變頻器原理及接線圖

1、 變頻器簡介變頻器簡介 接受生活挑戰(zhàn) 培養(yǎng)全面素質(zhì) 電工實訓(xùn) 主要內(nèi)容 一、變頻器簡介 二、變頻器的用途 三、變頻器的安裝方法 四、變頻器外部線路的連接 五、變頻器的主要功能操作鍵說明 六、變頻器的參數(shù)設(shè)定 一、變頻器簡介 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作 用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝 置。置。 變頻器主要用來通過調(diào)整頻率而改變電變頻器主要用來通過調(diào)整頻率而改變電 動機(jī)轉(zhuǎn)速，因此也叫變頻調(diào)速器。動機(jī)轉(zhuǎn)速，因此也叫變頻調(diào)速器。 調(diào)速方式名稱控制對象特點 變極調(diào)速 交流異步電動機(jī) 有級調(diào)速，系統(tǒng)簡單，最多4段速 調(diào)

2、壓調(diào)速 無級調(diào)速，調(diào)速范圍窄 電機(jī)最大出力能力下降，效率低 系統(tǒng)簡單，性能較差 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 變頻調(diào)速交流異步電動機(jī) 交流同步電動機(jī) 真正無級調(diào)速，調(diào)速范圍寬 電機(jī)最大出力能力不變，效率高 系統(tǒng)復(fù)雜，性能好 可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美 早早 晚晚 發(fā)發(fā) 展 展 時 時 間 間 l在變頻器出現(xiàn)前同步電機(jī)無法實現(xiàn)調(diào)速功能，因此只能在定速傳動領(lǐng)域使用 l三相交流鼠籠電機(jī)盡管調(diào)速性能不佳，但其結(jié)構(gòu)堅固、經(jīng)久耐用且價格低廉 還是在一些性能較低的傳動現(xiàn)場使用 調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展歷程 變頻器的特點 序號優(yōu) 點 1平滑軟啟動，降低啟動沖擊電流，減少變壓 器占有量，確保電機(jī)安全 2在機(jī)械允許的情況下可通過提高變頻器

3、的輸 出頻率提高工作速度 3無級調(diào)速，調(diào)速精度大大提高 4電機(jī)正反向無需通過接觸器切換 5具有多種信號輸入輸出端口，非常方便接入 通訊網(wǎng)絡(luò)控制，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化控制 交直交變頻器系統(tǒng)框圖交直交變頻器系統(tǒng)框圖 控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電， 直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流 電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的 變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的 電路。 整流部分直流中間電路逆變部分 M 控制系統(tǒng) 交流直流 直流 交流 變頻器的保護(hù)功能變頻器的保護(hù)功能 由于變頻器大量的使用了各種半導(dǎo)體器件，如整流橋、

4、由于變頻器大量的使用了各種半導(dǎo)體器件，如整流橋、IGBTIGBT、電、電 解電容等，要想保證變頻器長期穩(wěn)定工作，則必須保證各器件工解電容等，要想保證變頻器長期穩(wěn)定工作，則必須保證各器件工 作在其允許條件下。超出條件則必須立刻或延時停止變頻器工作，作在其允許條件下。超出條件則必須立刻或延時停止變頻器工作， 待異常條件消失后才能重新開始工作，如保護(hù)失效或動作延遲將待異常條件消失后才能重新開始工作，如保護(hù)失效或動作延遲將 導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)不可恢復(fù)性損害。導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)不可恢復(fù)性損害。 保護(hù)類型原因 缺相 輸入缺相輸入電壓值相差超過允許值 輸出缺相輸出電流三相不平衡 過流加速/減速/恒速超過變頻器允許的

5、最大電流（2倍額定） 過載超過變頻器允許的過載范圍 過熱內(nèi)部通風(fēng)散熱不良或散熱器溫度超過允許值 過壓加速/減速/恒速 直流母線電壓超過允許值 不能保護(hù)輸入電壓過高 欠壓電網(wǎng)電壓過低 熔斷器斷路內(nèi)部熔斷器由于某原因斷路 其它異常存儲器異常、鍵盤通信異常、CPU異常等等 二、變頻器的用途 變頻器在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中用途非常廣泛比 如我們?nèi)粘Ｉ钪械墓┧糁灰狭似邩且陨?，?來水公司的壓力就很難滿足需要了，水壓不夠，打不開 熱水器，啟動不了全自動洗衣機(jī)的電磁閥，因為它們是 靠水壓來開啟的。所以，對于一般的高層建筑，我們可 以利用變頻器的調(diào)速特性和編程自動化控制功能，把它 裝配在地下水池的水泵

6、上，讓水泵直接往用戶管道供水。 用戶用水量大，變頻器控制水泵自動加速運行；用戶用 水量小，變頻器控制水泵減速運行；無人用水，自動減 速甚至停機(jī)。這就是我們通常說的變頻恒壓供水。 變頻恒壓供水系統(tǒng)原理圖 電源電源 變頻器不僅可以用于恒壓供水，供油、送風(fēng)同 樣適用。化工廠、化纖廠、冶金廠、鑄造廠、印染 廠、紡織、制藥廠、塑料廠、水泥廠、礦井，各行 各業(yè)的工廠，根據(jù)它們工藝要求，會派上不同的用 場。提升機(jī)、皮帶傳送、送風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)，給料系 統(tǒng)，注塑機(jī)，擠塑機(jī)，油田磕頭機(jī)，可以說每一個 行業(yè)的每一個生產(chǎn)工藝中，都能用上變頻器。 不論 機(jī)關(guān)、院校、工廠，變頻器都很適用，生活、消防 也都需要。 三、變頻器

7、的安裝方法 1、變頻器應(yīng)垂直安裝,在正前方能看到 FRENIC5000G11S或FRENIC5000P11S。 2、變頻器運行時要產(chǎn)生熱量，為確保冷卻空氣 的通路，在設(shè)計時要在變頻器的各個方向留 有一定的空間。 3、變頻器運行時，散熱板的溫度能達(dá)到接近90 攝氏度，所以，變頻器背面的安裝面必須要 用能耐受較高溫度的材質(zhì)。 四、變頻器外部線路的連接 如果打開變頻器的控制面板，我們會發(fā) 現(xiàn)，面板的下面是一排接線端子，我們所有 對變頻器的連線都是從這一排接線端子引出 來的。 具體連線： 剛才已經(jīng)說過，變頻器的控制面板下面是一排 接線端子，我們所有對變頻器的連線都是從這一排 接線端子引出來的。但變頻器

8、的控制面板是不能頻 繁的拆卸的。所以為了保護(hù)變頻器，也為了方便同 學(xué)們做實驗，我們已經(jīng)將大家在實驗中需要用到的 接線端子都連上線并且引出來了，一會我會告訴大 家所有的連線分別是跟哪個端子相連的。在實驗中， 大家只需要將這些引出的線按照要求作一下連接就 可以了。 變頻恒壓供水控制典型接線方案變頻恒壓供水控制典型接線方案 變頻器輸出線中有變頻器輸出線中有3條顏色相同的軟線為電動機(jī)接線條顏色相同的軟線為電動機(jī)接線 剩余的一條線為接地線剩余的一條線為接地線 SB1 SB2 L L N N KM KM （硬質(zhì)導(dǎo)線）（硬質(zhì)導(dǎo)線） M 3 A BC KM 變頻器CM FWD REV KM 壓力表壓力表 電位

9、器電位器 SB3 插頭插頭 具體連線： 1 1、連接外部按鈕、連接外部按鈕 端子端子CMCM（黃線）、（黃線）、REVREV（藍(lán)線）、（藍(lán)線）、FWDFWD（綠線）接按鈕開關(guān)。（綠線）接按鈕開關(guān)。 注：此線組為硬線，（黃線為公共端）。注：此線組為硬線，（黃線為公共端）。 具體連線方法如 右圖所示: 變 頻 器CM FWD REV 具體連線： 2 2、連接電位器、連接電位器 端子端子1111（黃線）、（黃線）、1212（綠線）、（綠線）、1313（紅線）接電位器的（紅線）接電位器的 三個端子，其中，三個端子，其中，1212（綠線）接電位器的中間的端子。（綠線）接電位器的中間的端子。 注：此線組為

10、軟線；變頻器在正常工作過程中，電位器兩端注：此線組為軟線；變頻器在正常工作過程中，電位器兩端 有有10V10V的電壓。的電壓。（已經(jīng)接好，請同學(xué)們確認(rèn)）（已經(jīng)接好，請同學(xué)們確認(rèn)） 3 3、連接電源、連接電源 主電路電源端子主電路電源端子L1/RL1/R、L2/SL2/S、L3/TL3/T與電源連接。與電源連接。（已接好）（已接好） 4 4、連接電動機(jī)、連接電動機(jī) 變頻輸出端子（變頻輸出端子（U U、V V、W W）應(yīng)按正確相序連接至電動機(jī)。）應(yīng)按正確相序連接至電動機(jī)。 在變頻器上已經(jīng)給出的接線中有在變頻器上已經(jīng)給出的接線中有3 3條顏色相同的軟線，將這條顏色相同的軟線，將這3 3 條線通過接線

11、端子與電動機(jī)相連條線通過接線端子與電動機(jī)相連 連線時注意事項 在變頻器的線路連接過程中，同學(xué)們需要注意以下幾 個方面： 1、電源一定要連接于主電路電源端子L1/R、L2/S、L3/T。 如果錯將電源連接于其他端子，則將損壞變頻器。 2、接地端子必須良好接地，一方面可以防止電擊或火警事 故，另外能降低噪音。 3、一定要用壓接端子連接端子和導(dǎo)線，保證連接的高可靠 性。 連線時注意事項 4、完成電路連接后，需檢查以下諸點： （1）所有連接是否都正確無誤？ （2）有無漏接線？ （3）各端子和連接線之間是否有短路或?qū)Φ囟搪罚?5、投入電源后，要改變接線，首先應(yīng)切除電源，并必須注 意主電路直流部分濾波電容

12、器完成放電需要一定時間， 要等待充電指示燈熄滅，再用直流電壓表測試，確認(rèn)電 壓值小于DC25V安全電壓值后，才能開始作業(yè) 五、變頻器的主要功能操作鍵說明五、變頻器的主要功能操作鍵說明 主要功能主要功能 PRG 由現(xiàn)行畫面轉(zhuǎn)換為菜單畫面，或者在運行？跳閘模式轉(zhuǎn)換至其初始由現(xiàn)行畫面轉(zhuǎn)換為菜單畫面，或者在運行？跳閘模式轉(zhuǎn)換至其初始 畫面畫面 FUNC/DATA LED監(jiān)視更換，設(shè)定頻率存入，功能代碼數(shù)據(jù)存入。監(jiān)視更換，設(shè)定頻率存入，功能代碼數(shù)據(jù)存入。 ， 數(shù)據(jù)變更，游標(biāo)上下移動（選擇），畫面輪換數(shù)據(jù)變更，游標(biāo)上下移動（選擇），畫面輪換 SHIFT 數(shù)據(jù)變更時數(shù)位移動，功能組跳越（同時按此鍵和增加或減

13、少鍵）數(shù)據(jù)變更時數(shù)位移動，功能組跳越（同時按此鍵和增加或減少鍵） RESET 數(shù)據(jù)變更取消，顯示畫面轉(zhuǎn)換。報警復(fù)位（僅在報警初始畫面顯示數(shù)據(jù)變更取消，顯示畫面轉(zhuǎn)換。報警復(fù)位（僅在報警初始畫面顯示 時有效）時有效） STOP+ 通常運行模式和點動運行模式可相互切換（模式相互切換）。模式通常運行模式和點動運行模式可相互切換（模式相互切換）。模式 在在LCD監(jiān)視器中顯示。本功能僅在鍵盤面板運行時（功能碼監(jiān)視器中顯示。本功能僅在鍵盤面板運行時（功能碼F02數(shù)數(shù) 據(jù)為據(jù)為0）有效。）有效。 STOP+RES ET 鍵盤面板和外部端子信號運行方式的切換（設(shè)定數(shù)據(jù)保護(hù)時無法切鍵盤面板和外部端子信號運行方式的

14、切換（設(shè)定數(shù)據(jù)保護(hù)時無法切 換）。同時對應(yīng)功能碼換）。同時對應(yīng)功能碼F02的數(shù)據(jù)也相互在的數(shù)據(jù)也相互在1和和0間切換。間切換。所選模式所選模式 顯示于顯示于LCDLCD監(jiān)視器監(jiān)視器 此外，面板上還有此外，面板上還有2個綠色的按鈕，一個是正轉(zhuǎn)另一個是反轉(zhuǎn)個綠色的按鈕，一個是正轉(zhuǎn)另一個是反轉(zhuǎn) 六、變頻器的參數(shù)設(shè)定 在使用變頻器之前,首先要對變頻器進(jìn)行初 始化. 方法:將H03設(shè)為1。 在將變頻器初始化以后,變頻器內(nèi)的參數(shù)都 會恢復(fù)為出廠數(shù)值,然后就可以對變頻器進(jìn)行 其它參數(shù)設(shè)置了。 （1）F01頻率設(shè)定1 該參數(shù)設(shè)定的目的是將頻率設(shè)定的按鈕移植到外部的電 位器上 當(dāng)F01參數(shù)為0時：頻率調(diào)整由鍵盤

15、面板（ 鍵）設(shè)定 當(dāng)F01參數(shù)為1時：頻率調(diào)整由外接電位器設(shè)定 當(dāng)F01參數(shù)為1時，變頻器輸出給外接電位器電壓信號 當(dāng)F01參數(shù)為2時，變頻器輸出給外接電位器電流信號 （2）F02運行操作 該參數(shù)設(shè)定的目的是將鍵盤面板上的啟停運行功能移植 到外接開關(guān)上 當(dāng)F02參數(shù)為0時：啟停調(diào)整由鍵盤面板的綠色按鈕設(shè)定 當(dāng)F02參數(shù)為1時：啟停調(diào)整由外接開關(guān)控制（常開輔助觸頭） (3)F03 (3)F03 最高頻率最高頻率 F04 F04 基本頻率基本頻率 不知道同學(xué)們有沒有注意，我們的變頻器的最高頻率為60HZ，其實變 頻器的最高輸出頻率和額定頻率都是可以調(diào)節(jié)的，但其設(shè)定值應(yīng)和驅(qū)動 裝置匹配，如果設(shè)定值過

16、大，則有可能損壞電動機(jī)。 最高頻率的設(shè)定范圍： G11S：50 400Hz 基本頻率基本頻率（額定頻率）（額定頻率） 該頻率應(yīng)與電動機(jī)額定銘牌記載值配合設(shè)定 基本頻率的設(shè)定范圍：G11S(型號)：25 400Hz 注：無論是最高輸出頻率還是基本頻率其設(shè)定都應(yīng)與驅(qū)動裝置相匹配，如設(shè) 定值大于驅(qū)動裝置的額定值，電動機(jī)或機(jī)器可能損壞。 (4)(4)F05 F05 額定電壓額定電壓 F06 F06 最高輸出電壓最高輸出電壓 F05為設(shè)定變頻器輸出的額定電壓，F(xiàn)06為設(shè)定變頻器的最高 輸出電壓，但均不能輸出比輸入電源更高的電壓。 設(shè)定范圍 320480V F05設(shè)定為0時，輸出電壓將正比于輸入電壓， F

17、06功能無效 如設(shè)定F05額定電壓大于F06最高輸出電壓，則受最高輸出電 壓的限制，輸出電壓不能上升至額定電壓。 （5 5）F07 F07 加速時間加速時間 F08 F08 減速時間減速時間 輸出頻率從0Hz上升到最高頻率最高頻率所需的時間為加速時間， 輸出頻率從最高頻率下降到0Hz所需的時間為減速時間。 加/減速時間設(shè)定范圍：0.013600S 加/減速時間是以最高頻率作為基準(zhǔn)設(shè)定，實際頻率設(shè)定值 和加/減速時間的關(guān)系如下： 如果:設(shè)定頻率=最高頻率則設(shè)定時間值和實際動作時間一致。 如果:設(shè)定頻率小于最高頻率，設(shè)定時間值和實際動作時間不 相同 加/減速實際動作時間=設(shè)定時間值（設(shè)定頻率/最高

18、頻率） （6 6）F20F20直流制動開始頻率直流制動開始頻率 0.0-60Hz0.0-60Hz 設(shè)定減速停止時制動開始動作的頻率設(shè)定減速停止時制動開始動作的頻率 F21F21直流制動頻率值直流制動頻率值 0-100%0-100% 設(shè)定直流制動時的輸出電流（變頻器額定輸出電流為設(shè)定直流制動時的輸出電流（變頻器額定輸出電流為100%100%） F22F22直流制動時間直流制動時間 0.0-30s0.0-30s 設(shè)定直流制動動作時間設(shè)定直流制動動作時間 （7 7）F23 F23 起動頻率值起動頻率值 F24 F24 起動頻率保持時間起動頻率保持時間 F25 F25 停止頻率停止頻率 設(shè)定合適的起動

19、頻率目的是確保起動的起動轉(zhuǎn)矩， 為等待電動機(jī)起動時建立磁通，使起動頻率保持一定時間后 開始加速。 起動頻率和停止頻率設(shè)定范圍： 0.160Hz 起動頻率保持時間設(shè)定范圍：0.110.0s 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間切換時，保持時間不作用。 保持時間不包括在加速時間內(nèi)。 起動頻率小于停止頻率，或者設(shè)定頻率小于停止頻率時電動 機(jī)不起動。 （8 8）F26 F26 電動機(jī)運行聲音（載波頻率）電動機(jī)運行聲音（載波頻率） 正確調(diào)整載波頻率可降低電機(jī)噪聲，避開機(jī)械系統(tǒng)共振，減 小輸出電路配線對地漏電流，以及減小變頻器發(fā)生的干擾。 注： 設(shè)定值小時，輸出電流波形變差（高次諧波分量增加），電 動機(jī)損耗增加，電動機(jī)溫度增高。干擾減小。假如設(shè)定到 0.75kHz時電動機(jī)轉(zhuǎn)矩還要減小約15%。 設(shè)定值大時，變頻器損耗增加，變頻器溫度增高。干擾增大 （9 9）F27 F27 電動機(jī)運行聲音（音調(diào)）電動機(jī)運行聲音（音調(diào)） 載波頻率小于載波頻率小于7kHz7kHz時，時，能由此功能改變電動機(jī)噪聲的音 調(diào)，按適