淺析變頻器常見的頻率給定方式

摘要：本文介紹變頻器常見的頻率給定方式，通過分析其優(yōu)缺點(diǎn)，為正確使用變頻器提供參考。

關(guān)鍵詞：變頻器；頻率給定方式；模擬量；數(shù)字量

變頻器（Variable—frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變交流電動(dòng)機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器能實(shí)現(xiàn)電機(jī)無(wú)極調(diào)速，具有調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，靜態(tài)穩(wěn)定性好；能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，沖擊小，運(yùn)行效率高，具有節(jié)能的特點(diǎn)。近十多年以來，隨著電力電子器件制造技術(shù)、微電子技術(shù)和變頻控制技術(shù)高速發(fā)展，變頻器性能快速提高，得到了大量的推廣，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用在機(jī)械、化工、冶金、輕工等領(lǐng)域。

變頻器頻率給定方式即變頻器的頻率設(shè)定方式，也就是調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的具體方法。頻率給定方式主要有：操作面板給定、端子多段給定、端子頻率增減給定、模擬信號(hào)給定、脈沖信號(hào)給定和通訊給定方式等。這里以三菱FR—E700變頻器為例子，簡(jiǎn)要分析常見的頻率給定方式：操作面板給定、端子多段給定、模擬信號(hào)給定、通訊給定方式。

一、操作面板給定方式

操作面板給定方式是通過變頻器操作面板上的電位器或上下按鍵設(shè)定頻率的方式，是內(nèi)部PU給定。三菱FR—E700變頻器操作面板自帶電位器（也稱為“M旋鈕”），輸出頻率可以通過電位器來調(diào)節(jié)，這種給定屬于模擬量給定方式，頻率調(diào)節(jié)精度稍低。有些變頻器操作面板（例如：三菱E540變頻器）自帶上下按鍵，變頻器輸出頻率是通過上下按鍵來調(diào)節(jié)，這種給定屬于數(shù)字量給定方式，頻率調(diào)節(jié)精度高。操作面板給定方式的電路圖如圖1所示。

操作面板給定方式優(yōu)點(diǎn)是不需要外部額外接線，變頻器輸出頻率連續(xù)可調(diào)，是變頻器最簡(jiǎn)單的頻率給定方式，使用非常方便，適用于單臺(tái)變頻器的手動(dòng)設(shè)定。缺點(diǎn)是只能通過手動(dòng)設(shè)定，在經(jīng)常改變輸出頻率的場(chǎng)合使用有些不太方便。

二、端子多段給定方式

端子多段給定方式通過設(shè)置變頻器的內(nèi)部參數(shù)，用開關(guān)信號(hào)控制變頻器輸入端子來設(shè)定變頻器頻率的方式，是外部給定，電路如圖2所示。開關(guān)信號(hào)可以用按鈕、中間繼電器和PLC等，輸入端RH、RM和RL分別是高速、中速和低速，3種輸出頻率可以通過參數(shù)Pr.4～Pr.6設(shè)置（3段調(diào)速）。這種給定方式是數(shù)字量給定方式，優(yōu)點(diǎn)是頻率調(diào)節(jié)精度高，抗干擾能力強(qiáng)，接線簡(jiǎn)單，與電壓信號(hào)給定相比不存在溫度漂移現(xiàn)象，常用于傳送帶調(diào)速控制。缺點(diǎn)是只能分段調(diào)速。

三、模擬信號(hào)給定方式

模擬信號(hào)給定方式是通過模擬信號(hào)（電壓信號(hào)或電流信號(hào)）控制變頻器輸入端子來設(shè)定輸出頻率的給定方式，變頻器輸出頻率的高低通過模擬量的大小調(diào)節(jié)，屬于外部給定。根據(jù)模擬量給定信號(hào)的種類不同，可以分為電壓信號(hào)給定和電流信號(hào)給定。

（一）電壓信號(hào)給定。

電壓信號(hào)給定電路如圖3所示。端子10是電位器電源，電壓為DC5V；端子5為頻率設(shè)定公共端；端子2是頻率設(shè)定電壓信號(hào)輸入端，電壓信號(hào)為DC0～5V（或0～10V，可以通過參數(shù)Pr.73設(shè)定），5V（10V）為最大輸出頻率。電壓信號(hào)給定優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生溫度漂移，抗干擾能力低，安裝距離受到一定的限制，頻率調(diào)節(jié)精度稍低。

（二）電流信號(hào)給定。

電流信號(hào)給定電路如圖4所示。將輸入端RH設(shè)定為“AU”信號(hào)（Pr.182設(shè)置為“4”），并使之為ON（連接SD端）；端子5為頻率設(shè)定公共端；端子4為電流信號(hào)輸入端，輸入信號(hào)為DC4mA～20mA（或0～5V，0～10V），通過參數(shù)Pr.267和電壓/電流輸入切換開關(guān)切換操作，在20mA時(shí)為最大輸出輸出頻率，輸入與輸出按比例。與電壓信號(hào)給定方式比較，優(yōu)點(diǎn)是不受傳輸電壓損失影響，可以較遠(yuǎn)距離安裝，抗干擾能力較強(qiáng)。缺點(diǎn)是電流信號(hào)源電路較復(fù)雜，頻率調(diào)節(jié)精度稍低。

（三）通訊給定方式。

近年來，工廠自動(dòng)化得到迅速的發(fā)展，變頻器通訊給定方式應(yīng)用也越來越普遍。頻器通訊給定方式是指PLC或計(jì)算機(jī)通過變頻器通訊口（PU接口）按照專用通訊協(xié)議把數(shù)據(jù)寫到變頻器來改變變頻器的輸出頻率的給定方式。三菱變頻器的通訊接口標(biāo)準(zhǔn)采用RS—485，通信方式一般采用異步串行通訊，PU接口插針排列如圖5所示。

變頻器的通訊參數(shù)設(shè)置如下表：

變頻器通訊給定方式給定的優(yōu)點(diǎn)是頻率設(shè)定操作方便，極大提高系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化程度。缺點(diǎn)是接線比較復(fù)雜，需要設(shè)置通訊參數(shù)和編寫相應(yīng)的程序。

變頻器的頻率給定方式選擇的一般原則是優(yōu)先選擇操作面板給定，優(yōu)先選擇數(shù)字量給定，優(yōu)先選擇電壓信號(hào)給定。總之，變頻器的頻率給定方式選擇要根據(jù)實(shí)際要求，合理選擇，達(dá)到操作方便和最佳效果。

（作者單位：廣東省輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)校）

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責(zé)任編輯 賴俊辰