励磁电流不变情况下速度指令从零…

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无须比例给定器实现多台变频器按比例运行

多台变频器按比例运行一般必须采用比例给定器：由主速度给定单元（开环时）或数字式调节器（闭环时）给定一个模拟信号、该信号供给各比例给定单元、再由各比例给定单元控制各台变频器。由此构成系统元件多、占用空间大、成本高且复杂。利用变频器增益频率与偏置频率功能可实现多台变频器比例运行。增益频率与偏置频率功能原本并不是为比例运行设计，是变频器由外部模拟信号设置频率时、决定模拟信号最大值及最小值对应频率的功能：模拟信号最大值对应频率称增益频率、最小值对应频率称偏置频率。图3-24 无比例给定器实现多台变频器比…

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变频系统设计时的注意事项

变频器由电力电子器件、微电子元件、单片处理器等组成，为长期可靠安全运行、应用中应特别注意以下事项：（1）电压的影响：变频器额定电流 IN 指输入额定电压 UN 下可达最大电流值。实际电网电压不一定是标准值、往往高于额定电压，此时必须相应修正变频器允许额定电流才能安全运行。当输入电压增加 2% 时、变频器额定电流下降 4%。（2）载波频率的影响：变频器额定电流值基于额定载波频率 f2N 制定，实际使用载波频率往往可调、范围 2～15 kHz，具体值与二次线路长度、电动机功率大小、允许电动机噪声与抗…

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变频运行与工频运行之间的切换

变频运行的电动机切换成工频运行的主电路如图3-25 所示。切换基本过程只有 2 个：①断开接触器 KM2、切断电动机与变频器间联系；②接通接触器 KM3、将电动机投入到工频电源上。图3-25 切换控制的主电路根据上述两过程先后顺序不同有两种切换方式：“先投后切”与“先切后投”。（1）先投后切：首先接通接触器 KM3、短时间内使电动机处于工频电源与变频电源同时供电状态、然后再断开 KM2 切断变频电源。这种方法必须解决好同频同相检测问题，即通电瞬间必须做到变频器输出频率与工频绝对相同、变频器各相电…

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两电平 PWM 变频器不宜“先投后切”的原因

供水系统中低压（380 V）水泵占有相当大比重。低压变频器都采用交-直-交两电平脉宽调制（PWM）方式，说明书都明确规定禁止变频器输出端与电源相接。交-直-交两电平 PWM 方式基本工作过程是逆变桥每个桥臂两个开关管始终处于交替导通状态、交替频率最高可达 100 kHz 以上，这是低压变频器的基本工作方式。如图3-26 所示，将接触器 KM 接通使工频电源与变频器输出端相接，并假设 KM 接通瞬间工频电源处于 L1 为“+”、L2 为“-”状态，因工频电源周期长达 20 ms、电压在 70%Um…

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电动机切断电源后的过渡过程

过渡过程如下：定子绕组自感电动势：电动机电源开关断开后，定子绕组电流及其磁场立即消失、能量消耗在开关断开瞬间触点间电弧上，定子绕组自感电动势随磁场消失而消失。转子绕组中衰减直流电流：因转子绕组自成回路、转子绕组自感电动势阻止电流消失、故转子绕组电流将逐渐衰减且不再交变，其初始值取决于开关断开瞬间转子电流值；同时转子电流将产生逐渐衰减的直流磁场。电动机处于同步发电动机状态：转子是直流磁场、定子是三相绕组、这是同步发电动机基本组态，即转子直流磁场被定子绕组切割、在定子绕组产生感应电动势。这和异步电动…

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Modbus 协议的对话方式

Modbus 协议是建立分级结构（主从式）的完全开放的异步串行通信协议，可使主站对一个或多个智能从站进行访问、主站从站之间允许多点连接。主站与从站可有两种对话方式：①查询方式——主站对一个从站对话并等待其回应；②广播方式——主站对所有从站对话（不等待回应）。Modbus 协议中只有主站唯一对数据交换进行管理、从站不能自己发送信息。传输线上信息交换是半双工、即同时只能有一台设备允许发送信息；主站在发送一条指令前等待从站回应、避免线路冲突。数据交换出错时主站会重新发出访问指令、若设置时间内仍未得到回…

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电动机切断电源后自由制动过程的特性

所谓自由制动过程，就是在没有任何制动措施情况下、断电后拖动系统转速的下降过程。根据电力拖动原理，自由制动过程中转速基本表达式如下：　　(3-25)式中 n 为 t 秒时的转速（r/min）、nMN 为电动机额定转速（r/min）、τp 为供水拖动系统机械时间常数（s），时间常数 τp 大小主要与拖动系统惯性（用飞轮力矩 GD² 表达）有关。通常电动机切断电源后停机时间在 2.2 s 以上、最长者甚至超过 2 min。由此判断电动机自由制动过程中时间常数约在 (0.7～1.0) s 以上、τp≥(…

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Modbus 通信的 CRC 校验

Modbus 通信 RTU 模式中规定信息帧最后两个字节用于传递 CRC 码。发送方将信息帧中地址域、功能码、数据域所有字节按规定方式进行位移与 XOR（异或）计算、即可得 2B 的 CRC 码、并把包含 CRC 校验码的信息帧作为一个连续流传输。接收方收帧时按同样方式计算、将结果同收到的 CRC 码双字节比较，若一致认为通信正确、否则认为通信有误、从站将发送 CRC 错误应答。RTU 模式一般采用 CRC-16 冗余校验方法、校验码 16 位（2B），其中低字节在前、高字节在后。实现 CRC …

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