項目2 變頻器的給定功能

項目2變頻器的給定功能項目目標1.熟悉變頻器的各種頻率給定方式；2.掌握變頻器的頻率給定線及其調(diào)整方法。一、頻率給定方式要調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，必須首先向變頻器提供改變頻率的信號，這個信號，稱為頻率給定信號，也有稱為頻率指令信號或頻率參考信號的。所謂給定方式，就是調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的具體方法,也就是提供給定信號的方式。

操作器鍵盤給定是變頻器最簡單的頻率給定方式，用戶可以通過變頻器的操作器鍵盤上的電位器、數(shù)字鍵或上升下降鍵來直接改變變頻器的設(shè)定頻率。精度較高。

多數(shù)變頻器在面板上并無電位器，故說明書中所說的“面板給定”，實際就是鍵盤給定。

1.面板給定方式

52.外部給定方式

2024/1/25所有的變頻器都為用戶提供了可以進行外接給定的控制信號輸入端。外接給定控制信號分數(shù)字給定和模擬給定兩大類，模擬給定又分電壓控制和電流控制兩種。（1）外部模擬量給定：1）電壓信號外接電壓給定信號控制端：外接電壓給定信號又有兩種給定方式：a直接輸入電壓信號，通常用于和計算機、PLC、PID調(diào)節(jié)器或其他控制裝置配用的情況；b利用變頻器內(nèi)部提供的給定信號控制電壓，由外接電位器取出電壓給定信號，送入變頻器的相應(yīng)控制端子。給定的電壓信號一般指0～10V、2～10V、0～±10V、0～5V、1～5V、0～±5V等。62024/1/252）電流信號接電流給定信號控制端：當外接給定信號為電流信號時，需將外接信號線接到外接電流給定信號。電流給定信號一般用于遠距離控制或用于變頻器控制柜內(nèi)PID調(diào)節(jié)器的輸出控制變頻器時，因為電流給定信號具有較強的抗干擾能力且不受線路壓降影響。一般變頻器對外接電流給定信號的取值范圍都是4～20mA，也有的變頻器可以選用0～20mA的取值范圍。電流信號在傳輸過程中，不受線路電壓降、接觸電阻及其壓降、雜散的熱電效應(yīng)以及感應(yīng)噪聲等影響，抗干擾能力較電壓信號強。但由于電流信號電路比較復(fù)雜，故在距離不遠的情況下，仍以選用電壓給定為模擬量信號居多。72024/1/25（2）外部數(shù)字量給定：外接數(shù)字量的給定是通過外接開關(guān)量輸入開關(guān)信號來實現(xiàn)，有兩種方法：1）將開關(guān)做成頻率增大和減小鍵，以連續(xù)增大或減小的方式來控制或獲得不同的頻率段。2）用開關(guān)做成數(shù)字組合來表示設(shè)置好了的不同固有頻率，實現(xiàn)多段位控制。92024/1/2510通訊給定方式就是指上位機通過通訊口按照特定的通訊協(xié)議、特定的通訊介質(zhì)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冾l器以改變變頻器設(shè)定頻率的方式。上位機一般指計算機（或工控機）、PLC、DCS、人機界面等主控制設(shè)備，如圖所示。2024/1/253.通訊給定選擇給定方式的一般原則

(1)面板給定和外接給定

優(yōu)先選擇面板給定。因為變頻器的操作面板包括鍵盤和顯示屏，而顯示屏的顯示功能十分齊全。例如，可顯示運行過程中的各種參數(shù)，以及故障代碼等。但由于受聯(lián)接線長度的限制，控制面板與變頻器之間的距離不能過長。

(2)數(shù)字量給定與模擬量給定

優(yōu)先選擇數(shù)字量給定。

(3)電壓信號與電流信號

優(yōu)先選擇電流信號。因為電流信號在傳輸過程中，不受線路電壓降、接觸電阻及其壓降、雜散的熱電效應(yīng)以及感應(yīng)噪聲等等的影響，抗干擾能力較強。但由于電流信號電路比較復(fù)雜，故在距離不遠的情況下，仍以選用電壓給定方式居多。指令源的選擇P0700指令BOP或AOP上的I/O鍵端子排(=開關(guān)量輸入端)通過RS232接口的USS總線

(PC-變頻器安裝組件)通訊模板

(例如:Profibus)P0700=12456通過RS485接口的USS總線

(端子排)?切換“參數(shù)號出廠值設(shè)置值說明P000312用戶訪問級為擴展級P000407命令和數(shù)字I/O參數(shù)P001001快速調(diào)試P010000功率用kW，頻率默認為50HzP0304230380電動機額定電壓P03053.251.05電動機額定電流P03070.750.37電動機額定功率P03105050電動機額定頻率P031101400電動機額定轉(zhuǎn)速2.參數(shù)設(shè)置實例參數(shù)號出廠值設(shè)置值說明P070022由端子排輸入（選擇命令源）P100022頻率由外部模擬量設(shè)定P108000電動機運行的最低頻率（下限頻率）P10825050電動機運行的最高頻率（上限頻率）P1120105斜率上升時間P1121105斜率下降時間P390003快速調(diào)試結(jié)束，P0010恢復(fù)為0二、頻率給定線的設(shè)定及調(diào)整171.頻率給定曲線2024/1/25所謂頻率給定曲線，就是指在模擬量給定方式下，變頻器的給定信號P與對應(yīng)的變頻器輸出頻率f（x）之間的關(guān)系曲線f（x）=f（P）。這里的給定信號P，既可以是電壓信號，也可以是電流信號，其取值范圍在10V或20mA之內(nèi)。2024/1/25181）基本頻率給定線在給定信號x從0增大至最大值xmax的過程中，給定頻率fx線性地從0增大到fmax的頻率給定線稱為基本頻率給定線。192024/1/25一般的電動機調(diào)速都是線性關(guān)系，因此頻率給定曲線可以簡單地通過定義首尾兩點的坐標（模擬量，頻率）即可確定該曲線。如圖a所示，定義首坐標為（Pmin，fmin）和尾坐標（Pmax，fmax），可以得到設(shè)定頻率與模擬量給定值之間的正比關(guān)系。20例如：模擬量給定的正反轉(zhuǎn)控制：一般情況下，變頻器的正反轉(zhuǎn)功能都可以通過正轉(zhuǎn)命令端子或反轉(zhuǎn)命令端子來實現(xiàn)。在模擬量給定方式下，可以通過模擬量的正負值來控制電動機的正反轉(zhuǎn)，即正信號（0～＋10V）時電動機正轉(zhuǎn)、負信號（－10V～0）時電動機反轉(zhuǎn)。如圖示：10V對應(yīng)的頻率值為fmax，－10V對應(yīng)的頻率值為－fmax。2024/1/25212024/1/252）死區(qū)設(shè)置在用模擬量控制正反轉(zhuǎn)時，零界點即0V時應(yīng)該為0Hz，但實際上真正做到0Hz（零速）很難，且頻率值很不穩(wěn)定，在頻率0Hz附近，常常出現(xiàn)正轉(zhuǎn)命令和反轉(zhuǎn)命令共存的現(xiàn)象，并呈“反反復(fù)復(fù)”“蠕動”狀態(tài)。為克服這個和預(yù)防反復(fù)切換現(xiàn)象，定義在零速附近為死區(qū)，如圖所示。在死區(qū)內(nèi)，給定信號從-ΔX到＋ΔX的區(qū)間內(nèi)，輸出頻率為0Hz。222024/1/25對于死區(qū)，不同類型的變頻器定義都會有所不同。一般有以下兩種：（1）線段型。如圖所示，如定義（－1V，＋1V）為死區(qū)，則模擬量信號在（－1V，＋1V）范圍時按零輸入處理，（＋1V，＋10V）對應(yīng)（0Hz，最大頻率），（－1V，－10V）對應(yīng)（0Hz，負的最大頻率）。（2）滯環(huán)回線型。在變頻器的輸出頻率定義一個頻率死區(qū)（－fdead，＋fdead），這樣一來配合著電壓死區(qū)（－Udead，＋Udead）就圍成了滯環(huán)回線。232024/1/253）有效“0”設(shè)置在給定信號為單極性的正、反轉(zhuǎn)控制方式中，存在著一個特殊的問題。即，萬一給定信號因電路接觸不良或其他原因而“丟失”，則變頻器的給定輸入端得到的信號為“0”，其輸出頻率將跳變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的最大頻率，電動機將從正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入高速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。3）有效“0”設(shè)置在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)這種情況的將是十分有害的，甚至有可能損壞生產(chǎn)機械。對此，變頻器設(shè)置了一個有效“0”功能。就是說，變頻器的最小給定信號不等于0(Xmin≠0)。如果給定信號X＝0，變頻器將認為是故障狀態(tài)而把輸出頻率降至0Hz。例如，將有效“０”預(yù)置為0.3V。則:當給定信號X＝0.3V時,變頻器的輸出頻率為fmin;當給定信號X＜0.3V時,變頻器的輸出頻率降為0Hz。252.頻率給定線的調(diào)整方法2024/1/25在實際的生產(chǎn)過程中，電動機的實際頻率變化情況和基本頻率給定線是不一致的，所以，為適應(yīng)生產(chǎn)過程的實際需要，對頻率給定線必須做適當?shù)恼{(diào)整，使之符合生產(chǎn)實際的需求。調(diào)整的要點是：頻率給定的起點，即給定信號為最小值所對應(yīng)的頻率；頻率給定的終點，即給定信號最大值所對應(yīng)的頻率。1）頻率偏置指輸入模擬控制信號和輸出頻率不同時為0的現(xiàn)象，分為正向偏置和反向偏置兩種情況。正向偏置：輸入模擬信號為0時輸出頻率大于0；反向偏置:輸入模擬信號大于某一值時才有輸出頻率。設(shè)置頻率偏置的目的：配合頻率增益調(diào)整多臺變頻器聯(lián)動的比例精度，也可作為防止噪聲的措施。

設(shè)置偏置頻率和頻率增益方式1）頻率偏置

fBI：對應(yīng)于給定信號x=0時的給定頻率，稱為起點偏置頻率；fXM：對應(yīng)與給定信號x=xmax時的給定頻率，稱為最大給定頻率。

fBI%=

（fBI÷fXM）100×%稱為偏置頻率的百分比偏置頻率是直接設(shè)定的頻率值，而最大給定頻率常常是通過預(yù)置頻率增益來設(shè)定。

頻率相關(guān)功能2）頻率增益G%頻率增益：給定信號為最大值Xmax時所對應(yīng)的最大給定頻率fxm

，與實際最大輸出頻率fmax的比值之百分數(shù)，即G%=

（fxm÷fmax）×100%G%＞100%，則fxm

＞fmax這里的fxm為理想值，而對于其中fxm

＞fmax的頻段部分，變頻器的實際輸出頻率為fmax。G%＜100%，則變頻器實際輸出最大頻率就是fxm。2）頻率增益頻率增益：指上限輸出頻率所對應(yīng)的輸入值（如電壓）與最大外輸入模擬控制信號的比率，即Uimax/Xmax

外輸入模擬控制信號指由模擬控制端子輸入的信號，電壓0~5V，0~10V；電流4~20mA。（也有-10V～+10V的）設(shè)置頻率增益功能的目的：使在相同輸入信號作用下，各個變頻器的輸出頻率不同，主要用于控制多臺變頻器的比例運行。2）頻率增益例：第一臺頻率增益為10/10，第二臺頻率增益為5/10；則：在相同的輸入信號作用下，兩臺變頻器輸入電壓與兩臺變頻器的輸出頻率比為2：1.如Ui=2.5V時，第一臺輸出頻率為12.5Hz，第二臺輸出頻率為25Hz。1）直接坐標方式直接設(shè)置坐標的起點坐標與終點坐標來預(yù)置頻率給定線。一：成正比給定二：成反比給定設(shè)定坐標的方式2）預(yù)置上、下限方式有的變頻器不直接預(yù)置坐標點，而是通過預(yù)置給定信號或給定頻率的上限與下限值的方式間