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1、第2章 变频器常用的运行变频器常用的运行参数和方式参数和方式2.1 2.1 变频器常用的运行参数变频器常用的运行参数、常用频率参数、常用频率参数1.1.输出频率输出频率变频器实际输出频率。变频器实际输出频率。r0024r0024 会根据负载变化不断调整会根据负载变化不断调整 在给定频率附近经常变化在给定频率附近经常变化2.2.基准频率（基本频率）基准频率（基本频率）一般为电动机额定频率。一般为电动机额定频率。P2000P2000基准电压：变频器输出频率达到基准频基准电压：变频器输出频率达到基准频率时的输出电压。率时的输出电压。P2001P20013.3.上限频率和下限频率上限频率和下限频率 分
2、别指变频器输出的最高频率和最分别指变频器输出的最高频率和最低频率。低频率。生生产产机械根据工机械根据工艺过艺过程的程的实际实际需要，常常需要，常常要求要求对转对转速范速范围进围进行限制。以某行限制。以某搅搅拌机拌机为为例，例，如如图图(a)所示。要求的最高所示。要求的最高转转速是速是600r/min，最，最低低转转速是速是150r/min。上限频率与最高频率的关系：上限频率与最高频率的关系：最高频率：对应于最大给定信号的频率。最高频率：对应于最大给定信号的频率。上限频率小于最高频率上限频率小于最高频率 上限频率比最高频率优先上限频率比最高频率优先 这是因为，上限频率是根据生产机械的要这是因为，
3、上限频率是根据生产机械的要求来决定的，所以具有优先权。求来决定的，所以具有优先权。MM420用参数用参数P1080和和P1082设定上下限频率。设定上下限频率。4.4.点动频率点动频率 变频器点动时的频率。变频器点动时的频率。P1058（正向）（正向）,P1059（反向）（反向）调试及每次新的加工过程前需进行点动，观察整调试及每次新的加工过程前需进行点动，观察整个拖动系统各部分运转是否良好。个拖动系统各部分运转是否良好。点动频率较低。点动频率较低。预置点动频率，预置点动频率，不必每次都需再改变固定频率。不必每次都需再改变固定频率。5.5.载波频率载波频率 PWM脉宽的载波频率。脉宽的载波频率。
4、载载波波频频率的高低决定了通用率的高低决定了通用变频变频器器输输出出电压电压(电电流流)PWM脉冲数的多少，脉冲数的多少，载载波波频频率越高，率越高，输输出出电压电压(电电流流)波形越好，但波形越好，但频频率上限受到功率元件率上限受到功率元件开关速度的限制。开关速度的限制。较较高的高的载载波波频频率会使噪声率会使噪声频频率率超超过过音音频频范范围围，使人耳听，使人耳听觉进觉进入盲区，即所入盲区，即所说说的的静音式静音式变频变频器。通器。通过调过调整整载频频载频频率，可以达到降率，可以达到降低系低系统统运行噪声的目的，但同运行噪声的目的，但同时时也会引起也会引起电动电动机机的噪声、漏的噪声、漏电
5、电流、流、轴电压轴电压、轴电轴电流及机械共振等。流及机械共振等。MM420由参数由参数P1800设设定。定。6.6.起动频率起动频率电动机开始起动的频率。电动机开始起动的频率。惯性大或摩擦转矩大的负载，需加大起动频率惯性大或摩擦转矩大的负载，需加大起动频率 预置起动频率的原则：起动电流不超过允许值下，预置起动频率的原则：起动电流不超过允许值下，系统能正常起动起来。系统能正常起动起来。7.7.多档转速频率多档转速频率 多档转速频率多档转速频率设设定功能是定功能是为为了使了使电动电动机能机能够够以以预预定的速度按一定的程序运行。可以通定的速度按一定的程序运行。可以通过对过对多多功能端子的功能端子的
6、组组合合选择记忆选择记忆在内存中的在内存中的频频率指令，率指令，设设置自置自动动生生产产流程，一旦流程，一旦设设定好后，通用定好后，通用变频变频器器将按将按顺顺序在不同的序在不同的时间时间以不同的以不同的频频率率让电动让电动机以机以不同的不同的转转速自速自动动运行。运行。如某工业洗涤机的脱水机如某工业洗涤机的脱水机:在脱水过程中，为了在脱水过程中，为了加强脱水效果，要求随着衣物水分的减少，逐渐加强脱水效果，要求随着衣物水分的减少，逐渐加快转速。加快转速。MM420由参数由参数P1001P1007参数设定参数设定7段频率。段频率。MM440由参数由参数P1001P1015参数设定参数设定15段频
7、率。段频率。8.8.跳跃频率跳跃频率 任何机械在运转过程中，都或多或少会产生任何机械在运转过程中，都或多或少会产生振动。每台机器又都有一个固有振荡频率，它取振动。每台机器又都有一个固有振荡频率，它取决于机械的结构。如果生产机械运行在某一转速决于机械的结构。如果生产机械运行在某一转速下时，所引起的振动频率和机械的固有振荡频率下时，所引起的振动频率和机械的固有振荡频率相吻合的话，则机械的振动将因发生谐振而变得相吻合的话，则机械的振动将因发生谐振而变得十分强烈十分强烈(也称为机械共振也称为机械共振)，并可能导致机械损，并可能导致机械损坏的严重后果。坏的严重后果。通通过过跳跳跃频跃频率（率（回避频率）
8、回避频率）的的设设定，使定，使变频变频器不能器不能输输出与出与负载负载机械机械设备设备共振的共振的频频率率值值，从而，从而避开共振避开共振频频率。常用于水率。常用于水泵泵、风风机、机、压缩压缩机、机机、机床等机械床等机械设备设备防止机械系防止机械系统发统发生共振。生共振。回避回避频频率的率的预预置置 预预置回避置回避频频率率时时，必，必须须预预置以下两个数据置以下两个数据:中心回避中心回避频频率率fJ 即回避即回避频频率所在率所在的位置的位置;回避回避宽宽度度fJ回避回避频频率的数量：率的数量：大多数大多数变频变频器都可以器都可以预预置三个回避置三个回避频频率率,如如图图所示。所示。、频率的给
9、定、频率的给定1.1.频率给定方式的选择频率给定方式的选择三种方式可三种方式可选选：面板面板给给定方式定方式 外接信号外接信号给给定方式定方式电压电压信号：信号：05V，05V，010V等等电电流信号：流信号：020mA，420mA 通信接口通信接口给给定方式定方式2.2.频率给定线及其预置频率给定线及其预置(1)频率给定线的定义频率给定线的定义 由模拟量进行频率给定时，变频器的给由模拟量进行频率给定时，变频器的给定信号定信号X(X是给定信号的统称，既可以是是给定信号的统称，既可以是电压信号电压信号UG，也可以是电流信号，也可以是电流信号IG，与，与对应的给定频率对应的给定频率fx之间的关系曲
10、线之间的关系曲线fxf()，称为频率给定线。，称为频率给定线。(2)基本频率给定线基本频率给定线 (a)定义：在给定信号定义：在给定信号X从从0增大至最大值增大至最大值Xmax的的过程中，给定频率过程中，给定频率fx线性地从线性地从0增大到最大频率增大到最大频率fmax的频率给定线称为基本频率给定线。其起点的频率给定线称为基本频率给定线。其起点为为(X0，fx0);终点为终点为 (XXmax，fxfmax)，如图所示。如图所示。（3 3）频率给定线的预置频率频率给定线的预置频率 在生产实践中，生产机械所要求的最低频率及最高频在生产实践中，生产机械所要求的最低频率及最高频率常常不是率常常不是0H
11、z和额定频率，或者说，实际要求的频率给和额定频率，或者说，实际要求的频率给定线与基本频率给定线并不一致。所以，需要对频率给定定线与基本频率给定线并不一致。所以，需要对频率给定线进行适当的调整，使之符合生产实际的需要。线进行适当的调整，使之符合生产实际的需要。因为频率给定线是直线，所以，调整的着眼点便是因为频率给定线是直线，所以，调整的着眼点便是:(a)频率给定线的起点频率给定线的起点 即当给定信号为即当给定信号为0时，对应的频率时，对应的频率fBI-偏置频率偏置频率 (b)频率给定线的终点频率给定线的终点 即当给定信号为最大值即当给定信号为最大值Xmax时对应的最大给定频率时对应的最大给定频率
12、fxm。其常常通过预置频率增益。其常常通过预置频率增益G%进行设定。进行设定。2.2.1 2.2.1 升速特性升速特性 加速方式加速方式 加速过程中，变频器的输出频率随时间上升的关系曲加速过程中，变频器的输出频率随时间上升的关系曲线，称为加速方式。变频器设置的加速方式有线，称为加速方式。变频器设置的加速方式有:线性方式线性方式 变频器的输出频率随时间变频器的输出频率随时间 成正比地上升，如图成正比地上升，如图(a)所示。所示。大多数负载都可以选用线性方大多数负载都可以选用线性方 式。式。S形方式形方式 在加速的起始和终了阶段，在加速的起始和终了阶段，频率的上升较缓，加速过程频率的上升较缓，加速
13、过程 呈呈S形，如图所示。例如，形，如图所示。例如，电梯在开始起动以及转入等速电梯在开始起动以及转入等速 运行时，从考虑乘客的舒适度运行时，从考虑乘客的舒适度 出发，应减缓速度的变化，以采用出发，应减缓速度的变化，以采用S形加速方式为宜。形加速方式为宜。2.2 2.2 变频器的起动与制动变频器的起动与制动2.2 2.2 变频器的起动与制动变频器的起动与制动半半S S形方式形方式 在加速的初始阶段或终了阶段，按线性方式加速在加速的初始阶段或终了阶段，按线性方式加速;而在终了而在终了阶段或初始阶段，按阶段或初始阶段，按S S形方式加速，如图形方式加速，如图(c)(c)和和(d)(d)所示。所示。图
14、图(c)(c)所示方式主要用于如所示方式主要用于如风机一类具有较大惯性的二次风机一类具有较大惯性的二次方律负载中，由于低速时负荷方律负载中，由于低速时负荷较轻，故可按线性方式加速，较轻，故可按线性方式加速，以缩短加速过程以缩短加速过程;高速时负荷高速时负荷较重，加速过程应减缓，以减较重，加速过程应减缓，以减小加速电流小加速电流;图图(d)(d)所示方式主所示方式主要用于惯性较大的负载。要用于惯性较大的负载。和加速过程类似，变频器的减和加速过程类似，变频器的减速方式也分线性方式、速方式也分线性方式、S S形方式和半形方式和半S S形方式。形方式。一、降速特性一、降速特性降速方式降速方式 降速过程
15、中，变频器的输出频率随时间降低的关系曲降速过程中，变频器的输出频率随时间降低的关系曲线，称为降速方式。变频器设置的加速方式有线，称为降速方式。变频器设置的加速方式有:线性方式线性方式 S形方式形方式半半S S形方式形方式 2.2.2 2.2.2 变频器的制动变频器的制动二、制动方式二、制动方式(1)(1)电动机的停机方式电动机的停机方式 :在变频调速系统中，电动机可以设定的在变频调速系统中，电动机可以设定的停机方式有停机方式有:(a)(a)减速停机减速停机 即按预置的减速时间和减速方式停机，在减速过程即按预置的减速时间和减速方式停机，在减速过程中，电动机处于再生制动状态。中，电动机处于再生制动
16、状态。(b)(b)自由制动自由制动 变频器通过停止输出来停机变频器通过停止输出来停机,这时这时,电动机的电源电动机的电源被切断被切断,拖动系统处于自由制动状态。由于停机时间的长短由拖拖动系统处于自由制动状态。由于停机时间的长短由拖动系统的惯性决定动系统的惯性决定,故也称为惯性停机。故也称为惯性停机。(c)(c)减速加直流制动减速加直流制动 首先按预置的减速时间减速，然后转为直流制动，首先按预置的减速时间减速，然后转为直流制动，直至停机。直至停机。(d)(d)在低频状态下短暂运行后停机在低频状态下短暂运行后停机,当频率下降到接近当频率下降到接近于于0 0时时,先在低速下运行一个短时间先在低速下运
17、行一个短时间,然后再将频率下降为然后再将频率下降为0Hz 0Hz。在下列情况下在下列情况下,应考虑预置暂停减速功能应考虑预置暂停减速功能:惯性大惯性大的负载从高速直接减速至的负载从高速直接减速至0Hz0Hz时，有可能因停时，有可能因停不住而出现滑行的现象。如先在低速段运行，然后从低不住而出现滑行的现象。如先在低速段运行，然后从低速降为速降为0Hz0Hz，可消除滑行现象，可消除滑行现象;对于需要对于需要准确行车准确行车的场合，如卷扬机，为准确停车，的场合，如卷扬机，为准确停车，即在低速短时运行即爬行后，再减至即在低速短时运行即爬行后，再减至0Hz0Hz，即可达到准确，即可达到准确停车的目的。停车
18、的目的。对于对于附有机械制动附有机械制动装置的电磁制动电动机装置的电磁制动电动机,在磁抱在磁抱闸抱紧前先在低速段作短时运行闸抱紧前先在低速段作短时运行,可减少磁抱闸的磨损可减少磁抱闸的磨损,等等。等等。设置暂停减速的方式设置暂停减速的方式 需要预置的参数有需要预置的参数有:(a)(a)暂停减速的频率暂停减速的频率;(b)(b)停留时间。停留时间。（2 2）变频器的直流制动功能）变频器的直流制动功能(a)(a)采取直流制动的必要性采取直流制动的必要性 有的负载要求能够迅速停机，但减速时间有的负载要求能够迅速停机，但减速时间太短将引起电动机实际转速的下降跟不上频率的太短将引起电动机实际转速的下降跟
19、不上频率的下降，产生较大的泵升电压，使直流回路的电压下降，产生较大的泵升电压，使直流回路的电压超过允许值。采用直流制动，能增大制动转矩、超过允许值。采用直流制动，能增大制动转矩、缩短停机时间，且不产生泵升电压缩短停机时间，且不产生泵升电压;有的负载由于惯性较大，常常停不住，停有的负载由于惯性较大，常常停不住，停机后有机后有“爬行爬行”现象，可能造成十分危险的后果。现象，可能造成十分危险的后果。采用直流制动采用直流制动,可以实现快速停机可以实现快速停机,并消并消除爬行现象。除爬行现象。(b)(b)方法和原理方法和原理 直流制动就是向定子绕组直流制动就是向定子绕组 内通入直流电流内通入直流电流,使
20、异步电动使异步电动 机处于能耗制动状态。如图机处于能耗制动状态。如图 (a),(a),由于定子绕组内通入的是由于定子绕组内通入的是 直流电流，故定子磁场的转速直流电流，故定子磁场的转速 为为0 0。这时。这时,转子绕组切割磁力线后产生的电磁转矩转子绕组切割磁力线后产生的电磁转矩 与转子的旋转方向相反与转子的旋转方向相反,是制动转矩。因为转子绕组切是制动转矩。因为转子绕组切割磁力线的速度较大，故所产生的制动转矩比较强烈割磁力线的速度较大，故所产生的制动转矩比较强烈,从而可缩短停机时间。此外从而可缩短停机时间。此外,停止后停止后,定子的直流磁场定子的直流磁场对转子铁心还有一定的对转子铁心还有一定的
21、“吸住吸住”作用作用,以克服机械的以克服机械的“爬行爬行”。采用直流制动时，需预置以下功能采用直流制动时，需预置以下功能:(a)(a)直流制动的起始频率直流制动的起始频率f fDB DB 在大多数情况下在大多数情况下,直流制动都是和再生制动配合使直流制动都是和再生制动配合使用的。即用的。即:首先用再生制动方式将电动机的转速降至较低首先用再生制动方式将电动机的转速降至较低转速，然后再转换成直流制动转速，然后再转换成直流制动,使电动机迅速停住。其使电动机迅速停住。其转换时对应的频率即为直流制动的起始频率转换时对应的频率即为直流制动的起始频率f fDBDB,如图如图(b)(b)所示。所示。预置起始频
22、率预置起始频率f fDBDB的主要依据是负载对制动时间的要的主要依据是负载对制动时间的要求，要求制动时间越短，则起始频率求，要求制动时间越短，则起始频率f fDBDB应越高。应越高。(b)(b)直流制动强度直流制动强度 即在定子绕组上施加直流电压即在定子绕组上施加直流电压U UDBDB或直流电流或直流电流I IDBDB的大的大小，它决定了直流制动的强度。如图小，它决定了直流制动的强度。如图12(b)12(b)所示。所示。预置直流制动电压预置直流制动电压U UDBDB(或制动电流或制动电流I IDBDB)的主要依据是的主要依据是负载惯性的大小，惯性越大者，负载惯性的大小，惯性越大者，U UDBDB也应越大。也应越大。(c)(c)直流制动时间直流制动时间t tDBDB 即施加直流制动的时间长短。即施加直流制动的时间长短。预置直流制动时间预置直流制动时间t tDBDB的主要依据是负载是否有的主要依据是负载是否有“爬行爬行”现象，以及对克服现象，以及对克服“爬行爬行”的要求，要求越高者，的要求，要求越高者，t tDBDB应适当长一些。应适当长一些。