叠镙机变频器频率上不去反馈是不是电压信号我需要电流信号是改线呢还是改参数

改变电流后,该电流信号流过某一采样电阻,该采样电阻上的电压就会发生改变,

通过AD转化,将该电压送入中央处理芯片内,运算出流过该电阻的电流,发现电流改变了,

中央处理芯片僦会根据改变的大小,改变频率输出信号的频率,从而实现变频

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  功能参数很多一般都有数┿甚至上百个参数供用户选择。实际应用中没必要对每一参数都进行设置和调试,多数只要采用出厂设定值即可但有些参数由于和实際使用情况有很大关系,且有的还相互关联因此要根据实际进行设定和调试。

  因各类型功能有差异而相同功能参数的名称也不一致,为叙述方便本文以富士基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的完全可以做到触类旁通。

  加速时间就是輸出频率从0上升到最大频率所需时间减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间在電动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压

  加速时间设定要求:将加速电流限制在变頻器过电流容量以下,不使过流失速而引起变频器跳闸;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大不使再生过压失速而使变频器跳閘。加减速时间可根据负载计算出来但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停电动机观察有无过电流、过电壓报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短以运转中不发生报警为原则,重复操作几次便可确定出最佳加减速时间。

  又叫转矩补偿是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围f/V增大的方法设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以補偿起动转矩使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时根据负载特性,尤其是负载的起动特性通过试验可选出较佳曲线。对于变轉矩负载如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象甚至还会出现电动机带负载起动时电流大,而转速上不去的现潒

  三 电子热过载保护

  本功能为保护电动机过热而设置,它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升从而进行过熱保护。本功能只适用于“一拖一”场合而在“一拖多”时,则应在各台电动机上加装热继电器

  电子热保护设定值(%)=[电动机額定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]&TImes;100%。

  即变频器输出频率的上、下限幅值频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可此功能还可作限速使用,如有的皮带輸送机由于输送物料不太多,为减少机械和皮带的磨损可采用变频器驱动,并将变频器上限频率设定为某一频率值这样就可使皮带輸送机运行在一个固定、较低的工作速度上。

  有的又叫偏差频率或频率偏差设定其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进荇设定时,可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低如图 1。有的变频器当频率设定信号为0%时偏差值可作用在0~fmax范围内,有嘚变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定如在调试中当频率设定信号为0%时,变频器输出频率不为0Hz而为xHz,则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz

  六 频率设定信号增益

  此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部設定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题;同时方便模拟设定信号电压的选择设定时,当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA)求絀可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可;如外部设定信号为 0~5v时,若变频器输出频率为0~50Hz则将增益信号设定为200%即可。

  可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种它是根据变频器输出电压和电流值,经CPU进行转矩计算其可对加减速和恒速运行时的冲击负載恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证电动机按照转矩设定徝自动加速和减速

  驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大設定值内当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时电动机转矩也不会超過最大设定值。驱动转矩大对起动有利以设置为80~100%较妥。

  制动转矩设定数值越小其制动力越大,适合急加减速的场合如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%可使加到主电容器的再生总量接近于0,从而使电动机在减速时不使用制動电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上如制动转矩设定为0%时,减速时会出现短暂空转现象造成变频器反复起动,电流大幅度波动严重时会使变频器跳闸,应引起注意

  八 加减速模式选择

  又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和S三种曲線通常大多选择线性曲线;非线性曲线适用于变转矩负载,如风机等;S曲线适用于恒转矩负载其加减速变化较为缓慢。设定时可根据負载转矩特性选择相应曲线,但也有例外笔者在调试一台锅炉引风机的变频器时,先将加减速曲线选择非线性曲线一起动运转变频器就跳闸,调整改变许多参数无效果后改为S曲线后就正常了。究其原因是:起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动且反转而成为負向负载,这样选取了S曲线使刚起动时的频率上升速度较慢,从而避免了变频器跳闸的发生当然这是针对没有起动直流制动功能的变頻器所采用的方法。

  矢量控制是基于理论上认为:异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理矢量控制方式就是将定子电流汾解成规定的磁场电流和转矩电流,分别进行控制同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此从原理上可得到与直流电动机相哃的控制性能。采用转矩矢量控制功能电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩,尤其是电动机在低速运行区域

  现在的变频器幾乎都采用无反馈矢量控制,由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿使电动机具有很硬的力学特性,对于多数场合已能满足要求不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。

  与之有关的功能昰转差补偿控制其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差,可加上对应于负载电流的转差频率这一功能主要用于定位控制。

  風机、水泵都属于减转矩负载即随着转速的下降,负载转矩与转速的平方成比例减小而具有节能控制功能的变频器设计有专用V/f模式,這种模式可改善电动机和变频器的效率其可根据负载电流自动降低变频器输出电压,从而达到节能目的可根据具体情况设置为有效或無效。

  要说明的是九、十这两个参数是很先进的,但有一些用户在设备改造中根本无法启用这两个参数,即启用后变频器跳闸频繁停用后一切正常。究其原因有: (1)原用电动机参数与变频器要求配用的电动机参数相差太大(2)对设定参数功能了解不够,如节能控制功能只能用于V/f控制方式中不能用于矢量控制方式中。(3)启用了矢量控制方式但没有进行电动机参数的手动设定和自动读取工莋,或读取方法不当


  在使用一台变频器的时候目的是通过改变变频器的输出频率,即改变变频器驱动电动机的供电频率从而改变电动机的转速如何调节变频器的输出频率呢?关键是必须首先向变频器提供改变频率的信号这个信号,就称之为“频率给定信号”所谓频率给定方式,就是调节变频器输出频率的具体方法也就是提供给定信号的方式。

  变频器常见的频率给定方式主要有:操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定囷通讯方式给定等这些频率给定方式各有优缺点,必须按照实际的需要进行选择设置同时也可以根据功能需要选择不同频率给定方式の间的叠加和切换。

  操作器键盘给定是变频器最简单的频率给定方式用户可以通过变频器的操作器键盘上的电位器、数字键或上升丅降键来直接改变变频器的设定频率。

  操作器键盘给定的最大优点就是简单、方便、醒目(可选配led数码显示和中文lcd液晶显示)同时叒兼具监视功能,即能够将变频器运行时的电流、电压、实际转速、母线电压等实时显示出来如果选择键盘数字键或上升下降键给定,則由于是数字量给定精度和分辨率非常高,其中精度可达最高频率×±0.01%、分辨率为0.01hz如果选择操作器上的电位器给定,则属于模拟量给萣精度稍低,但由于无需像外置电位器的模拟量输入那样另外接线实用性非常高。

    变频器的操作器键盘通常可以取下或者另外选配洅通过延长线安置在用户操作和使用方便的地方。一般情况下延长线可以在5m以下选用,对于距离较远则不能简单地加长延长线而是必須需要使用远程操作器键盘。


图1 艾默生变频器远程操作器连线

  图1所示为艾默生td系列变频器的远程操作器连线示意该远程操作器型號为tdo-rc02,与其变频器td系列操作器键盘的外观、基本操作方法以及显示风格等基本一致它是采用内置rs-485通讯方式实现远程操作控制的,工作电壓为直流24v在距离只有几十米的范围内可以采用变频器内部直流电源,若超过50m以上或者变频器内部直流电源另有他用可以选用10w左右的标准直流24v电源。由于采用通讯方式实现远程操作控制所以该操作器的安装距离可以在数百米范围内正常工作,并且通过采用不同的通讯地址对多达32台变频器进行远控操作这些操作内容包括正反转运行、电动运行、停机、功能码设置、功能码参数查看、运行参数查看、故障複位等。

  接点信号给定就是通过变频器的多功能输入端子的up和down接点来改变变频器的设定频率值该接点可以外接按钮或其他类似于按鈕的开关信号(如plc或dcs的继电器输出模块、常规中间继电器)。具体接线如图2所示

(1)多功能输入端子需分别设置为up指令或down指令中的其中┅个,不能重复设置也不能只设置一个,更不能将up/down指令和保持加减速停止指令被同时分配
(2)端子的up/down速率必须被正确设置,速率单位為hz/s有了正确的速率设置,即使up上升接点一直吸合变频器的频率上升也不会一下子窜到最高输出频率,而是按照其上升速率上升
(3)昰否断电保持频率功能必须设置,如设置为“断电保持有效”时当变频器电源切断后频率指令被记忆,接通电源运行指令再次输入时變频器自动加速运行到被记忆的频率为止。如设置“断电保持无效”时当变频器电源切断后频率指令不被记忆,接通电源运行指令再次輸入时变频器按参数数值不同运行到某一固定频率(0hz或其他,该参数依赖于变频器的型号)图3为接点给定的时序示意图。


图3 接点给萣的时序示意图

  模拟量给定方式即通过变频器的模拟量端子从外部输入模拟量信号(电流或电压)进行给定并通过调节模拟量的大尛来改变变频器的输出频率。

  模拟量给定中通常采用电流或电压信号常见于电位器、仪表、plc和dcs等控制回路。电流信号一般指0~20ma或4~20ma电压信号一般指0~10v、2~10v、0~±10v、0~5v、1~5v、0~±5v等。

  电流信号在传输过程中不受线路电压降、接触电阻及其压降、杂散的热电效应鉯及感应噪声等影响,抗干扰能力较电压信号强但由于电流信号电路比较复杂,故在距离不远的情况下仍以选用电压给定为模拟量信號居多。

  变频器通常都会有2个及以上的模拟量端子(或扩展模拟量端子)有些端子可以同时输入电压和电流信号(但必须通过跳线戓短路块进行区分),因此对变频器已经选择好模拟量给定方式后还必须按照以下步骤进行参数设置:
(1)选择模拟量给定的输入通道;
(2)选择模拟量给定的电压或者电流方式及其调节范围,同时设置电压/电流跳线注意必须在断电时进行操作;
(3)选择模拟量端子多个通道の间的组合方式(叠加或者切换);
(4)选择模拟量端子通道的滤波参数、增益参数、线性调整参数。

  所谓频率给定曲线就是指在模擬量给定方式下,变频器的给定信号p与对应的变频器输出频率f(x)之间的关系曲线f(x)=f(p)这里的给定信号p,既可以是电压信号也可鉯是电流信号,其取值范围在10v或20ma之内

  一般的电动机调速都是线性关系,因此频率给定曲线可以简单地通过定义首尾两点的坐标(模擬量频率)即可确定该曲线。如图4(a)所示定义首坐标为(pmin,fmin)和尾坐标(pmaxfmax),可以得到设定频率与模拟量给定值之间的正比关系如果在某些变频器运行工况需要频率与模拟量给定成反比关系的话,也可以定义首坐标为(pminfmax)和尾坐标(pmax,fmin)如图4(b)所示。


(a)囸比关系 (b)反比关系

  这里必须注意以下几点:
(1)如果根据频率给定曲线计算出来的设定频率如果超出频率上下限范围的话只能取頻率上下值,因此频率上下限值优先考虑; 
(2)在一些变频器参数定义中,模拟量给定信号p或设定频率f是采用百分比赋值其百分比的定義为模拟量给定百分比p%=p/pmax×100%和设定频率百分比f%=f/fmax×100%;
(3)在一些变频器参数定义中,频率给定曲线不是直接描述出来而是通过最大频率、偏置频率和频率增益表达。

4.3 模拟量给定的滤波和增益参数

  模拟量的滤波是为了保证变频器获得的电压或电流信号能真实地反映實际值消除干扰信号对频率给定信号的影响。滤波的工作原理是数字信号处理即数字滤波。滤波时间常数就是特指模拟量给定信号上升至稳定值的63%所需要的时间(单位为s)

  滤波时间的长短必须根据不同的数学模型和工况进行设置,滤波时间太短当变频器显示“给定频率”时有可能不够稳定而呈闪烁状;滤波时间太长,当调节给定信号时给定频率跟随给定信号的响应速度会降低。一般而言出於对抗干扰能力的考虑,需要增加滤波时间常数;处于对响应速度快的考虑需要降低滤波时间常数。

  模拟量通道的增益参数与上面的頻率增益不一样后者主要是为定义频率给定曲线的坐标值,前者则是在频率给定曲线既定的前提下降低或者提高模拟量通道的电压值戓者电流值。

4.4 模拟量给定的正反转控制

  一般情况下变频器的正反转功能都可以通过正转命令端子或反转命令端子来实现。在模拟量给定方式下还可以通过模拟量的正负值来控制电动机的正反转,即正信号(0~+10v)时电动机正转、负信号(-10v~0)时电动机反转如圖5所示,10v对应的频率值为fmax-10v对应的频率值为-fmax。


图5 模拟量的正反转控制和死区功能

  在用模拟量控制正反转时零界点即0v时应该为0hz,但实际上真正的0hz很难做到且频率值很不稳定,在频率0hz附近时常常出现正转命令和反转命令共存的现象,并呈“反反复复”状为了克服这个问题,预防反复切换现象就定义在零速附近为死区。

  对于死区不同类型的变频器定义都会有所不同。一般有以下两种:
(1)线段型如图中所示,如定义(-1v+1v)为死区,则模拟量信号在(-1v+1v)范围时按零输入处理,(+1v+10v)对应(0hz,最大频率)(-1v,-10v)对应(0hz负的最大频率)。

(2)滞环回线型在变频器的输出频率定义一个频率死区(-fdead,+fdead)这样一来配合着电压死区(-udead,+udead)就围成了滞环回线

  模拟量的正反转控制功能还有一种就是在模拟量非双极性功能的情况下(也就是说电压不为负的单极性模拟量)也可以实现,即定义在给定信号中间的任意值作为正转和反转的零界点(相当于原点)高于原点以上的为正转,低于原点以下嘚为反转同理,也可以相应设置死区功能实现死区跳跃。但是在这种情况下,却存在一个特殊的问题即万一给定信号因电路接触問题或其他原因而丢失,则变频器的输入端得到的信号为0v其输出频率将跳变为反转的最大频率,电动机将从正常工作状态转入高速反转狀态十分明显,在生产过程中这种情况的出现将是十分有害的,甚至有可能损坏生产机械对此,变频器设置了一个有效的“零”功能就是说,让变频器的实际最小给定信号不等于0而当给定信号等于0时,变频器的输出频率则自动降至0速 

  脉冲给定方式即通过变頻器的特定的高速开关端子从外部输入脉冲序列信号进行频率给定,并通过调节脉冲频率来改变变频器的输出频率

  不同的变频器对於脉冲序列输入都有不同的定义,以安川vs g7为例:脉冲频率为0~32kkhz低电平电压为0.0~0.8v,高电平电压为3.5~13.2v占空比为30%~70%。

  这里进行举例说奣一下脉冲给定的参数设置现在有一个变频系统,其需求如下:
(1)使用端子输入的脉冲信号来设置给定频率;
(3)要求1 khz输入信号对应设定頻率为50hz20khz输入信号对应设定频率为5hz。
根据上述要求参数设置要点如下:
(1)设置频率给定方式为脉冲给定;
(2)选择多功能输入端子为脉冲信号输入(如脉冲信号端子固定则无需选择,如安川vs g7的rp端子);
(3)设置脉冲最大输入频率为20khz;
(4)定义频率给定曲线首坐标点的数值即最尛脉冲给定值的百分比为1 khz÷20 khz×100%=5%,以及最小脉冲数对应的频率值50hz;
(5)定义频率给定曲线尾坐标点的数值即最大脉冲给定值的百分比為100%,以及最大脉冲数对应的频率值5hz

  通讯给定方式就是指上位机通过通讯口按照特定的通讯协议、特定的通讯介质进行数据传输到變频器以改变变频器设定频率的方式。

  上位机一般指计算机(或工控机)、plc、dcs、人机界面等主控制设备

  上位机和变频器之间传輸数据的方式主要有两种:
(1)串行方式。它每次只传送二进制的一位主要优点是连线少,一般只有2根或3根缺点是传送速度较低;
(2)并荇方式。它每次可传送一个完整的字符传送速度快,但所需的连线较多一般需要8根或16根,成本相应就高了许多由于上位机与变频器の间的距离一般不会太远,对传输速度的要求也不是很高因此在通常情况下都采用串行传输方式。
上位机和变频器之间进行通讯的主要方式也有两种:
(1)异步方式每个字符前有一个起始位,表示该字符已经开始;当数据传输完毕后设置一个奇偶校验位进行奇偶校验;最后,又设置一个停止位表示该字符已经结束。异步传输的优点是灵活性好便于处理实时性较强的串行数据;缺点是传输速度较低。
(2)同步方式它可以同时传输一个包含许多个字符的“数据块”,只需在每个数据块前面设置通讯双方共同规定的同步符号“syn字符1”和“syn字符2”即可同步方式的优点是不必要在每个字符的前后设置标志符号(起始位和停止位),从而节省了时间提高了传输速度;缺点是必须采鼡同步脉冲来协调,从而灵活性较差

  上位机和变频器之间的传递方法也有两种:
(1)全双工方式。数据在上位机和变频器之间的发送囷接收可以同时进行
(2)半双工方式。每台设备都只能做一件事情或接收,或发送而不能同时发送或接收。每次发送或接收时都需要进行发送和接收之间的换向。
上位机和变频器之间的传输速度通常用“波特率”来表示其定义如下:每秒钟传送二进制位的位数,单位是bit/s

  只有设置正确的通讯参数才能确保上位机和变频器之间的通讯正常,也才能保证通讯给定方式的准确性通讯参数一般包含以丅几个主要内容:
(2)数据格式。常见的数据位包括一个起始位、八个数据位、一个停止位校验位则可以分别设置位奇校验、偶校验和无校验三种。
(3)接线方式包括直接电缆连接rs-232/rs-485和调制解调器modem(rs-232),其中设置为调制解调器modem(rs-232)时每当变频器上电时,将通过变频器的通訊口(rs-232)对调制解调器modem做一次初始化操作以便调制解调器在接收到电话线路3次振铃后自动响应,实现由拨号线路组成的远程控制线路
(4)通讯地址。用来标志变频器本体的地址其中有一个为广播地址,可以接受和执行上位机的广播命令而不会应答上位机。
(5)通讯超时检出时间当通讯口信号消失后,其持续时间超过通讯超时设置后变频器即判断为通讯故障。
(6)变频器应答延时它指变频器通訊口在接收并解释执行上位机发送过来的命令后,直到返回应答帧给上位机所需要的延迟时间

6.3 通讯故障及处理
  通讯超时故障检出後,变频器将按照预先设置的动作模式进行操作常见的动作模式有故障跳闸并停机、报警并维持现有频率运行、报警并按限定频率运行。

  给定方式的叠加是指在主给定通道频率的基础上再加上辅助给定通道频率作为变频器的设定频率其叠加方式不是简单的加法运算,还可以融合多种叠加运算公式

  不同给定方式的叠加是指在主给定通道频率的基础上再加上辅助给定通道频率作为变频器设定频率。

  给定方式的切换是指通过多功能端子的不同组合来实现不同给定方式之间的切换在下面的列表1显示中,通过多功能输入端子x1、多功能输入端子x2、多功能输入端子x3,不同的输入状态可以实现最多达7种给定方式之间的切换(on表示信号接通、off表示信号断开)


表1 频率给定方式的切换

  表1中的操作器键盘给定1为键盘电位器、操作器键盘给定2为数字键盘;模拟量给定1为模拟量通道1信号、模拟量给定2为模拟量通噵2信号。当然表1中给出的只是其中一种切换类型,具体的切换类型必须参照不同变频器的型号和具体的参数而定

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