发布时间 : 星期二 文章变频器原理 - 图文更新完毕开始阅读
LAC2——输出侧交流电抗器，变频器的输出是脉冲宽度调制的电压波，它是前后沿很陡的一连串脉冲方波，存在丰富的谐波，这些谐波有害于电动机和负载的寿命，以及对周围电气的干扰；当负载端电容分量大时，造成变频器的开关器件流过大的冲击电流，会损坏开关器件。使用输出侧交流电抗器可进行平滑滤波，减小瞬变电压的影响。
Z2——输出侧无线电干扰抑制电抗器，对输出布线距离大于20m时尤其需要安装。 由于变频器有比较完善的过电流和过载保护功能，且低压断路器也具有过电流保护功能，故进线侧可不必接熔断器。又因为变频器内部具有电子热保护功能，故在只接一台电机的情况下，可不必接热继电器。
5.5.2 外接主电路主要电器的功能和选择
1.低压断路器QF
（1） 主要作用
低压断路器QF主要有两个作用：一是隔离作用，当变频器需要检修时，或者因某种原因而长时间不用时，将QF 切断，使变频器与电源隔离；二是保护作用，当变频器的输入侧发生短路等故障时，进行保护。
（2）选用原则 由于：
① 变频器在刚接通电源瞬间，对电容器的充电电流可高达额定电流的2~3倍。 ② 变频器的进线电流是脉冲电流，其峰值常可能超过额定电流。 ③ 变频器允许的过载能力为150％、1min。
所以，为了避免误动作低压断路器的额定电流IQN≥(1.3~1.4)IN，其中IN为变频器的额定电流。
2.接触器KM （1）主要作用
① 可通过按钮方便的控制变频器的通电与断电。 ② 变频器发生故障时，可自动切断电源。
注意：不能用接触器启动和停止变频器，这样将降低变频器的寿命。 （2）选择原则
由于接触器可能存在误动作，故选择原则是，主触点的额定电流IKN≥IN。 3.输出接触器
变频器的输出端一般不接接触器。如由于某种原因需要接入时，如工频切换电路，则因为电流中含有较强的谐波成分，故变频器的主触点的额定电流IKM≥1.5IMN.其中IMN是电动机的额定电流。
5.6变频器的启停控制电路
变频器常用启停控制电路如图5.10所示。
25
图5.10 变频器启停控制电路
在图5.10中，接触器KM控制变频器的接通或断开电源，中间继电器KA控制变频器启动或停止。通过按钮SB1可以控制接触器KM的通断，使变频器运行或停止，但是，电源接通时所流过的瞬间电流会缩短变频器的使用寿命（开关寿命为100万次左右），因此要尽量的减少频繁地启动和停止变频器。可以通过变频器启动控制用端子（STF,STR）来使变频器运行和停止，在图5.10中，只有当接触器接通电源后，KM的常开触点闭合，此时按下变频器启动按钮SB3，中间继电器KA才会得电并自锁，KA的常开触点闭合，接通变频器的STR或STF端子，变频器开始运行。
KA线圈电路串联KM的常开触点，是保证KM未吸合前，继电器KA线圈不得电，从而防止先接通KA的误动作。而当KA接通时，其常开触点闭合使停止按钮SB2失去作用，从而保证了只有在电动机先停机的情况下，才能使变频器切断电源。在图5.10所示的控制电路中，串入了报警输出端子B-C的常闭触点，其作用是当变频器发生故障而报警时，B-C触点断开，使KM和KA线圈失电，将变频器的电源切断。
1.将控制回路的电源端子R1、S1接到变频器主触点之前
在变频器的保护回路动作后，需要保持异常信号的输出时，要将控制回路的电源端子R1、S2连接到KM的前面。
2．改变电动机的旋转方向
如果电动机的旋转方向反了，可以不必更换电动机的接线，而通过以下方法来更正： （1） 继电器的常开触点KA由正传端子STF接到反转端子STR上。
（2） 接至STF端子上的接线不变，而通过功能预置来改变旋转方向。例如三菱
FR-S540变频器就可以通过将Pr.17的设定值变为1来实现。
3. 变频器在电源侧而不在电机侧接接触器的原因
当变频器通过外接信号进行控制时，一般不推荐由接触器KM来直接控制电动机的启动和停止。这是因为：
（1） 控制电路的电源在尚未充电至正常电压之前，其工作状况有可能出现紊乱。
26
尽管近代的变频器对此已经做出了处理，但所做的处理仍须由控制电路来完成。因此，其准确性和可靠性难以的到充分的保证。
（2） 通过接触器KM切断电机电源时，电机已不受变频器控制，电动机将处于自
由制动状态，不能按预置的减速时间来停机。
（3） 变频器在刚接通电源的瞬间，充电电流时很大的，会构成对电网的干扰。因
此，应将变频器接通电源的次数降低到最少程度。
5.7 PLC控制的变频器启停电路
在工业自动化控制系统中，最为常见的是变频器和PLC的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，构成了不同类型的变频PLC控制系统。
可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置。它作为传统继电器的替代品，广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来改变控制过程，并且具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点，因此特别适用于恶劣环境下运行。
一个变频PLC控制系统通常由三部分组成，即变频器本体、PLC、变频器与PLC接口部分。
变频器通常利用继电器接点或具有开关特性的晶体管与PLC相连，得到运行状态或获取运行指令。对于继电器输出型或晶体管输出型PLC，其输出端子可以和变频器的输入端子直接相连。
变频器中也存在一些数值型（频率、电压）指令信号的输入，可分为数字量输入和模拟量输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定；模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常采用PLC的特殊模块给变频器提供输入信号。
1. 设计思路
采用PLC控制变频器启停运行时，首先根据控制要求，确定PLC的输入输出，并给这些输入输出分配地址。这里的PLC采用三菱FX2N-48MR继电器输出型PLC，变频器采用三菱FR-A540变频器，其启停控制的I/O分配如表5-3所示。
表5-3 变频器启停控制的I/O分配
输入 输入继电器 X0 X1 X2 X3 X4 输入原件 SB1 SB2 SB3 SB4 A-C 作用 接通电源按钮 切断电源按钮 变频器启动 变频器停止 报警信号 输出 输出继电器 Y0 Y1 Y4 Y5 Y6 输出原件 KM STF-SD HL1 HL2 HL3 作用 接通KM 变频器启动 电源指示 运行指示 报警指示 变频器启停控制电路如图5.11所示。变频器的速度由外接电位器RP条节，由于PLC是继电器输出型，所以变频器的启动信号由PLC得Y1直接接到正转启动端子STF上，然后将PLC输出的公共端子COM1和变频器的公共端子SD相连。变频器的故障报警信号
27
A-C（常开触点）直接连接到PLC的输入端子X4上，然后将PLC输入的公共端子COM和变频器的C端相连。一旦变频器发生故障，PLC的报警指示灯Y6亮，并使系统停止工作，按钮SB用于在处理完故障后使变频器复位。为了节约PLC的输入输出点数，该信号不接入PLC的输入端子。
由于接触器线圈需要AV220V电源驱动，而指示灯需要DC24V电源驱动，它们采用的电压等级不同，因此将PLC的输出分为两组，一组是Y0~Y3，其公共端是COM1;另一组是Y4~Y7，其公共端是COM2。注意，由于两组所使用的电压不同，所以不能将COM1和COM2连接在一起。
2.参数设置
由于变频器采用外部操作模式，所以设定Pr.79=2.
28