ABB变频器基础知识全解

1、带你进入工控之门学一种变频器序言：初次接触工控的人对其都会感到很神秘，许许多多的自动控制，错综复 杂的联锁及很多高新的电气元器件，让人无从下手。其实我们只需掌握一些基本的 知识，分解各个部件，了解各部件的性能及要点，然后再整合起来，就清晰多了。整个工控的组成好似人体一样，一般有：大脑（），神经中枢（网络），躯干（）， 手脚（现场执行器），五观（现场传感器）。今天我为大家谈谈现场执行器中的一个工控中常用的电气部件变频器。变频器由于其本身具有可调速及节能的重要特性，在近几年发展很快，广泛应用于各 邻域。对于品种繁多的变频器和其本身内部各参数之多，我们往往第一次接触会感 到无从下手，但我们可以从各种

2、变频器的共性中学习，掌握一种变频器，举一反三 就能从而了解各种变频器的应用。下面我就用一种常用的变频器 550给大家讲解其在实际工作中的应用。安装:打开包装我们首先要查看的是选用的变频器功率是否与配套的电机功率一致，要求是变频器功率电机功率，否则变频器因功率不足带不起负荷而烧坏。变频器上一般会有如下标签：InputUf3- 380.4SO VJ a A/6.4 A40. .63 HzOutput Ua>2N3“ 0.U，V/i2lxl aeA/6.9A0. 500 HzACS5 5C-O1-O8Aa-4表示该变频器输入要求电压为 3相380电压，频率50,其上边的数字是一个适用范围，我们

3、一般不用理会，因为国内的电压等级均满足其要求。输出电压为0至380V，3相交流，电流为6.9A，也就是能带3左右的电机，频率可调0-500，一般我们应用中最大也只有60。一般变频器要求安装在无尘，无水气，无腐蚀的环境中，并在变频器本身 上下左右周围留有一定的空间，有利散热。条件好的话最好能安装在特定的配 电房内，并配有恒温设备，因为变频器本身也有发热，其电子元件会受温度的 影响，如果其散热片上积尘多散热不好的话，会加剧变频器的损坏。由于变频器本身是个干拢源，所以它产生的电磁干拢对其周围会有一定的 影响，由其是对周围有，这种高精度工控设备更要注意安装中的每一环节。其 解决方法有：1、在电源输入侧

4、加装电抗器，现在有些变频器在设计时已经在输入端加入了 抗干拢的电抗器，可以在订购时加以注意。2、在电源输出侧，即电机电缆选用带屏蔽的三芯或四芯对称电缆，其优点是电缆上的电磁干拢是对称的，相互加以抵消，如以下图示:推淳忙匚書C-TIck)时称梓箴电锐：带岸藏的三芯乜虢.K 有同抽无叶称旳PE导沐3、控制电缆选用屏蔽双绞线，如图所示:控制电缆必须为多芯帯翳状侗战屏蔽层的t孔缆4、电缆屏蔽层在变频侧接端，变频器的、单独接地。电缆布线时，控制电缆与动力电缆分开，至少不小于 20距离。注意控制电缆的模拟量与开关量不用同一电缆接线:1、电源的进线接变频器的 U1、VI、W1，电缆接地线接；电机电缆接变频器

5、的U2、V2、W2，电缆接地线接；变频器的接地；如果电机需要 快速停机的话，需要变频器的、侧接止动电阻，上边有短接线的并拆除如图:尺寸RS R6UDC+,UDC-. GND制动建杵制动单冗 制动新波簿卽韭IB<U2.V2. W2)(U1, V1. W1X; .!2、数字输入控制常有开关、继电器等发出信号至变频器，其连接需按实际应用要求，一般有二种接线，如图:NPN搖些（服纳型）X1XIm+24V10+24V11GND1'11GND1?COM12DCOM13 1113DI1”一1401214DI2DI315DI3/16DI416DI417DIS17DI51H 1618；DI5注意：

6、按以上不同方式连接时，有些品牌的变频器会要求在变频上有跳针 设置。常用的连接线有，变频器启动信号，变频器停止信号（有些启停是同一输 入点，接通启动，断开停止），变频器正转信号，变频器反转信号（正转信 号往往与启动是同一信号），变频器多段速度信号（如低速、中速、高速分 三个输入信号接入）550出厂默认1为启停信号（接通启动，断开停止）2为正反转信 号（接通为反转，断开为正转）3、模拟输入信号接线分电压型，电流型，及可变电阻信号输入，如图连X11SCRI2AI143AGND*410V接;1SCR2AI13AGND可变电阻信号输入电压信号输入电流信号输入连接1、10V连接1、连接2、屏蔽线接屏蔽线接

7、屏蔽线接2为电流信号，你可以自己加以设定重新选择4、数字开关量输出信号一般用于输出变频器的状态信号，如变频器准备好信号、运行信号、故障信号。550变频器出厂默认如图:10RO1C20RO1A21RO1厂22RO2C23RO2ARO2B252£RO3CRO3A2/RO3B匏电输出1,可编程 默认动作：准备=>19接亍21 飘电输Q1Z可编程 默认动作:运疔=>22接个24 继电输出3,昭編程 默认站作：锻障=>25也至26各输出端可以编程设置，设置参见1041参数5、模拟量输出信号连接，一般变送为 4-20用于输出变频器的电流值、 频率值给，。接线如图所示：IkT J

8、aoi9- AGND550变频器出厂默认1为电流模拟信号，2为频率模拟信号，为公共端, 接线接7、9或8、9接线端子。输出端子参数可设定。三、参数设定：参数设定是用好变频器的关健，在一个变频器中有几百个参数，但往往我们实际应用中只会用到最多几十个的参数，下面我就按通 用的参数加以讲解，而这几个最基本的参数对各品牌的变频品同样适用， 只是参数号不一样而已。1、学会变频器操作面板的使用:各种变频的操作面板不完全一样，但基本功能相类似，一般面板上会5UFT T.,§Tgp有启动按钮（）、停止按钮（）、复位按钮（）、菜单 翻页按钮（、）、确认按钮（）等。面板也有中文显示、 英文显示及数字代码

9、显示几种，当然中文显示菜单的 面板操作最直观，我推荐订购时选用这种中文显示的 面板，用熟了的话可以不看操作手册，对现场维护可以提高工作效率。550变频器出厂所带的面板如下图所示:面板上的状态灯正常工作时为绿色，故障时为红色，左软键与右软键与我们手机上的有类似功能，分别对应显示屏电下方的左右菜单功能。在显示屏幕上一般有本地/远程控制（）、正/反转控制（、）、电机转速（）、电机电流（）、电机频率（）及变频器的参数号等显示。2、面板参数菜单：550变频器面板参数有数字及字符（中文或英文）显示，刚入门的 话可以只看参数号加以选择设定，对于我们不可能对每一种变频器的数字 号参数背熟，这样的话会让你感到头

10、痛的，我们可以按操作手册选用参应 的参数号。用熟了的话可以只看字符菜单，这样可以加快工作效率，下图 为500变频器面板的参数显示：LOC Q PAR SROUPS3199 ST白RT-UF DE91 OPERftTIkS DATA04 FAULT HIST0R710 5TRT/-ST0Pz)IR11 REFERENCE SELECTEXIT II SEL3、对变频器设定的常用参数：1）电机参数：电机参数我们只需要将所配电机上的铭牌内容输入给变 频器就行了，内容有电机功率、电机额定电流、电机极数、电机额定 转速、电机额定电压等。550变频器此参数的设定在99号参数组内（）。在9902内还有一个运

11、用宏参数，该参数可以让用户快速设置 到相对应的实际应用中。代码名称范围分辨率缺省值户99:起动数据S9902宏参数仁标准，2二三线制、6*19904电机控制模式1=速度，2=转矩，量3=标139905电机额定电压115345V或200 600V1 V230V 或400V9906电机额定电流0.2* 2.0*0.1 A1.0*9907电机额定频率10.0 5000.1509908电机额定转速501800011440 /9909电机额定功率0.2 2.0*0.11.0 *2 ） 基本参数：该参数一般有最低频率（常设为 0 ）、最咼频率（常设为50）、加速时间、减速时间（根据电机的大小设不同的值，如

12、一般 15 设5秒左右，电机越大，时间越长）、最大电流、最大电压（此二个 参数是对变频器的保护，根据变频器铭牌设定或用默认值）500变频 器对以上参数设定在20号及22号参数组内。20: 限艮幅代码名称范围分辨率缺省值用尸2001最小速度-300003000010S ?2002最高速度0 3000011500?2003最大电流0 1.8 *0.1 A1.8 *?2007最小频率-5005000.10?2008最咼频率0 5000.150?22: 加出速/减速r"2202加速时间0.0 1800 s0.1 s5 S2203 减速时间0.0 1800 S0：Ts 5s3） 指领输入参数：

13、对应的是开关量及模拟量输入端接口的设定， 一般 有启动方式（本地/远程选择）、启动/停止、正转/反转、多段速度 控制、模拟电流及模拟电压输入选择等。550变频器此类参数设定在 10号、11号、12号参数组内。10：指令输入id/h4?m H代码名称范围刀辨率缺省值用尸S10011003接线端功能设 电机转向设定01013112（2线制启停方3（双向）11：给定选择1103模拟量设定选-u- L 八 r i=r / A 、 i=r01711（从键盘上选丁11041105模拟量给定最 模拟量给定最0500 / 0 300000500 / 0 300000.1/ 1-0.1/ 10 / 050 /1

14、50012恒速运行1201多段速度设定0 14,-1 -1419（由34控制二?1202速度1030000 / 0 5001 / 0.1300 / 51203速度2030000 / 0 5001 / 0.1600 / 101204速度3030000 / 0 5001 / 0.1900 / 1513:彳模拟输入13011302模拟量低限0 100%07T%0%模拟量高限rj r、卜_>_t 、. 、，、r .0 100%0.1%100%1303模拟量滤波010 s0.1 s0.1 s4 ) 输出参数：对应开关量及模拟量的输出端口设定， 一般有准备、运行、故障信号及电流、频率模拟输出。550

15、变频器此类参数设疋在14号、15号参数组内。对于一般变频器以上参数设定完，变频器即可投入正常运行，各种品牌 的变频器可根据其自己的参数号进行设定，但对于一些特定场合的应用 我们还需进一步高级参数设定。14:继电器输出S1402称电电lEm捌亠It1501150215031504150515061507150815091510 -1511 |2最大值1模拟设义 1最小量程 1最大量程 1最小值 1最大值_ 1滤波 2模扌拟设义 2最小量程 2最大量程 2最小值36宀厂LJJ2L799.1990.0 20.00.0 20.00 10 s99 1990.10.10.1 s10.0 20.00.0 2

16、0.00.10.13参模拟电1流 定义01032007Ts"由)4参模拟频1率由义参数 0104定义020.0丿心4、高级参数设定：此类参数主要是优化变频器的使用性能， 比如曲线设 定，可以提高电机启动时的启动特性，能更好的带负载启动；设定能利 用变频器特有的性能控制水泵类电机做调节，不再需要做控制；频率屏 蔽点设定，可以跳过电机在某一频率时产生的机械共振等。此类参数设 定看实际应用中具体而定。四、实际应用例:1、 一台3电机的正反转带速度控制1) 设计思路：选用一台具有正反转功能的变频器，功率为 3，因为功率较小电磁干拢不大，可以不考虑输入电抗器，控制需有变频器的状 态信号(准备、

17、运行、故障)，以及实际电流信号，变频器的启停及正反转由作控制，速度控制采用 4-20模拟信号作控制2) 变频器控制回路设计图:XI/口 ZTT1：LO"DIER11F E30C ft-DETB3CA3) 变频器参数设定:代码名称设定值说明代码名称设定值说明9902应用宏1标准型1104模拟量最小值009904电机控制模式1选用速度控制1105模拟量最大值50509905电机额定电压400V参见电机铭牌1301模拟量低限20%对应4990电机额定电7. 0A参见电机铭1302模拟量高100%对应206流牌限990电机额定频50参见电机铭1401输出继电1准备信号7率牌器1990电机额定

18、速1410参见电机铭1402输出继电2运行信号8度牌器2990电机额定功3参见电机铭1403输出继电3故障信号9率牌器31001命令22线制控制15011输出104选择模拟电1流100方向控制3正反转控制15041最小值4431101选择1速度从1取15051最大值20203值其它参数可用变频器默认值，改善变频器及对电机的控制特性,如加、减速，曲线等由调试中按实际运行调节设定。4) 实际安装及接线时应注意要点：实际安装中注意模拟量信号线的屏蔽，屏蔽接地在侧，变频 器侧悬空；模拟量信号变频器默认为 0-20，所以必须要设定为4-20 ;因故障反馈信号是由输出继电器 3得到，该信号设置 1403为

19、故障反信号，所以接线注意接常闭点，其它二个反馈信 号接常开点；同时必需检查变频器的各个跳针与设定是否正确； 其它按变频器前述安装要求进行。2、 一台15水泵做控制，控制水泵出口压力稳定。1) 设计思路：选用一台15具有功能的变频器，可以不考虑输入电抗器，电机速度由设定频率与泵出口压力作比较进行调节，设计应考虑能手/自动转换。2) 变频器控制回路设计图：3) 变频器参数设定:代码名称设定值说明代码名称设定值说明990应用宏6型1202恒速120低速2990电机控制模1选用速度控1203恒速240中速4式制990电机额定电400V参见电机铭1204恒速350高速5压牌990电机额定电30. 1A参

20、见电机铭13011低限0%对应0V6流牌990电机额定频50参见电机铭13021高限100%对应10V7率牌990电机额定速1460参见电机铭13042低限20%对应48度牌990电机额定功15参见电机铭13052高限100%对应209率牌1001命令1手-2线制控1402输出继电2运行信号1制器21002命令62线制控制15072输出103选择频率模2拟100方向控制1正反转控制15082低值0031102122定义215092高值50501101选择1速度从1取1601允许信号55作急停用3值110模拟量最小004001P （增益）按实际调整4值110模拟量最大50504002I （积分）

21、按实际调整5值1102选择19调节4003D （微分）按实际调整6110模拟量最小004005偏差信号1取反信号7值取反110模拟量最大50504010设定值11为给定值8值120恒速设定7定义三段恒4027参数组0选1组1速其它参数可用变频器默认值，改善变频器及对电机的控制特性，如 加、减速，曲线等由调试中按实际运行调节设定；调节参数需实际 调试时对40参数组进行修整改善，特别注意的是泵的出口压力与电 机转速应取反，即压力高时要求降速，此参数在4005中设定。4 ） 控制原理说明：手动控制时，将手 / 自动转换开关断开（ 2=0 ），手动转换开关闭合 （1=1 ），变频器将以 1 为参考控制

22、速度，调整电机转速。如果需要固定 某一频率点，也开以利用恒速 1（3 ）、恒速 2（4）开关的组合，得到三 段速度，设定为 20 、40、50 ，可在参数 1202 、1203 、1204 中修改 设定频率。自动作控制时，将手 / 自动转换开关闭合（ 2=1 ），自动转换开关闭合 （6=1 ），此时 1 、3 、4 均不起作用，电机将以 1 为设定点， 2 为实际 值进行调节，泵出口压力高，将会自动降低电机转速，以降低出口压力， 反之相反。当出现紧急事故时，可拍下急停按钮（ 5=0 ），将不允许电机启动， 起到保护作用。电机的速度可由频率表查看，由 2 输出，应注意模拟量 与表量程值的对应设定

23、。装有二个指示灯表示电机的运行、停止，由输 出继电器 2 的常开常、闭点分别取得信号。五、 故障分析与维修： 变频器是一个高精度、高科技的电子元气件，对它的故障处理，我们也 应由简到繁的原则去加以分析维修，对于我们一般的现场维护保养者，并不需 要深入的了解其内部的构造，但应掌握其一般故障发生的规律加以分析处理。变频器发生故障时，首先我们应从变频器的显示面板上读取故障代码， 此类代码每一种变频器的代码信息均不会一致，但基本都会有过流、过压、过 载、失压、超温、模拟量丢失、通讯丢失等故障记录。在 550 变频器中可由04 组参数查得历史故障记录。同时一般故障时我们可以从面板上的指示灯变 为红色加以判断。在分析故障时，我们还可以从变频器的实际检测数据中检查实际的开关 量信号、模拟量信号及实际变频器运行数据加以判断是否正常， 55