题目通用变频器的常用功能总第5讲

1、天津理工大学 中环信息学院教案首页题目： 通用变频器的常用功能 （总第 5 讲）讲授内容提要：通用变频器的组成结构，通用变频器的模拟量频率给定功能。教学目的：掌握变频器各部分的组成结构及功能，通用变频器的的模拟量频率给定功能。教学重点：重点通用变频器各组成部分的功能，模拟量频率给定功能。教学难点：通用变频器的模拟量频率给定功能。采用教具和教学手段：多媒体图片展示及实物展示。授课时间： 2014 年 9 月 15 日授课地点：第一 教学楼1203 教室注：此页为每次课首页，教学过程后附；以每次（两节）课为单元编写教案。第五讲第 2 章通用变频器的常用功能（10 学时）通用变频器的常用功能包括频率

2、给定功能、异步电动机的启动和加速功能、异步电动机的制动和减速功能等。如图 2-1 所示。图 2-1通用变频器内部组成框图和控制通道一、主电路1整流电路组成： VD1VD6 。功能：将工频交流电整流为脉动直流电。整流原理：二极管整流过程。2滤波电路功能：将脉动直流电变为较平滑的直流电。原理：电容滤波原理、电阻分压原理。3逆变电路组成： VT1VT6 、 VD7VD12 。功能：将直流电变为频率和电压可调的三相交流电。逆变原理： IGBT 可控开关、 SPWM原理。4指示电路组成： R4、 HL 。5制动单元组成： VT7 、 R5功能：消耗电动机制动过程中的回馈能量，保护变频器。制动单元工作原理

3、：电动机制动时，回馈电流通过VD7VD12给 C1、C2 充电。当电容两端电压升到一定程度时，计算机控制VT7导通，电容通过R5 和VT7放电，电阻发热消耗能量，电容两端电压降低，电动机制动。6输入端子：R、 S、 T，连接电源。也有的为L1、L2、L3。7输出端子：U 、V 、 W，连接电动机。二、控制电路指为主电路提供控制信号，以完成电路输出调节、各种保护，实现输出指示的弱电电路。各部分功能：1主控制板：单片机，变频器的控制中心，其功能主要有七类。2操作面板：包括键盘及显示屏等。3电源：为控制电路提供直流电源。其内部电源具有电压稳定性好，抗干扰能力强等优点，并与主电路有很好的电气隔离。4外

4、部端子主电路的端子输入端子： R、 S、T输出端子： U、V、W控制电路的端子输入端子 输入模拟控制端子：接收模拟信号调节运行频率输入接点控制端子：接收开关信号进行运行控制。输出端子输出监视端子：输出开关信号用于报警或运行状态指示。输出指示端子：输出与频率成正比的模拟信号，用于指示各种输出数据三、接地问题变频器各部分均有独立的接地端，这些接地端不能连接在一起。主电路接地端： PE输入接点控制端子接地端：CM输入模拟控制端子接地端： GND四、 RS485 通信接口用于多个变频器之间，或变频器与计算机之间进行联网控制。控制通道包括：控制面板、外接控制端子和、通讯接口。控制面板主要用于近距离或者一

5、些基本功能控制；外接控制端子主要用于远距离或者一些复杂功能控制；通讯接口主要用于多电动机或者复杂的系统控制。外接控制端子包括输入控制端子和输出控制端子，如图2-2 、 2-3 和 2-4 所示。图 2-2通用变频器输入控制端子图 2-3通用变频器输出控制端子图 2-4通用变频器模拟量输出端子应用输入控制端子 包括外接频率给定端、基本输入控制端和可编程输入控制端，第一类属于模拟量输入端，后两类属于数字量输入端；输出控制端子 包括测量信号输出端、报警输出端和状态信号输出端，第一类属于模拟量输出端，后两类属于数字量输出端，但是报警输出端是继电器输出，而状态信号输出端是晶体管输出。模拟量输入端即从外部

6、输入模拟量信号的端子，输入信号类型有电流信号(0-20mA 、 4-20mA) ，电压信号 (0-10V 、 -10V10V) 等。主要功能是主给定信号，用于频率给定， PID 控制等，辅助给定信号，用于叠加到主给定信号的附加信号。开关量输入端 即接受外部输入的各种开关量输入信号，以便对变频器的工作状态和输出频率进行控制。测量信号输出端 即向外接仪表提供与运行参数成正比的测量信号，如电流、电压、频率等模拟信号；报警输出端即变频器在发生故障时，提供状态变化信号，方便切断变频器电源和接通故障报警装置；状态信号输出端即监测变频器的各种运行状态并发出相应的状态，方便实现不同的状态显示和控制要求，如运行

7、、停止、频率达到等控制。2.1通用变频器的频率给定功能通用变频器的频率给定功能是指通过一定的输入控制通道来设置或改变变频器输出交流电频率大小的功能，包括模拟量频率给定功能、数字量频率给定功能和一些频率限制功能。控制变频器输出频率有四种方法：1由操作面板上的功能键控制频率2通过功能参数码进行预置3由操作面板上的功能电位器控制频率4由外端子控制频率模拟量控制端子控制接点控制端子控制模拟量控制数字量控制选择何种设置方法由变频器的功能参数值决定。2.1.1模拟量频率给定功能使用变频器的模拟量输入端，通过改变模拟输入信号的大小（可以是直流电压或直流电流）从而改变变频器输出交流电频率的功能即模拟量频率给定

8、功能，通常采用频率给定线来表示该功能。1频率给定线由模拟量进行频率给定时，变频器的给定频率fX （即希望变频器输出的交流电频率） 与对应的给定模拟量输入信号X( 直流电压或直流电流)之间的关系曲线，频率给定线。例如：给定模拟量输入信号为0 10V ，要求变频器对应输出的交流电频率为称为0 50Hz ；给定模拟量输入信号为2 8V ，要求变频器对应输出的交流电频率为50Hz 。这两个实例对应的频率给定线如图2-5 所示。由图可以发现这两条频率给定0线的不同，即起点、终点和斜率都不同，但是却都可以实现变频器输出的交流电频率为 0 50Hz ，所以使用不同的名称来区别。图 2-5 频率给定线a）操作

9、示意图b）基本频率给定线c）任意频率给定线基本频率给定线：也称为标准频率给定线。给定模拟量输入信号从大值的过程中，变频器对应输出的交流电频率线性地从0 Hz0 增大到最增大到最大频率的频率给定线，如图2-5b ）所示，起点为（0 ， 0 ），终点为（X max ，fmax）。任意频率给定线：给定模拟量输入信号从最小值增大到最大值的过程中，变频器对应输出的交流电频率线性地从f mi n Hz 增大到最大频率的频率给定线，即根据生产机械的实际需要来任意配置起点和终点坐标的频率给定线，如图2-5 ）所示，起点为（ X mi n， f min ），终点为（X max ， f max ）。2任意频率给定线的设置方法直接坐标法：直接设置任意频率给定线的起点坐标和终点坐标所对应的给定模拟量输入信号和变频器输出的交流电频率即可。例如：起点坐标为（ 2 ， 0），终点坐标为（ 8 ， 50）。如图 2-6 所示。图 2-6 直接坐标法设置任意频率给定线偏置频率和频率增益法：直接设置变频器的标准给定模拟量输入信号范围、最大给定频率、偏置频率和频率增益即可。实例如图2-7 所示。图 2-7 偏置频率和频率增益法设置任意频率给定线偏置频率：如果变频器的标准给定模拟量输入信号范围是（0 10V ），则给定模拟量输入信号为0V时对应的变频器输出交流电频率称为偏置频率，表示为f BI。最