部分参考自《变频器与步进/伺服驱动技术完全精通教程》 化学工业出版社
图源:部分引自《台达 VFD-M变频器 使用手册》,其余引自互联网。
记录一下新变频器到手后,需要进行的配置工作。
变频器配线部分分为主回路和控制回路(图中使用双圆和单圆区分),其接线框图见下图。
变频器控制端子通常可划分为:控制回路输入信号(无电源输入)、频率设定信号(模拟量)、内置选件连接用接口、继电器输出、集电极开路输出、模拟电压输出和RS-485端子,但并非所有型号的变频器都可被以上标准划分。
图中被包裹在虚线中的信号线应在同一线缆中;RS-485通信接口标准为RJ-11,而非常见的DB9。
主回路接线端子分为电源侧和负载侧,前者用于连接三相供电电源,后者连接电动机。
制动电阻:是波纹电阻的一种,主要用于变频器控制电机快速停车的机械系统中,帮助电机将其因快速停车所产生的再生电能转化为热能。
一台变频器不一定只拖动一台电机,在功率允许的情况下,变频器可实现一拖多,需要注意的是:
- 变频器通常具备电子热保护功能,当一台变频器控制一台电动机时,可以不用热继电器,直接使用变频器的电子热保护功能。当变频器连接多台电动机时,变频器和单台电动机容量相差过大,电子过流保护功能不起作用,需要安装外部热继电器。2.
- 此外在使用矢量控制功能时,只能拖动一台电机。
交流电抗器分为电源输入侧交流电抗器(ACL1)和变频器输出侧交流电抗器(ACL2)。
电源输入侧交流电抗器可减少变频器、整流回路和回馈单元的谐波。
于以下4种情况下,需要考虑在输入侧接入交流电抗器:
- 多台变频器接同一电源;
- 同一电源上接有大容量晶闸管设备;
- 变压器容量超过变频器容量10倍以上;
- 电源电压不平衡度大于或等于3%
控制回路接线端子用于连接变频器控制信号。
变频器提供0~10V的模拟电压输出,可通过读取该值,利用公式得出变频器实时频率。借助PLC读取该值时,需要安装模拟量模块。
并非所有端子都需要被接上,根据不同的速度给定方式,可选配不同的端子。
注意:不同变频器在操作上有所差异。
使用操作面板可以进行运行方式、频率的设定,运行指令监视、参数设定、错误表示等。
注意图中的状态指示灯。
- PU:PU运行模式时灯亮
- EXT:外部运行模式时灯亮
- NET:网络运行模式时灯亮
面板参数设定方式如下:
试运行前,需要设定的必要参数有:
变频器参数的出厂设定值被设置为完成简单的变频运行。如需按照负载和操作要求设定参数,则应进入参数设定模式,先选定参数号,然后设置其参数值。并非全部参数支持在运行时设定。
此外于矢量控制模式下,还需要执行调谐,有完整调谐和静止调谐两种调谐方式。
●完整调谐:电机可与负载完全分开
●静止调谐:电机不可和负载完全分开
运行模式指对输入到变频器的启动指令和设定频率的命令来源的指定。变频器在不同的运行模式下,各种按键、M旋钮的功能各异。
一般来说,使用控制电路端子、在外部设置电位器和开关来进行操作的是“外部运行模式”;
使用操作面板或参数单元输入启动指令、设定频率的是“PU运行模式”;
通过PU接口进行RS-485通信或使用通信元件的是“网络运行模式(NET运行模式)”。
使用变频器速度给定时,有如下几种速度给定方法:手动键盘速度给定(控制面板)、模拟量速度给定、多段速度给定和通信速度给定。
5.1控制面板速度给定
关于电机速度与频率的关系:
频率设定f=电机设定转速/电机额定转速*额定频率
使用变频器速度给定后,一般不需要减速机,但长期工作频率在低频时加减速机后效果更好,可以显著提高输出转矩。
同伺服一样,变频器也支持点动控制,但是点动键通常需要用户自行更改相应参数激活,默认点动功能不关联面板按钮(即不启用)。
点动控制相关参数如下:
多段速度给定可以实现自动控制。
变频器在外部操作模式或组合操作模式下,通过外接开关器件的组合通断改变输入端子的状态来实现变频,这种控制频率的方式称为多段速控制功能。本例中变频器的速度控制端子是M3、M4、M5,通过这些开关的组合可以实现3段、7段的控制。
由于转速的档次是按二进制的顺序排列的,故三个输入端可以组合成3档至7档转速,其中3段速由三个输入端的单个通断实现,7段速由三个输入端通断的组合来实现。
7段速的各自运行频率通过参数设定实现。
模拟量速度给定可以实现自动控制和无级调速,但需要用到模拟量模块。
通信速度给定可以实现自动控制和无级调速。
- 变频器速度给定系统中,由于高频和高次谐波干扰的原因,漏电断路器易跳闸。可以适当调高设定值或更换具有防干扰功能的断路器。
- 矢量控制方式下,变频器获取不到电动机的相关信息,无法运算作出判断,无法发出输出信息,因此不带电动机的情况下不能启动。
知名国产变频器有汇川变频器、英威腾变频器、安邦信变频器、欧瑞变频器等。
1.根据负载的机械特性选择变频器
恒转矩负载、平方降负载、恒功率负载
2.根据负载的工艺特性选择变频器
生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩要求
依据电流原则、依据效率原则、依据计算功率原则
变频器容量选择的原则是变频器的额定电流一定要大于拖动系统在运行过程中的最大电流。
在选择变频器容量时,需考虑的情况:
2电动机时直接在额定电压、额定频率下直接启动,还是软启动
3驱动多个电动机时,是同时启动还是分别启动
4.变频器的箱体结构选择
变频器的箱体结构要与环境条件相适应,即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。