變頻器的組成與功能

會計學(xué)1變頻器的組成與功能《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.1.2變頻器的結(jié)構(gòu)圖6-2所示為變頻器的組成框圖。

第1頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章

變頻器的實際電路相當(dāng)復(fù)雜，圖6-2所示為變頻器的組成框圖。圖的上方是由電力電子器件構(gòu)成的主電路(整流器、中間環(huán)節(jié)、逆變器)，R、S、T是三相交流電源輸入端，U、V、W是變頻器三相交流電輸出端。圖的下方是以16位單片機為核心的控制電路。第2頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章

控制電路的基本結(jié)構(gòu)如圖6-3所示，它主要由主控板、鍵盤與顯示板、電源板、外接控制電路等構(gòu)成。圖6-3控制電路的基本結(jié)構(gòu)第3頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章

1．主控板

主控板是變頻器運行的控制中心，其主要功能有：

(1)接受從鍵盤輸入的各種信號。

(2)接受從外部控制電路輸入的各種信號。

(3)接受內(nèi)部的采樣信號，如主電路中電壓與電流的采樣信號、各部分溫度的采樣信號、各逆變管工作狀態(tài)的采樣信號等。

(4)完成SPWM調(diào)制，將接受的各種信號進行判斷和綜合運算，產(chǎn)生相應(yīng)的SPWM調(diào)制指令，并分配給各逆變管的驅(qū)動電路。

(5)發(fā)出顯示信號，向顯示板和顯示屏發(fā)出各種顯示信號。

(6)發(fā)出保護指令，變頻器必須根據(jù)各種采樣信號隨時判斷其工作是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)異常工況，立即發(fā)出保護指令進行保護。

(7)向外電路發(fā)出控制信號及顯示信號，如正常運行信號、頻率到達信號、故障信號等。第4頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章2．鍵盤與顯示板

鍵盤是向主控板發(fā)出各種信號或指令的，顯示板是將主控板提供的各種數(shù)據(jù)進行顯示兩者總是組合在一起。

(1)鍵盤不同類型的變頻器配置的鍵盤型號是不一樣的，盡管形式不一樣，但基本的原理和構(gòu)成都差不多。通用變頻器的鍵盤配置示意圖如圖6-4所示。圖6-4通用變頻器的鍵盤配置示意圖第5頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章(2)顯示屏大部分變頻器配置了液晶顯示屏，它可以完成各種指示功能。通用變頻器的顯示屏示意圖如圖6-5所示。圖6-5通用變頻器的顯示屏示意圖第6頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章

數(shù)據(jù)顯示主要內(nèi)容有：

1)在監(jiān)視模式下，顯示各種運行數(shù)據(jù)，如頻率、電流、電壓等

2)在運行模式下，顯示功能碼和數(shù)據(jù)碼。

3)在故障狀態(tài)下，顯示故障原因的代碼。指示燈主要有：

1)狀態(tài)指示如RUN(運行)、STOP(停止)、FWD(正轉(zhuǎn))、REV(反轉(zhuǎn))、FLT(故障)等。

2)單位指示顯示屏上數(shù)據(jù)的單位，如Hz、A、V等。第7頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章3電源板變頻器的電源板主要提供以下電源：

(1)主控板電源它要求有極好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

(2)驅(qū)動電源因逆變管處于直流高壓電路中，又分屬于三相輸出電路中不同的相。所以．驅(qū)動電源非但和主控板電源之間必須可靠隔離，各驅(qū)動電源之間也必須可靠絕緣(和直流高壓的負極相接的三個驅(qū)動電路可以共“地”)。

(3)外控電源為外接控制電路提供穩(wěn)定的直流電源。例如．當(dāng)由外接電位器給定時，其電源就是由變頻器內(nèi)部的電源板提供的。第8頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.1.3變頻器與外部連接的端子

變頻器的外部連接端子分為主電路端子和控制電路端子，圖6-6示出森蘭SB70G變頻器的連接端子圖。第9頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章

第10頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章

1．主電路端子變頻器通過主電路端子與外部連接，主電路端子及其功能如表6-1所示。第11頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章3.控制板端子

SB70G375kW及以下機型控制板端子排列如圖6-11所示。圖6-11SB70G375kW及以下機型控制板端子排列第12頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.2變頻器的主要功能參數(shù)及預(yù)置6.2.1變頻器運行前的功能參數(shù)預(yù)置

1.功能參數(shù)預(yù)置（1）功能參數(shù)預(yù)置步驟

1)查功能碼表，找出需要預(yù)置參數(shù)的功能碼。

2)在參數(shù)設(shè)定模式(編程模式)下，讀出該功能碼中原有的數(shù)據(jù)。

3)修改數(shù)據(jù)，送入新數(shù)據(jù)。第13頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章變頻器程序設(shè)定的方法1)按模式轉(zhuǎn)換鍵(FUNC、MODE或PRG)；使變頻器處于程序設(shè)定狀態(tài)。2)按數(shù)字鍵或數(shù)字增減（∧和∨）鍵，找出需預(yù)置的功能號。3)按讀出鍵或設(shè)定鍵(READ或SET)，讀出該功能中原有的數(shù)據(jù)碼。4)如需修改，則按數(shù)字鍵或數(shù)字增減鍵來修改數(shù)據(jù)碼。5)按寫入鍵或設(shè)定鍵(WRT或SET)，將修改后的數(shù)據(jù)碼寫入存儲器中。6)判斷預(yù)置是否結(jié)束，如未結(jié)束，則轉(zhuǎn)入第二步繼續(xù)預(yù)置其他功能；如已結(jié)束，則按模式轉(zhuǎn)換鍵，使變頻器進入運行狀態(tài)。第14頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章

2.運行模式的選擇運行模式是指變頻器運行時，給定頻率和起動信號從哪里給出。根據(jù)給出地方的不同，運行方式主要可分為：面板操作，外部操作(端子操作)，通信控制(上位機給定)。選擇運行模式，大多采用功能預(yù)置的方法，如森蘭SB70系列的功能碼F0-01的參數(shù)：設(shè)置為0，F(xiàn)0-00數(shù)字給定；設(shè)置為1，通訊給定；設(shè)置為2，UP/DOWN調(diào)節(jié)值；設(shè)置為3，AI1；設(shè)置為4，AI2；設(shè)置為5，PFI；設(shè)置為6，算術(shù)單元1；設(shè)置為7，算術(shù)單元2；設(shè)置為8，算術(shù)單元3；設(shè)置為9，算術(shù)單元4；設(shè)置為10，面板電位器給定。第15頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章3.給出起動信號經(jīng)過以上兩步，變頻器巳做好了運行的準(zhǔn)備，只要起動信號一到，變頻器就按照預(yù)置的參數(shù)運轉(zhuǎn)。第16頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.2.2變頻器的運行功能參數(shù)

1.加速時間

指工作頻率從0Hz升至基本頻率fb所需要的時間，給定加速時間的基本原則是在電動機的起動電流不超過允許值的前提下，盡量地縮短加速時間。

2.加速模式

根據(jù)各種負載的不同要求，給出了各種不同的加速曲線(模式)供用戶選擇。常見的曲線有線性方式、S形方式和半S形方式等。

3.減速時間輸出頻率從基本頻率fb減至0Hz所需的時間，減速時間的給定方法同加速時間一樣，其值的大小主要考慮系統(tǒng)的慣性。

4.減速模式減速模式設(shè)置與加速模式相似，也有線性和S形、半S形等幾種方式。

5.多功能端子

多功能端子的功能由用戶可根據(jù)需要通過功能代碼進行設(shè)置，以節(jié)省變頻器控制端子的數(shù)量。

6.程序控制

也稱簡易PLC控制。對于一個需要多擋速操作的拖動系統(tǒng)來說，多擋速的選擇可用外部控制來切換

，也可依靠變頻器內(nèi)部定時器來自動執(zhí)行。

第17頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.2.3優(yōu)化特性功能及預(yù)置

1.節(jié)能功能

很多變頻器都提供了自動節(jié)能功能，只需用戶選擇“用”，變頻器就可自動搜尋最佳工作點，以達到節(jié)能的目的。

2.PID控制功能

給定信號與反饋信號相比較的偏差值，經(jīng)過P、I、D調(diào)節(jié)，變頻器通過改變輸出頻率，迅速、準(zhǔn)確地消除拖動系統(tǒng)的偏差，回復(fù)到給定值。

3．自動電壓調(diào)整

當(dāng)遇到輸入電壓降低時，變頻器會適當(dāng)提高其輸出電壓，以保證電動機的帶負載能力不變。

4．瞬間停電再起動

是在發(fā)生瞬時停電又復(fù)電時，使變頻器仍然能夠根據(jù)原定的工作條件自動進入運行狀態(tài)。

5.電動機參數(shù)的自動調(diào)整

很多變頻器都提供了電動機參數(shù)的自動調(diào)整功能，對電動機的參數(shù)進行測試。

6.變頻器和工頻電源的切換

如果采用自動切換方式，需要對變頻器進行參數(shù)預(yù)置。

第18頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.2.4變頻器的保護功能及預(yù)置

1．過電流保護過電流是指變頻器的輸出電流的峰值超出了變頻器的容許值。由于逆變器的過載能力很差，大多數(shù)變頻器的過載能力都只有150％，允許遲續(xù)時間為1min。因此變頻器的過電流保護，就顯得尤為重要。

2．電動機過載保護

當(dāng)變頻器的輸出電流大于過載保護電流，在超過時限后過載電流仍然存在，則變頻器將跳閘，停止輸出。

3.過電壓保護電動機處于再生制動狀態(tài)，若減速時間設(shè)置得太短，或是由于電源系統(tǒng)的浪涌電壓都可以引起的過電壓。對于電源過電壓的情況，規(guī)定：電源電壓的上限一般不能超過電源電壓的10％。如果超過該值，變頻器將會跳閘。

4.欠電壓保護和瞬間停電的處理當(dāng)電網(wǎng)電壓過低時，會引起變頻器中間直流電路的電壓下降，從而使變頻器的輸出電壓過低并造成電動機輸出轉(zhuǎn)矩不足和過熱現(xiàn)象。欠電壓保護的作用就是在變頻器的直流中間電路出現(xiàn)欠電壓時，使變頻器停止輸出。

第19頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.3變頻器的頻率參數(shù)及預(yù)置

6.3.1各種基本頻率參數(shù)

1.給定頻率

用戶根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求所設(shè)定的變頻器輸出頻率。

2.輸出頻率

輸出頻率即變頻器實際輸出的頻率。

3．基準(zhǔn)頻率

用fb表示。一般以電動機的額定頻率fN作為基頻fb的給定值。

4.上限頻率和下限頻率

指變頻器輸出的最高、最低頻率，常用fH和fL來表示。

5.跳躍頻率

也叫回避頻率，是指不允許變頻器連續(xù)輸出的頻率，常用fJ表示。第20頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章6.3.2變頻器的其他頻率參數(shù)

1.點動頻率點動頻率是指變頻器在點動時的給定頻率。

2.載波頻率(PWM頻率)

PWM變頻器的輸出電壓大小取決于調(diào)制波(基波)和載波(三角波)的交點。載波頻率越高，電流波形的平滑性就越好，但是對其他設(shè)備的干擾也越大。

3.起動頻率是指電動機開始起動時的頻率，常用fs表示。

4.直流制動起始頻率

當(dāng)變頻器的工作頻率下降至fDB時，通入直流電。

5.多擋轉(zhuǎn)速頻率

第21頁/共23頁《變頻器原理與應(yīng)用（第2版）》第6章本章小結(jié)