基频以下的变频调速控制方式课件

2017年秋季学期9月主题答疑变频器应用简介主讲人：沈燕卿2017年秋季学期9月主题答疑变频器应用简介主讲人：沈燕卿变频调速的基本控制方式通用变频器的功能变频器MX440应用案例内容变频调速的基本控制方式内容2023/8/93变频调速的基本原理充分利用电机绕组铁芯和绕组的截面积主要特征：Tmax为常数变频调速光调频行吗？？一、变频调速的基本控制方式2023/7/273变频调速的基本原理充分利用电机绕组铁芯和2023/8/94（一）、调频与调压协调控制的必要性异步电机的转速n与定子供电频率之间有以下关系：（1-29）

从上式可知，只要平滑地调节异步电机定子的供电频率f1，同步转速n0随之改变，就可以平滑地调节转速n，从而实现异步电机的无级调速，这就是变频调速的基本原理。2023/7/274（一）、调频与调压协调控制的必要性异步电2023/8/95在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素是：

----希望保持电机中每极磁通量m为额定值不变。

如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。2023/7/275在进行电机调速时，常须考虑的一个重要因素2023/8/96常值即采用恒电动势频率比的控制方式。

(二)、基频以下的变频调速控制方式

由式（1-30）可知，要保持m

不变，当频率f1

从额定值f1N向下调节时，必须同时降低Es

，使2023/7/276常值即采用恒电动势频率比的控制方式。(2023/8/971.保持的严格恒磁通控制可见，当调速过程中Es/f1为恒值时Temax值是恒定不变的，在低频低速下也能保持这个最大电磁转矩，因此称为恒转矩调速方式。

2023/7/2771.保持的严格恒磁通控2023/8/98

2.保持常值的近似恒磁通控制(恒压频比的控制)

然而，绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压Us≈

Eg，则得

用易于测量和控制的定子输入相电压Us取代电动势Es，这就是保持的近似恒磁通控制，也称为恒压频比控制或U/f控制，它是开环变频调速系统常用的控制方式。

2023/7/2782.保持常值的近似恒磁通控制2023/8/99则最大转矩上式表明，频率较高时，恒压频比调速时异步电动机的最大转矩与频率无关，基本上保持不变。

2023/7/279则最大转矩上式表明，频率较高时，恒压频比2023/8/910当转速较低时，f1比f1n下降很多，此时定、转子总漏抗随之下降，定子电阻Rs不能忽略，对式（1-38）稍加整理可得可见在不变时，最大转矩Temax是随着定子供电频率f1的下降而减小的。2023/7/2710当转速较低时，f1比f1n下降很多，此2023/8/911

在低频时Us

和ES都较小，定子阻抗压降所占的份量就比较显著，不再能忽略。这时，需要人为地把电压Us抬高一些，以便近似地补偿定子压降。

带定子压降补偿的恒压频比控制特性示于下图中的b线，无补偿的控制特性则为a线。低频时适当地提高定子电压Us，使最大电磁转矩有所增大，实质上是对异步电机电磁转矩的补偿，可以增强电动机的带负载能力。一般变频器调压调频控制方式都有转矩补偿功能，其理论基础就在于此。2023/7/2711在低频时2023/8/912带定子压降补偿的恒压频比控制特性2023/7/2712带定子压降补偿的恒压频比控制特性2023/8/913

机械特性曲线nON0n图1-17恒压频比控制时变频调速的机械特性补偿定子压降后的特性01n12w13w03n02n11wN1w131211N1wwww>>>eT

可见，最大转矩Temax

是随着的1

降低而减小。

频率很低时，Temax太小将限制电机的带载能力，采用定子压降补偿，适当地提高电压Us，可增强带载能力。2023/7/2713机械特性曲线nON0n图1-172023/8/9142023/7/27142023/8/9153.恒

Er/1

控制

如果把电压－频率协调控制中的电压再进一步提高，把转子漏抗上的压降也抵消掉，得到恒Er/1

控制，那么，机械特性会怎样呢？由此可写出2023/7/27153.恒Er/1控制2023/8/916代入电磁转矩基本关系式，得

现在，不必再作任何近似就可知道，这时的机械特性完全是一条直线。3.恒

Er/1

控制2023/7/2716代入电磁转矩基本关系式，得现2023/8/9170s10Te

几种电压－频率协调控制方式的特性比较图不同电压－频率协调控制方式时的机械特性恒Er/1控制恒Eg/1控制恒Us/1控制ab

c2023/7/27170s10Te几种电压－频率协调控制方2023/8/918

显然，恒Er/1

控制的稳态性能最好，可以获得和直流电机一样的线性机械特性。这正是高性能交流变频调速所要求的性能。现在的问题是，怎样控制变频装置的电压和频率才能获得恒定的Er/1

呢？3.恒

Er/1

控制2023/7/2718显然，恒Er/1控制的稳2023/8/919

按照式（1-30）电动势和磁通的关系，可以看出，当频率恒定时，电动势与磁通成正比。在式（1-30）中，气隙磁通的感应电动势Es

对应于气隙磁通幅值m

，那么，转子全磁通的感应电动势Er

就应该对应于转子全磁通幅值rm

：3.恒

Er/1

控制

由此可见，只要能够按照转子全磁通幅值rm=恒值进行控制，就可以获得恒Er/1

了。这正是矢量控制系统所遵循的原则，第3.3节中将详细讨论。2023/7/2719按照式（1-302023/8/9204．几种协调控制方式的比较

综上所述，在正弦波供电时，按不同规律实现电压－频率协调控制可得不同类型的机械特性。1）恒压频比（Us/1=恒值）控制最容易实现，它的变频机械特性基本上是平行下移，硬度也较好，能够满足一般的调速要求，但低速带载能力有些差强人意，须对定子压降实行补偿。2）恒Eg/1控制是通常对恒压频比控制实行电压补偿的标准，可以在稳态时达到m=恒值，从而改善了低速性能。但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。

3）恒Er/1

控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按照转子全磁通rm

恒定进行控制，即得

Er/1=恒值而且，在动态中也尽可能保持rm恒定是矢量控制系统的目标，当然实现起来是比较复杂的。2023/7/27204．几种协调控制方式的比较综2023/8/921(三)基频以上的变频调速方式2023/7/2721(三)基频以上的变频调速方式2023/8/9221近似恒功率调速方式事实上，电压不变，升高频率的调速方式是近似恒功率调速方式。这时由于定子端电压Us=Usn保持不变，式（1-22）的最大转矩表达式可改写为由上式可知，在电压不变的前提下，随着角频率1的升高，最大转矩Temax随之下降。

2023/7/27221近似恒功率调速方式事实上，电压不变2023/8/923

机械特性曲线

当角频率提高时，同步转速随之提高，最大转矩减小，机械特性上移，而形状基本不变，如图所示。图1-18基频以上恒压变频调速的机械特性恒功率调速O<<<b1wc1wa1wN1wnc0nb0na0nN0nc1wb1wa1wN1weT2023/7/2723机械特性曲线当角频率提高2023/8/9242严格恒功率控制方式

电动机输出的机械功率为：

要实现严格的恒功率控制，必须使基频以上不同频率对应机械特性的额定功率相等，即

2023/7/27242严格恒功率控制方式电动机输出的机2023/8/925可推导得到即

（1-54）

通过上述分析，可得出如下结论：（1）为了获得严格的恒功率调速，在频率由基频上调时，应使电压与频率的1/2次方成正比变化，即这时过载倍数保持不变。2023/7/2725可推导得到即（1-54）通过上述分2023/8/926（2）基频上调、电压不变的控制方式，不能实现严格的恒功率调速。（3）把基频下调和基频上调两种情况结合起来，可得异步电动机变频调速的控制特性如图1-19所示。在基频fn以下为恒转矩调速区，磁通和转矩恒定，功率与频率（转速）成正比；在基频以上为恒功率调速区，功率恒定，磁通和转矩与频率（转速）成反比。2023/7/2726（2）基频上调、电压不变的控制方式，不2023/8/927

变压变频控制特性f1N图3-2异步电机变压变频调速的控制特性

恒转矩调速UsUsNΦmNΦm恒功率调速ΦmUsf102023/7/2727变压变频控制特性f1N图3-2异步2023/8/928

最后，应该指出，以上所分析的机械特性都是在正弦波电压供电下的情况。如果电压源含有谐波，将使机械特性受到扭曲，并增加电机中的损耗。因此在设计变频装置时，应尽量减少输出电压中的谐波。

由于频率提高而电压不变，气隙磁通势必减弱，导致转矩的减小，但转速升高了，可以认为输出功率基本不变。所以基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。2023/7/2728最后，应该指出，以上所分析2023/8/929小结电压Us与频率1是变频器—异步电动机调速系统的两个独立的控制变量，在变频调速时需要对这两个控制变量进行协调控制。在基频以下，有三种协调控制方式。采用不同的协调控制方式，得到的系统稳态性能不同，其中恒Er

/1控制的性能最好。在基频以上，采用保持电压不变的恒功率弱磁调速方法。返回目录2023/7/2729小结电压Us与频率1是变频器—二、通用变频器的功能二、通用变频器的功能第2章通用变频器的功能本章主要内容：介绍通用变频器的主要功能

2.1频率控制功能2.2

U/f控制功能2.3矢量控制功能2.4

运行控制与保护功能2.5

变频器的闭环运行2.6

变频器的外部接线

学时：4第2章通用变频器的功能本章主要内容：§2.1频率控制功能本节主要内容：频率给定极限频率加、减速时间和曲线回避频率多段速控制功能频率增益与频率偏置载波频率的设定§2.1频率控制功能本节主要内容：1.频率给定操作面板上的功能键设置频率功能参数码进行预置操作面板上的电位器设定频率外端子控制频率模拟量开关量网络图2-1操作面板变频器的输出频率可通过下述方式设定1.频率给定操作面板上的功能键设置频率图2-1操作面板2.极限频率

最高频率fmax变频器允许输出的最高频率，一般为电动机的额定频率。基本频率fb

又称基准频率或基底频率，只有在U/f模式下才设定。它是指当输出电压U=UN时，f达到的值fN，一般为额定频率。

图2-2频率、电压关系设定变频器输出电压和频率的关系。2.极限频率最高频率fmax图2-2频率、电压关系上限频率fH允许变频器输出的最高频率下限频率fL允许变频器输出的最低频率图2-3上限和下限频率限制变频器的输出频率范围，从而限制电动机的转速范围，防止由于错误操作造成事故。上限频率fH图2-3上限和下限频率限制变频3.加速时间和减速时间加、减速时间的定义加速时间：变频器输出频率从0上升到基本频率fb所需要的时间减速时间：变频器输出频率从基本频率fb下降至0所需要的时间。图2-4加减速时间设定为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器须设定加速时间。电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减速时间有严格要求，变频器须设定减速时间。3.加速时间和减速时间加、减速时间的定义图2-4加减速时间实际的加减速时间变频器的实际加减速时间与工作频率有关。一般小于等于理论设定的加减速时间。图2-5实际加减速时间加速时间的设定加速时间设定原则：兼顾起动电流和起动时间，一般情况下负载重时加速时间长，负载轻时加速时间短加速时间设置方法：用试验的方法，使加速时间由长而短，一般使起动过程中的电流不超过额定电流的1.1倍为宜。实际的加减速时间图2-5实际加减速时间加速时间的设定

减速时间设定必要性：

例1：重负载制动时，制动电流大可能损坏电路，设置合适的减速时间，可减小制动电流。

例2：水泵制动时，快速停车会造成管道“空化”现象，损坏管道。减速时间的设定原则：兼顾制动电流和制动时间，保证无管道“空化”现象。多种加减速时间变频器可设置多种不同的加减速时间。以适应不同工况下的要求。减速时间设定多种加减速时间4.加速曲线和减速曲线加速曲线（3种）线性上升方式：频率随时间呈正比的上升，适用于一般要求的场合。S型上升方式：先慢、中快、后慢，起动、制动平稳，适用于传送带、电梯等对起动有特殊要求的场合。半S型上升方式：正半S型适用于大惯性负载，反半S型适合于风机、泵类负载。图2-6加速曲线4.加速曲线和减速曲线加速曲线（3种）图2-6加速曲线减速曲线与加速曲线类似图2-7S区曲线加速和减速曲线的组合根据不同的机型可分为三种情况：只能预置加、减速的方式，曲线形状由变频器内定，用户不能自由设置。可为用户提供若干种S区（如0.2S、0.5S、1S等）用户可在一定的非线性区内设置时间的长短。减速曲线与加速曲线类似图2-7S区曲线加速和减速曲线的组5.回避频率回避频率的概念变频器跳过而不运行的频率一般情况下可设置三个以上。图2-8回避频率为避免传动系统共振，应设置回避频率。5.回避频率回避频率的概念图2-8回避频率为避免传动系设置回避频率的方法设定回避频率的上端和下端频率：

如43Hz、39Hz，则回避39Hz～43Hz；设定回避频率值和回避频率的范围：

如41Hz、2Hz，则回避39Hz～43Hz；只设定回避频率：

回避频率范围由变频器内定。图2-8回避频率设置回避频率的方法图2-8回避频率6.多段速控制功能段速控制功能指不同时间段对应的输出频率不同。图2-9工业洗衣机速度轨迹6.多段速控制功能段速控制功能图2-9工业洗衣机速度轨段速功能的设置与执行按程序运行

利用变频器内部的简易PLC功能编制段速控制程序。由端子控制

设置控制端子，使之的具有段速选择功能。图2-10多段速控制段速功能的设置与执行图2-10多段速控制本讲学习了§2.1频率控制功能频率给定极限频率加、减速时间和曲线回避频率多段速控制功能下一讲继续学习频率增益与频率偏置载波频率的设定本讲学习了7.频率增益和频率偏置功能图2-10频率偏置频率给定来自模拟控制端子输入的信号，如：

电压0~5V，0~10V；电流4~20mA。为了使模拟信号与频率给定相匹配，需设置频率增益和频率偏置。频率偏置当模拟控制信号为0时的频率频率给定值7.频率增益和频率偏置功能图2-10频率偏置频率给定来自图2-11频率增益频率增益频率给定（标幺值）变化范围与

模拟控制信号（标幺值）变化范围的比率，

即f/X。图2-11频率增益频率增益8.载波频率设置应用脉宽调制技术控制逆变电路时，载波频率（三角波频率）可以在一定的范围内进行调整。载波频率对应着功率器件的开关频率载波频率过高会导致功率器件过热载波频率过低则输出电压畸变较大变频器在出厂时都设置一个较佳的载波频率，没有必要时可以不作调整。8.载波频率设置应用脉宽调制技术控制逆变电路时，载波频率（三小结

重点：与频率控制相关的功能难点：频率增益与偏置§2.1频率控制功能

频率给定方式通过操作面板模拟输入端子：频率增益与偏置

开关输入端子：多段速控制功能保护功能

上、下限频率、回避频率

加、减速时间和曲线小结重点：与频率控制相关的功能§2.1频率控制功能§2.2

U/f

控制功能本节主要内容：

U/f控制方式的含义

完善U/f

控制方式的措施

转矩补偿节能运行控制转差补偿本节将介绍与上述优化措施对应的控制功能。变频器调速系统的控制方式基本方式：U/f控制高级方式：矢量控制§2.2U/f控制功能本节主要内容：变频器调速系统的控制1.U/f

控制方式图2-12U/f控制曲线

U/f控制方式在变频调速过程中为了保持主磁通的恒定而使U/f=常数的控制方式这是变频器的基本控制方式。1.U/f控制方式图2-12U/f控制曲线U/f控2.

转矩补偿功能

转矩补偿在U/f控制方式下，利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法。

转矩补偿的原因在基频以下调速时，须保持E1/ƒ1恒定，即保持主磁通Φm恒定。

ƒ1较高时，保持U1/ƒ1恒定，即可近似地保持主磁通Φm恒定。

ƒ1较低时，E1/ƒ1会下降，导致输出转矩下降。

提高变频器的输出电压即可补偿转矩不足不同工作场合对转矩补偿的要求不同2.转矩补偿功能转矩补偿转矩补偿的原因

常用的补偿方法线性补偿起动电压从0提升到最大值的某一比例，

U/f

仍保持线性关系。图2-13线性补偿常用的补偿方法图2-13线性补偿分段补偿起动过程中分段补偿，有正补偿、负补偿两种。正补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的上方，适用于高转矩起动运行的场合。负补偿：补偿曲线在标准U/f曲线的下方，适用于低转矩起动运行的场合。图2-14分段补偿分段补偿图2-14分段补偿平方率补偿补偿曲线为抛物线。低频时斜率小（U/f比值小）高频时斜率大（U/f比值大）多用于风机和泵类负载的补偿，达到节能目的图2-14平方率补偿平方率补偿图2-14平方率补偿3.

节能运行控制功能节能运行控制功能变频器将检测到的电动机运行状态，与变频器中储存的标准电动机的参数进行比较，从而自动给出最佳工作电压的过程。变频器预置为节能运行时，必须满足的条件变频器中已储存有实际电动机的参数。变频器节能运行时，动态性能较差，因此多用于转矩较稳定的负载中。节能运行只能用于U/f控制方式下，不能用于矢量控制方式。3.节能运行控制功能节能运行控制功能变频器预置为节能运行时4.

转差补偿功能转差补偿当电动机转速随着负载转矩增加(降低)而

下降(升高)时，变频器的输出频率自动升高(降低)，以补偿电动机转速变化的过程。转差的含义4.转差补偿功能转差补偿转差的含义转差补偿的目的提高电动机的转速控制精度。转差补偿只能用于U/f控制方式下，不能用于

矢量控制方式。转差补偿的设定范围：一般为0～10Hz。转差补偿的目的转差补偿的设定范围：一般为0～10Hz。小结

重点：转矩补偿、转差补偿功能难点：转矩补偿的原因§2.2

U/f

控制功能

U/f

控制方式该方式下的特殊控制功能转矩补偿功能节能运行控制功能转差补偿功能U/f=常数的控制方式小结重点：转矩补偿、转差补偿功能§2.2U/f控§2.3矢量控制功能

矢量控制是变频器的一种高性能的控制方式，其控制原理类似于直流电动机。矢量控制的示意图

§2.3矢量控制功能矢量控制的示意图3.变频器的矢量控制功能矢量控制的实现过程

首先检测并计算三相输出电压和电流矢量；然后将电流矢量分解为两个相互垂直的电流矢量：励磁电流和转子电流；通过运算调节器对这两个信号分别控制，从而控制逆变电路的输出。具有该功能的变频器工程上称为矢量型变频器。3.变频器的矢量控制功能矢量控制的实现过程小结

§2.3矢量控制功能

矢量控制的原理将定子电流人为分解为两个相互垂直的矢量（即励磁电流和转子电流）；然后用他励直流电动机的控制方式去控制交流异步电动机。采用矢量控制时应满足的条件变频器只能连接一台电动机；运行前应对电动机进行自动测试，并对变频器的进行自整定操作；所配备电动机的容量比应配备电动机的容量最多小一个等级；变频器与电动机之间的电缆长度应不大于50m。变频器与电动机之间接有电抗器时，应使用变频器的自整定功能修改控制参数。小结§2.3矢量控制功能《变频器原理与应用（第2版）》第8章

图8-13所示为按定子磁场控制的直接转矩控制系统的原理框图，采用在转速环内设置转矩内环的方法，以抑制磁链变化对转子系统的影响，因此，转速与磁链子系统也是近似独立的。图8-13直接转矩控制系统原理框图直接转矩控制《变频器原理与应用（第2版）》第8章直接转矩《变频器原理与应用（第2版）》第8章8.4.2直接转矩控制的优势

转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息；控制上对除定子电阻外的所有电动机参数变化鲁棒性好；所引入的定子磁链观测器能很容易地估算出同步速度信息。因而能方便地实现无速度传感器化。这种控制也称为无速度传感器直接转矩控制。

然而，这种控制要依赖于精确的电动机数学模型和对电动机参数的自动识别(ID)。《变频器原理与应用（第2版）》第8章8.4.2直接转矩控制§2.4

运行控制与保护功能本节主要内容：启停和反转控制功能

点动控制制动控制瞬时停电再起动功能过载保护功能§2.4运行控制与保护功能本节主要内容：1.启停和反转控制功能启停功能利用指令控制变频器启动和停止。反转功能交流异步电动机的转向与交流电的相序有关，正转与反转控制只是相对而言。控制方法由操作面板上的启停键及反转键来控制由外端子来控制。1.启停和反转控制功能启停功能2.点动控制（寸动控制）点动控制

点一下按键或按钮，电动机在某一频率下运行的控制方式。点动控制功能的设定设置点动频率设定端子的点动控制功能2.点动控制（寸动控制）点动控制

点一下按3.制动控制制动控制功能

用于电动机运行过程中迅速停止或准确定位。制动控制功能分类回馈制动直流制动：需设置制动频率、制动时间、制动力等。3.制动控制制动控制功能

用于电动机运行过程中迅速停止或4.瞬时停电再起动功能瞬时停电再起动功能电源瞬间停电又很快恢复供电的情况下变频器是继续停止输出，还是自动重起。功能设置瞬时停电后不起动

瞬时停电后停止输出，并发出报警信号。

电源正常后，输入复位信号才会重新起动。瞬时停电后再起动

瞬间停电又很快恢复供电后，变频器自动重起。4.瞬时停电再起动功能瞬时停电再起动功能图2-15瞬时停电再起动功能图2-15瞬时停电再起动功能5.过载保护功能保护的对象电动机变频器对电动机的过热保护功能电子热继电器，监视变频器的输出电流；只能接一台电动机；应用时可以设置功能是否有效，再设置具体参数。5.过载保护功能保护的对象对电动机的过热保护功能对变频器自身的保护功能过流、过压、过功率、断电、其他故障等均可进行自动保护并发出报警信号，甚至自动跳闸断电。变频器在出现过载及故障时，一方面由显示屏发出文字报警信号，一方面由接点开关输出报警信号；当故障排除后，要由专用的复位控制指令复位，变频器方可重新工作。对变频器自身的保护功能小结

重点：运行控制功能及保护功能难点：直流制动和再启动功能§2.4运行控制与保护功能运行控制点动控制：正向点动，反向点动长动控制：启动，停止，反转制动方式：回馈制动、直流制动保护功能瞬时停电再起动功能过载保护功能小结重点：运行控制功能及保护功能§2.4运行控制与§2.5

变频器的闭环控制功能闭环运行：在变频器控制的拖动系统中引入负反馈，进行反馈控制，以提高传动精度。反馈器件：主要有脉冲编码器(实现转速反馈)、压力传感器、速度传感器等。本节主要内容：变频器的转速闭环控制功能变频器的PID控制功能§2.5变频器的闭环控制功能闭环运行：在变频器控制的拖动系1.变频器的转速闭环控制功能转速闭环控制的优点：提高速度控制的精度。测速元件：光电编码器（简称PG）图2-16光电编码器图2-17转速闭环控制系统1.变频器的转速闭环控制功能转速闭环控制的优点：提高速度控制各种速度控制方案的比较表2-1控制精度比较表有PG的矢量控制方式调速范围最大，调速精度最高。无PG的矢量控制方式调速范围及精度适中。U/F控制方式调速精度及范围较差，但价格较低。各种速度控制方案的比较表2-1控制精度比较表有PG的矢量2.变频器的PID控制功能PID调节器比例(P)、积分(I)、微分(D)调节器的总称。比例调节器：用于提高响应速度，但存在静差。积分调节器：无静差，但使系统响应滞后。微分调节器：补偿系统的滞后特性。三者结合，取长补短就构成了PID调节器。采用PID调节器闭环控制系统变频器的PID功能一般内置在变频器中。PID调节器的反馈信号：来自压力传感器、速度传感器、流量传感器等的测量信号。PID的输出信号：用来控制变频器的速度等变量。2.变频器的PID控制功能PID调节器采用PID调节器闭环控PID控制举例：储气罐压力闭环控制系统图2-18压力闭环控制系统PID控制举例：储气罐压力闭环控制系统图2-18压力闭小结

重点：各种速度控制方案的比较难点：PID调节器的原理§2.5变频器的闭环控制功能变频器的转速闭环控制功能变频器的PID控制功能小结重点：各种速度控制方案的比较§2.5变频器的闭§2.6

变频器的外部接线本节主要内容：

主电路的端子模拟量控制端子开关量控制端子通信接口§2.6变频器的外部接线1.主电路的端子交流电源输入端子R、S、T按变频器应用电压的不同，分为220V和380V两种。单相为220V，只接R、S、T中的两个端子。三相为380V，R、S、T分别接3相交流电。图2-19主电路的接线1.主电路的端子交流电源输入端子R、S、T图2-19主逆变输出端子U、V、W由于输出是经过调制的高频脉冲波，使用时应注意：变频器的输出端不能连接电容或电涌吸收器；变频器与电动机之间的连线不能很长；变频器与电动机之间不能连接开关。图2-19主电路的接线逆变输出端子U、V、W图2-19主电路的接线直流电抗器和制动电阻连接端子用于外接直流电抗器和制动电阻。接地端子接地线要粗而短，接点接触良好。必要时采用专用接地线。图2-19主电路的接线直流电抗器和制动电阻连接端子图2-19主电路的接线2.模拟量控制端子模拟量输入端子信号类型：电压输入、电流输入作用：输入频率给定量或PID调节器的反馈量。相关参数：频率增益、频率偏置。图2-20模拟量控制端子2.模拟量控制端子模拟量输入端子图2-20模拟量控制模拟量输出端子信号类型：电压输出、电流输出作用：指示输出频率、输出电流、输出电压等变量相关参数：由功能参数来决定所输出的变量图2-20模拟量控制端子模拟量输出端子图2-20模拟量控制端子3.开关量输入端子开关量输入端子的种类独立功能控制端子：

主要有正转、反转、点动、运行停止、复位等端子，其功能固定。多功能控制端子：

一般有3~5个，可根据需要实现不同功能。通过功能参数预置来确定其具体功能。图2-21开关量输入端子3.开关量输入端子开关量输入端子的种类图2-21开关量独立功能控制端子（1）主要有:正转（FWD)、反转(REV)、点动(JOG)、运行停止(STOP)、复位(RST)等端子。其控制方式有两种，开关控制和脉冲控制。图2-22运行端子的控制方式独立功能控制端子（1）图2-22运行端子的控制方式独立功能控制端子（2）紧急停止端子ES：

用于控制变频器紧急停止。接于此端子的信号一般为保护信号或限位信号。报警复位端子RST：

故障报警后，先解除故障，再给复位端子与公共端之间加正脉冲，变频器才可重新起动。图2-21开关量输入端子独立功能控制端子（2）图2-21开关量输入端子多功能控制端子（1）多段速控制端子：用端子状态的的不同组合来控制不同段速的运行。表2-2多段速控制功能多功能控制端子（1）表2-2多段速控制功能多功能控制端子（2）空转控制端子：使变频器停止输出，电动机自由停车。这种停止方式称为空转制动或自由停车。频率上升(UP)/下降(DOWN)控制端子：采用数字信号调节频率，控制稳定性好，抗干扰能力强。图2-23端子的频率调节功能多功能控制端子（2）图2-23端子的频率调节功能接线注意事项有效信号的形式：

端子与CM之间闭合有效，还是断开有效。开关类型：

端子与CM之间即可接入触点开关，也可接入非触点开关。图2-21开关量输入端子接线注意事项图2-21开关量输入端子4.开关量输出端子开关量输出端子的种类晶体管输出继电器输出图2-24开关量输出端子开关量输出端子的作用输出开关信号，用于监视变频器所处的工作状态。由功能参数值决定所输出的工作状态的种类。4.开关量输出端子开关量输出端子的种类图2-24开关量晶体管输出端子：是多功能输出端子，可用于指示运行中与否频率到达与否图2-25频率到达指示图2-26过载指示晶体管输出端子：是多功能输出端子，可用于图2-25频率到欠电压与否频率检出与否等。图2-27欠电压指示图2-28检出频率欠电压与否图2-27欠电压指示图2-28检出频率继电器输出端子：主要作为变频器报警用。变频器正常工作时30C与30B闭合，绿灯亮；变频器故障跳闸时，30C断开，30A与30B闭合，绿灯灭，红灯亮，同时蜂鸣器报警。图2-29报警电路继电器输出端子：主要作为变频器报警用。图2-29报警电路晶体管输出端子注意事项晶体管输出端子需接入外部电源。电压等级：

一般是12V～36V之间。输出电流：25～50mA使用时不可超出晶体管的应用极限。图2-23开关量输出端子晶体管输出端子注意事项图2-23开关量输出端子本章小结第2章通用变频器的功能通用变频器的设置频率给定的方法。与频率有关的功能：极限频率设定功能；加速时间、减速时间设定功能；加速曲线、减速曲线设定功能；回避频率设置功能；段速频率设置功能；频率增益和频率偏置功能；载波频率设置功能。电机控制功能：U/f控制功能；转矩补偿功能；转差补偿功能；节能运行控制功能；电压自动控制功能；矢量控制功能；闭环控制功能。运行控制功能：点动控制功能；制动功能；过载保护功能；瞬停再起功能。变频器外端子的功能及接线。本章小结第2章通用变频器的功能变频器MX440应用案例

任务1变频器的面板操作与运行任务2变频器的外部运行操作任务3变频器的外部输入控制变频器MX440应用案例

任务1变频器的面板操作与运行任务1变频器的面板操作与运行1.熟悉变频器的面板操作方法。2.熟练变频器的功能参数设置。3.熟练掌握变频器的正反转、点动、频率调节方法。任务1变频器的面板操作与运行1、按要求接线系统接线如图2-1所示，检查电路正确无误后，合上主电源开关QS。2．参数设置（1）设定P0010＝30和P0970＝1，按下P键，开始复位，复位过程大约3min，这样就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。（2）设置电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机参数设置见表2-2。电动机参数设定完成后，设P0010=0，变频器当前处于准备状态，可正常运行。1、按要求接线2．参数设置参数号出厂值设置值说明P000311设定用户访问级为标准级P001001快速调试P010000功率以KW表示，频率为50HzP0304230380电动机额定电压（V）P03053.251.05电动机额定电流（A）P03070.750.37电动机额定功率（KW）P03105050电动机额定频率（Hz）P031101400电动机额定转速（r/min）参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P001000正确地进行运行命令的初始化P000407命令和数字I/OP070021由键盘输入设定值（选择命令源）P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100021由键盘（电动电位计）输入设定值P108000电动机运行的最低频率(Hz)P10825050电动机运行的最高频率(Hz)P000312设用户访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)P1058510正向点动频率(Hz)P1059510反向点动频率(Hz)P1060105点动斜坡上升时间（s）P1061105点动斜坡下降时间（s）表2-2电动机参数设置表2-3面板基本操作控制参数巩固练习1.怎样利用变频器操作面板对电动机进行预定时间的启动和停止？2.怎样设置变频器的最大和最小运行频率？参数号出厂值设置值说明P000311设定用户访问级为标准级P任务2变频器的外部运行操作任务目的：