項(xiàng)目2 變頻器的給定功能

項(xiàng)目2變頻器的給定功能項(xiàng)目目標(biāo)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(hào)，這個(gè)信號(hào)，稱為頻率給定信號(hào)，也有稱為頻率指令信號(hào)或頻率參考信號(hào)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(hào)的方式。

操作器鍵盤給定是變頻器最簡(jiǎn)單的頻率給定方式，用戶可以通過(guò)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(lái)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(wú)電位器，故說(shuō)明書中所說(shuō)的“面板給定”，實(shí)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(jìn)行外接給定的控制信號(hào)輸入端。外接給定控制信號(hào)分?jǐn)?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(hào)外接電壓給定信號(hào)控制端：外接電壓給定信號(hào)又有兩種給定方式：a直接輸入電壓信號(hào)，通常用于和計(jì)算機(jī)、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(hào)控制電壓，由外接電位器取出電壓給定信號(hào)，送入變頻器的相應(yīng)控制端子。給定的電壓信號(hào)一般指0～10V、2～10V、0～±10V、0～5V、1～5V、0～±5V等。62024/1/252）電流信號(hào)接電流給定信號(hào)控制端：當(dāng)外接給定信號(hào)為電流信號(hào)時(shí)，需將外接信號(hào)線接到外接電流給定信號(hào)。電流給定信號(hào)一般用于遠(yuǎn)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(shí)，因?yàn)殡娏鹘o定信號(hào)具有較強(qiáng)的抗干擾能力且不受線路壓降影響。一般變頻器對(duì)外接電流給定信號(hào)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(hào)在傳輸過(guò)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(hào)強(qiáng)。但由于電流信號(hào)電路比較復(fù)雜，故在距離不遠(yuǎn)的情況下，仍以選用電壓給定為模擬量信號(hào)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(guò)外接開(kāi)關(guān)量輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有兩種方法：1）將開(kāi)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(lái)控制或獲得不同的頻率段。2）用開(kāi)關(guān)做成數(shù)字組合來(lái)表示設(shè)置好了的不同固有頻率，實(shí)現(xiàn)多段位控制。92024/1/2510通訊給定方式就是指上位機(jī)通過(guò)通訊口按照特定的通訊協(xié)議、特定的通訊介質(zhì)進(jìn)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(jī)一般指計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）、PLC、DCS、人機(jī)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?yàn)樽冾l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(yùn)行過(guò)程中的各種參數(shù)，以及故障代碼等。但由于受聯(lián)接線長(zhǎng)度的限制，控制面板與變頻器之間的距離不能過(guò)長(zhǎng)。

(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(hào)與電流信號(hào)

優(yōu)先選擇電流信號(hào)。因?yàn)殡娏餍盘?hào)在傳輸過(guò)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(qiáng)。但由于電流信號(hào)電路比較復(fù)雜，故在距離不遠(yuǎn)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(kāi)關(guān)量輸入端)通過(guò)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(guò)RS485接口的USS總線

(端子排)?切換“參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)明P000312用戶訪問(wèn)級(jí)為擴(kuò)展級(jí)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(rèn)為50HzP0304230380電動(dòng)機(jī)額定電壓P03053.251.05電動(dòng)機(jī)額定電流P03070.750.37電動(dòng)機(jī)額定功率P03105050電動(dòng)機(jī)額定頻率P031101400電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速2.參數(shù)設(shè)置實(shí)例參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說(shuō)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(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率（下限頻率）P10825050電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最高頻率（上限頻率）P1120105斜率上升時(shí)間P1121105斜率下降時(shí)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(hào)P與對(duì)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(hào)P，既可以是電壓信號(hào)，也可以是電流信號(hào)，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(hào)x從0增大至最大值xmax的過(guò)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(dòng)機(jī)調(diào)速都是線性關(guān)系，因此頻率給定曲線可以簡(jiǎn)單地通過(guò)定義首尾兩點(diǎn)的坐標(biāo)（模擬量，頻率）即可確定該曲線。如圖a所示，定義首坐標(biāo)為（Pmin，fmin）和尾坐標(biāo)（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(guò)正轉(zhuǎn)命令端子或反轉(zhuǎn)命令端子來(lái)實(shí)現(xiàn)。在模擬量給定方式下，可以通過(guò)模擬量的正負(fù)值來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，即正信號(hào)（0～＋10V）時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、負(fù)信號(hào)（－10V～0）時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。如圖示：10V對(duì)應(yīng)的頻率值為fmax，－10V對(duì)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(shí)，零界點(diǎn)即0V時(shí)應(yīng)該為0Hz，但實(shí)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(dòng)”狀態(tài)。為克服這個(gè)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(hào)從-ΔX到＋ΔX的區(qū)間內(nèi)，輸出頻率為0Hz。222024/1/25對(duì)于死區(qū)，不同類型的變頻器定義都會(huì)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(hào)在（－1V，＋1V）范圍時(shí)按零輸入處理，（＋1V，＋10V）對(duì)應(yīng)（0Hz，最大頻率），（－1V，－10V）對(duì)應(yīng)（0Hz，負(fù)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(gè)頻率死區(qū)（－fdead，＋fdead），這樣一來(lái)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(hào)為單極性的正、反轉(zhuǎn)控制方式中，存在著一個(gè)特殊的問(wèn)題。即，萬(wàn)一給定信號(hào)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(hào)為“0”，其輸出頻率將跳變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的最大頻率，電動(dòng)機(jī)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(guò)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(jī)械。對(duì)此，變頻器設(shè)置了一個(gè)有效“0”功能。就是說(shuō)，變頻器的最小給定信號(hào)不等于0(Xmin≠0)。如果給定信號(hào)X＝0，變頻器將認(rèn)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(dāng)給定信號(hào)X＝0.3V時(shí),變頻器的輸出頻率為fmin;當(dāng)給定信號(hào)X＜0.3V時(shí),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(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的實(shí)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(guò)程的實(shí)際需要，對(duì)頻率給定線必須做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使之符合生產(chǎn)實(shí)際的需求。調(diào)整的要點(diǎn)是：頻率給定的起點(diǎn)，即給定信號(hào)為最小值所對(duì)應(yīng)的頻率；頻率給定的終點(diǎn)，即給定信號(hào)最大值所對(duì)應(yīng)的頻率。1）頻率偏置指輸入模擬控制信號(hào)和輸出頻率不同時(shí)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(hào)為0時(shí)輸出頻率大于0；反向偏置:輸入模擬信號(hào)大于某一值時(shí)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(tái)變頻器聯(lián)動(dòng)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(duì)應(yīng)于給定信號(hào)x=0時(shí)的給定頻率，稱為起點(diǎn)偏置頻率；fXM：對(duì)應(yīng)與給定信號(hào)x=xmax時(shí)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(guò)預(yù)置頻率增益來(lái)設(shè)定。

頻率相關(guān)功能2）頻率增益G%頻率增益：給定信號(hào)為最大值Xmax時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大給定頻率fxm

，與實(shí)際最大輸出頻率fmax的比值之百分?jǐn)?shù)，即G%=

（fxm÷fmax）×100%G%＞100%，則fxm

＞fmax這里的fxm為理想值，而對(duì)于其中fxm

＞fmax的頻段部分，變頻器的實(shí)際輸出頻率為fmax。G%＜100%，則變頻器實(shí)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(duì)應(yīng)的輸入值（如電壓）與最大外輸入模擬控制信號(hào)的比率，即Uimax/Xmax

外輸入模擬控制信號(hào)指由模擬控制端子輸入的信號(hào)，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(hào)作用下，各個(gè)變頻器的輸出頻率不同，主要用于控制多臺(tái)變頻器的比例運(yùn)行。2）頻率增益例：第一臺(tái)頻率增益為10/10，第二臺(tái)頻率增益為5/10；則：在相同的輸入信號(hào)作用下，兩臺(tái)變頻器輸入電壓與兩臺(tái)變頻器的輸出頻率比為2：1.如Ui=2.5V時(shí)，第一臺(tái)輸出頻率為12.5Hz，第二臺(tái)輸出頻率為25Hz。1）直接坐標(biāo)方式直接設(shè)置坐標(biāo)的起點(diǎn)坐標(biāo)與終點(diǎn)坐標(biāo)來(lái)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(biāo)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(biāo)點(diǎn)，而是通過(guò)預(yù)置給定信號(hào)或給定頻率的上限與下限值的方式間