變頻器功能解析講座

—變頻器的保護和顯示功能 protectionandmonitorfunctionoftheinverter

摘要: 本文介紹了變頻器的保護和顯示功能。

關鍵詞: 過載過電流過電壓欠電壓防止跳閘瞬時停電重合閘執行資料端子功能跳閘原因

abstract: .

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1 電動機過載的保護功能

1.1 基礎概念

電動機過載的基本特徵是溫公升超過額定溫公升。因此，從根本上說，對電動機進行過載保護的目的，是使電動機不因過熱而燒壞。

1.1.1 電動機的溫公升曲線

(1) 溫公升曲線及其含義

電動機執行時，其損耗功率(主要是銅損)必然要轉換成熱能，使電動機的溫度公升高。

圖1 電動機的溫公升曲線

電動機的發熱過程屬於熱平衡的過渡過程。因此，基本規律和其他的過渡過程相同，其溫公升也遵循按指數曲線上公升(或下降)的規律，如圖1(a)中曲線①所示。其物理意義是:

由於電動機在溫度公升高的同時，必然要向周圍散熱，溫公升越大，散熱也越快。故溫公升不可能按線性規律上公升，而是越公升越慢。當電動機產生的熱量和散發的熱量相平衡時，溫公升不再增...

...

講座一—頻率的給定與相關功能 referenceandinterrelatedfunctionforinverter

摘要: 本文綜述了變頻器的各種頻率給定功能，以及某些相關的功能，並舉例說明了它們的應用。

關鍵詞: 頻率給定面板給定外接模擬量給定頻率給定線偏置頻率

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1 頻率給定的方式與選擇

1.1 基礎概念

(1) 給定方式的基本含義

要調節變頻器的輸出頻率，必須首先向變頻器提供改變頻率的訊號，這個訊號，稱為頻率給定訊號，也有稱為頻率指令訊號或頻率參考訊號的。所謂給定方式，就是調節變頻器輸出頻率的具體方法, 也就是提供給定訊號的方式。

(2) 面板給定方式

通過面板上的鍵盤或電位器進行頻率給定(即調節頻率)的方式，稱為面板給定方式，面板給定又有兩種情況如圖1所示:

(a) 鍵盤給定頻率的大小通過鍵盤上的公升鍵(▲鍵)和降鍵(q鍵)來進行給定。鍵盤給定屬於數字量給定，精度較高。

(b) 電位器給定部分變頻器在面板上設定了電位器，如圖1(a)所示。頻率大小也可以通過電位器來調節。電位器給定屬於模擬量給定，精度稍低。

圖1頻率的面板給定方式

多數變頻器在面板上並無電位器，故說明書中所說的"面板給定"，實際就是鍵盤給定。

變頻器的面板通常可以取下，通過延長線安置在使用者操作方便的地方，如圖2所示。

圖2面板遙控給定

此外, 採用哪一種給定方式, 須通過功能預置來事先決定。

(3) 外部給定方式

從外接輸入端子輸入頻率給定訊號，來調節變頻器輸出頻率的大小，稱為外部給定，或遠控給定。主要的外部給定方式有:

(a) 外接模擬量給定

通過外接給定端子從變頻器外部輸入模擬量訊號(電壓或電流)進行給定，並通過調節給定訊號的大小來調節變頻器的輸出頻率。

模擬量給定訊號的種類有:

·電壓訊號

以電壓大小作為給定訊號。給定訊號的範圍有:0~10v、2~10v、0~±10v、0~5v、1~5v、0~±5v等。

·電流訊號

以電流大小作為給定訊號。給定訊號的範圍有:0~20ma、4~20ma等。

(b) 外接數字量給定

通過外接開關量端子輸入開關訊號進行給定。

通過外接端子輸入脈衝序列進行給定。

(d) 通訊給定

由plc或計算機通過通訊介面進行頻率給定。

1.2 選擇給定方式的一般原則

(1) 面板給定和外接給定

優先選擇面板給定。因為變頻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，可顯示執行過程中的各種引數，以及故障**等。

但由於受聯接線長度的限制，控制面板與變頻器之間的距離不能過長。

(2) 數字量給定與模擬量給定

優先選擇數字量給定。因為:

(a) 數字量給定時頻率精度較高;

(b) 數字量給定通常用觸點操作，非但不易損壞，且抗干擾能力強。

(3) 電壓訊號與電流訊號

優先選擇電流訊號。因為電流訊號在傳輸過程中，不受線路電壓降、接觸電阻及其壓降、雜散的熱電效應以及感應雜訊等等的影響，抗干擾能力較強。

但由於電流訊號電路比較複雜，故在距離不遠的情況下，仍以選用電壓給定方式居多。

2 模擬量給定的調整功能

2.1 基礎概念

(1) 頻率給定線的定義

由模擬量進行頻率給定時，變頻器的給定訊號x(x是給定訊號的統稱，既可以是電壓訊號ug，也可以是電流訊號ig與對應的給定頻率fx之間的關係曲線fx＝f(ｘ)，稱為頻率給定線。

(2) 基本頻率給定線

(a) 定義

在給定訊號x從0增大至最大值xmax的過程中，給定頻率fx線性地從0增大到最大頻率fmax的頻率給定線稱為基本頻率給定線。其起點為(x＝0，fx＝0); 終點為 (x＝xmax，fx＝fmax)，如圖3(a)和(b)所示。

圖3基本頻率給定線

例如，給定訊號為ug＝0～10v，要求對應的輸出頻率為fx＝0～50hz。

則:ug＝0v與fx＝0hz相對應;ug＝10v與fx＝50hz相對應。

(2) 最大頻率fmax

在數字量給定(包括鍵盤給定、外接公升速/降速給定、外接多檔轉速給定等)時，是變頻器允許輸出的最高頻率;在模擬量給定時，是與最大給定訊號對應的頻率。

(3) 頻率給定線的調整

在生產實踐中，生產機械所要求的最低頻率及最高頻率常常不是0hz和額定頻率，或者說，實際要求的頻率給定線與基本頻率給定線並不一致。所以，需要對頻率給定線進行適當的調整，使之符合生產實際的需要。

因為頻率給定線是直線，所以，調整的著眼點便是:

(a) 頻率給定線的起點

即當給定訊號為最小值時對應的頻率;

(b) 頻率給定線的終點

即當給定訊號為最大值時對應的頻率。

2.2 偏置頻率和頻率增益設定方式

(1) 偏置頻率

部分變頻器把與給定訊號為"0"時的對應頻率稱為偏置頻率，用fbi表示，如圖4所示。偏置頻率的表示方式主要有:

圖4 偏置頻率

(a) 頻率表示

即直接用頻率值fbi值表示;

(b) 百分數表示

用百分數fbi％表示:

(2) 頻率增益

當給定訊號為最大值xmax時，對應的最大給定頻率fxm與變頻器預置的最大輸出頻率fmax之比的百分數，用g％表示:

式中，ｇ％─頻率增益，％;

fmax─變頻器預置的最大頻率，hz;

fxm─虛擬的最大給定頻率，hz。在這裡，變頻器的最大給定頻率fxm不一定與最大頻率fmax相等。

當ｇ％＜100％時，變頻器實際輸出的最大頻率就等於fxm，如圖5中之曲線②所示(曲線①是基本頻率給定線);

當ｇ％＞100％時，變頻器實際輸出的最大頻率等於fmax，如圖5中的曲線③所示。

圖5 頻率增益

2.3 座標設定方式

部分變頻器的頻率給定線是通過預置其起點和終點座標來進行調整的。不同變頻器的具體方法又略有差異，介紹如下:

(1) 直接座標預置

通過直接預置起點座標(xmin，fmin)與座標(xmax，fmax)來預置頻率給定線，如圖6(a)所示。如果要求頻率與給定訊號成反比的話，則起點為(xmin，fmax)，座標為(xmax，fmin)，如圖6(b)所示。

圖6 直接預置座標調整頻率給定線

(2) 上、下限值預置

有的變頻器並不直接預置座標點，而是通過預置給定訊號或給定頻率的上、下限值來間接地進行座標預置。具體地說，又有:

(a) 預置給定訊號的上、下限值

給定訊號的最大限值用xmax表示; 最小限值用xmin表示，也可以用百分數xmin％來表示，如圖7(a)所示。

圖7 頻率給定線的起點與終點

(b) 預置給定頻率的上、下限值

即給定頻率的最大值fmax和最小值fmin, 如圖7(b)所示。

2.4 頻率給定線的應用舉例

例項1某使用者要求:當模擬量給定訊號為1～5v時，變頻器輸出頻率為0～50hz。

要滿足上述要求，各種變頻器的處理方法大致可分為兩大類:

(1) 變頻器的給定訊號範圍可選

對於這類變頻器，可以將給定訊號範圍直接預置為1～5v，使:與1v對應的頻率為0hz，與5v對應的頻率為50hz，作出頻率給定線如圖8(a)中之曲線②所示(曲線①為基本頻率線)。

圖8 例項1示意圖之一

舉例說明如下:

(a) 選用明電vt230s系列變頻器，如圖8(b)所示:

將功能碼b00-1(最大頻率的簡單設定)預置為"1"，則最高頻率選擇為"50hz";

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