ABB變頻器基礎(chǔ)知識全解

1、帶你進入工控之門學(xué)一種變頻器序言：初次接觸工控的人對其都會感到很神秘，許許多多的自動控制，錯綜復(fù) 雜的聯(lián)鎖及很多高新的電氣元器件，讓人無從下手。其實我們只需掌握一些基本的 知識，分解各個部件，了解各部件的性能及要點，然后再整合起來，就清晰多了。整個工控的組成好似人體一樣，一般有：大腦（），神經(jīng)中樞（網(wǎng)絡(luò)），軀干（）， 手腳（現(xiàn)場執(zhí)行器），五觀（現(xiàn)場傳感器）。今天我為大家談?wù)劕F(xiàn)場執(zhí)行器中的一個工控中常用的電氣部件變頻器。變頻器由于其本身具有可調(diào)速及節(jié)能的重要特性，在近幾年發(fā)展很快，廣泛應(yīng)用于各 鄰域。對于品種繁多的變頻器和其本身內(nèi)部各參數(shù)之多，我們往往第一次接觸會感 到無從下手，但我們可以從各種

2、變頻器的共性中學(xué)習(xí)，掌握一種變頻器，舉一反三 就能從而了解各種變頻器的應(yīng)用。下面我就用一種常用的變頻器 550給大家講解其在實際工作中的應(yīng)用。安裝:打開包裝我們首先要查看的是選用的變頻器功率是否與配套的電機功率一致，要求是變頻器功率電機功率，否則變頻器因功率不足帶不起負荷而燒壞。變頻器上一般會有如下標簽：InputUf3- 380.4SO VJ a A/6.4 A40. .63 HzOutput Ua>2N3“ 0.U，V/i2lxl aeA/6.9A0. 500 HzACS5 5C-O1-O8Aa-4表示該變頻器輸入要求電壓為 3相380電壓，頻率50,其上邊的數(shù)字是一個適用范圍，我們

3、一般不用理會，因為國內(nèi)的電壓等級均滿足其要求。輸出電壓為0至380V，3相交流，電流為6.9A，也就是能帶3左右的電機，頻率可調(diào)0-500，一般我們應(yīng)用中最大也只有60。一般變頻器要求安裝在無塵，無水氣，無腐蝕的環(huán)境中，并在變頻器本身 上下左右周圍留有一定的空間，有利散熱。條件好的話最好能安裝在特定的配 電房內(nèi)，并配有恒溫設(shè)備，因為變頻器本身也有發(fā)熱，其電子元件會受溫度的 影響，如果其散熱片上積塵多散熱不好的話，會加劇變頻器的損壞。由于變頻器本身是個干攏源，所以它產(chǎn)生的電磁干攏對其周圍會有一定的 影響，由其是對周圍有，這種高精度工控設(shè)備更要注意安裝中的每一環(huán)節(jié)。其 解決方法有：1、在電源輸入側(cè)

4、加裝電抗器，現(xiàn)在有些變頻器在設(shè)計時已經(jīng)在輸入端加入了 抗干攏的電抗器，可以在訂購時加以注意。2、在電源輸出側(cè)，即電機電纜選用帶屏蔽的三芯或四芯對稱電纜，其優(yōu)點是電纜上的電磁干攏是對稱的，相互加以抵消，如以下圖示:推淳忙匚書C-TIck)時稱梓箴電銳：帶岸藏的三芯乜虢.K 有同抽無葉稱旳PE導(dǎo)沐3、控制電纜選用屏蔽雙絞線，如圖所示:控制電纜必須為多芯帯翳狀侗戰(zhàn)屏蔽層的t孔纜4、電纜屏蔽層在變頻側(cè)接端，變頻器的、單獨接地。電纜布線時，控制電纜與動力電纜分開，至少不小于 20距離。注意控制電纜的模擬量與開關(guān)量不用同一電纜接線:1、電源的進線接變頻器的 U1、VI、W1，電纜接地線接；電機電纜接變頻器

5、的U2、V2、W2，電纜接地線接；變頻器的接地；如果電機需要 快速停機的話，需要變頻器的、側(cè)接止動電阻，上邊有短接線的并拆除如圖:尺寸RS R6UDC+,UDC-. GND制動建杵制動單冗 制動新波簿卽韭IB<U2.V2. W2)(U1, V1. W1X; .!2、數(shù)字輸入控制常有開關(guān)、繼電器等發(fā)出信號至變頻器，其連接需按實際應(yīng)用要求，一般有二種接線，如圖:NPN搖些（服納型）X1XIm+24V10+24V11GND1'11GND1?COM12DCOM13 1113DI1”一1401214DI2DI315DI3/16DI416DI417DIS17DI51H 1618；DI5注意：

6、按以上不同方式連接時，有些品牌的變頻器會要求在變頻上有跳針 設(shè)置。常用的連接線有，變頻器啟動信號，變頻器停止信號（有些啟停是同一輸 入點，接通啟動，斷開停止），變頻器正轉(zhuǎn)信號，變頻器反轉(zhuǎn)信號（正轉(zhuǎn)信 號往往與啟動是同一信號），變頻器多段速度信號（如低速、中速、高速分 三個輸入信號接入）550出廠默認1為啟停信號（接通啟動，斷開停止）2為正反轉(zhuǎn)信 號（接通為反轉(zhuǎn)，斷開為正轉(zhuǎn)）3、模擬輸入信號接線分電壓型，電流型，及可變電阻信號輸入，如圖連X11SCRI2AI143AGND*410V接;1SCR2AI13AGND可變電阻信號輸入電壓信號輸入電流信號輸入連接1、10V連接1、連接2、屏蔽線接屏蔽線接

7、屏蔽線接2為電流信號，你可以自己加以設(shè)定重新選擇4、數(shù)字開關(guān)量輸出信號一般用于輸出變頻器的狀態(tài)信號，如變頻器準備好信號、運行信號、故障信號。550變頻器出廠默認如圖:10RO1C20RO1A21RO1廠22RO2C23RO2ARO2B252£RO3CRO3A2/RO3B匏電輸出1,可編程 默認動作：準備=>19接亍21 飄電輸Q1Z可編程 默認動作:運疔=>22接個24 繼電輸出3,昭編程 默認站作：鍛障=>25也至26各輸出端可以編程設(shè)置，設(shè)置參見1041參數(shù)5、模擬量輸出信號連接，一般變送為 4-20用于輸出變頻器的電流值、 頻率值給，。接線如圖所示：IkT J

8、aoi9- AGND550變頻器出廠默認1為電流模擬信號，2為頻率模擬信號，為公共端, 接線接7、9或8、9接線端子。輸出端子參數(shù)可設(shè)定。三、參數(shù)設(shè)定：參數(shù)設(shè)定是用好變頻器的關(guān)健，在一個變頻器中有幾百個參數(shù)，但往往我們實際應(yīng)用中只會用到最多幾十個的參數(shù)，下面我就按通 用的參數(shù)加以講解，而這幾個最基本的參數(shù)對各品牌的變頻品同樣適用， 只是參數(shù)號不一樣而已。1、學(xué)會變頻器操作面板的使用:各種變頻的操作面板不完全一樣，但基本功能相類似，一般面板上會5UFT T.,§Tgp有啟動按鈕（）、停止按鈕（）、復(fù)位按鈕（）、菜單 翻頁按鈕（、）、確認按鈕（）等。面板也有中文顯示、 英文顯示及數(shù)字代碼

9、顯示幾種，當然中文顯示菜單的 面板操作最直觀，我推薦訂購時選用這種中文顯示的 面板，用熟了的話可以不看操作手冊，對現(xiàn)場維護可以提高工作效率。550變頻器出廠所帶的面板如下圖所示:面板上的狀態(tài)燈正常工作時為綠色，故障時為紅色，左軟鍵與右軟鍵與我們手機上的有類似功能，分別對應(yīng)顯示屏電下方的左右菜單功能。在顯示屏幕上一般有本地/遠程控制（）、正/反轉(zhuǎn)控制（、）、電機轉(zhuǎn)速（）、電機電流（）、電機頻率（）及變頻器的參數(shù)號等顯示。2、面板參數(shù)菜單：550變頻器面板參數(shù)有數(shù)字及字符（中文或英文）顯示，剛?cè)腴T的 話可以只看參數(shù)號加以選擇設(shè)定，對于我們不可能對每一種變頻器的數(shù)字 號參數(shù)背熟，這樣的話會讓你感到頭

10、痛的，我們可以按操作手冊選用參應(yīng) 的參數(shù)號。用熟了的話可以只看字符菜單，這樣可以加快工作效率，下圖 為500變頻器面板的參數(shù)顯示：LOC Q PAR SROUPS3199 ST白RT-UF DE91 OPERftTIkS DATA04 FAULT HIST0R710 5TRT/-ST0Pz)IR11 REFERENCE SELECTEXIT II SEL3、對變頻器設(shè)定的常用參數(shù)：1）電機參數(shù)：電機參數(shù)我們只需要將所配電機上的銘牌內(nèi)容輸入給變 頻器就行了，內(nèi)容有電機功率、電機額定電流、電機極數(shù)、電機額定 轉(zhuǎn)速、電機額定電壓等。550變頻器此參數(shù)的設(shè)定在99號參數(shù)組內(nèi)（）。在9902內(nèi)還有一個運

11、用宏參數(shù)，該參數(shù)可以讓用戶快速設(shè)置 到相對應(yīng)的實際應(yīng)用中。代碼名稱范圍分辨率缺省值戶99:起動數(shù)據(jù)S9902宏參數(shù)仁標準，2二三線制、6*19904電機控制模式1=速度，2=轉(zhuǎn)矩，量3=標139905電機額定電壓115345V或200 600V1 V230V 或400V9906電機額定電流0.2* 2.0*0.1 A1.0*9907電機額定頻率10.0 5000.1509908電機額定轉(zhuǎn)速501800011440 /9909電機額定功率0.2 2.0*0.11.0 *2 ） 基本參數(shù)：該參數(shù)一般有最低頻率（常設(shè)為 0 ）、最咼頻率（常設(shè)為50）、加速時間、減速時間（根據(jù)電機的大小設(shè)不同的值，如

12、一般 15 設(shè)5秒左右，電機越大，時間越長）、最大電流、最大電壓（此二個 參數(shù)是對變頻器的保護，根據(jù)變頻器銘牌設(shè)定或用默認值）500變頻 器對以上參數(shù)設(shè)定在20號及22號參數(shù)組內(nèi)。20: 限艮幅代碼名稱范圍分辨率缺省值用尸2001最小速度-300003000010S ?2002最高速度0 3000011500?2003最大電流0 1.8 *0.1 A1.8 *?2007最小頻率-5005000.10?2008最咼頻率0 5000.150?22: 加出速/減速r"2202加速時間0.0 1800 s0.1 s5 S2203 減速時間0.0 1800 S0：Ts 5s3） 指領(lǐng)輸入?yún)?shù)：

13、對應(yīng)的是開關(guān)量及模擬量輸入端接口的設(shè)定， 一般 有啟動方式（本地/遠程選擇）、啟動/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、多段速度 控制、模擬電流及模擬電壓輸入選擇等。550變頻器此類參數(shù)設(shè)定在 10號、11號、12號參數(shù)組內(nèi)。10：指令輸入id/h4?m H代碼名稱范圍刀辨率缺省值用尸S10011003接線端功能設(shè) 電機轉(zhuǎn)向設(shè)定01013112（2線制啟停方3（雙向）11：給定選擇1103模擬量設(shè)定選-u- L 八 r i=r / A 、 i=r01711（從鍵盤上選丁11041105模擬量給定最 模擬量給定最0500 / 0 300000500 / 0 300000.1/ 1-0.1/ 10 / 050 /1

14、50012恒速運行1201多段速度設(shè)定0 14,-1 -1419（由34控制二?1202速度1030000 / 0 5001 / 0.1300 / 51203速度2030000 / 0 5001 / 0.1600 / 101204速度3030000 / 0 5001 / 0.1900 / 1513:彳模擬輸入13011302模擬量低限0 100%07T%0%模擬量高限r(nóng)j r、卜_>_t 、. 、，、r .0 100%0.1%100%1303模擬量濾波010 s0.1 s0.1 s4 ) 輸出參數(shù)：對應(yīng)開關(guān)量及模擬量的輸出端口設(shè)定， 一般有準備、運行、故障信號及電流、頻率模擬輸出。550

15、變頻器此類參數(shù)設(shè)疋在14號、15號參數(shù)組內(nèi)。對于一般變頻器以上參數(shù)設(shè)定完，變頻器即可投入正常運行，各種品牌 的變頻器可根據(jù)其自己的參數(shù)號進行設(shè)定，但對于一些特定場合的應(yīng)用 我們還需進一步高級參數(shù)設(shè)定。14:繼電器輸出S1402稱電電lEm捌亠It1501150215031504150515061507150815091510 -1511 |2最大值1模擬設(shè)義 1最小量程 1最大量程 1最小值 1最大值_ 1濾波 2模扌擬設(shè)義 2最小量程 2最大量程 2最小值36宀廠LJJ2L799.1990.0 20.00.0 20.00 10 s99 1990.10.10.1 s10.0 20.00.0 2

16、0.00.10.13參模擬電1流 定義01032007Ts"由)4參模擬頻1率由義參數(shù) 0104定義020.0丿心4、高級參數(shù)設(shè)定：此類參數(shù)主要是優(yōu)化變頻器的使用性能， 比如曲線設(shè) 定，可以提高電機啟動時的啟動特性，能更好的帶負載啟動；設(shè)定能利 用變頻器特有的性能控制水泵類電機做調(diào)節(jié)，不再需要做控制；頻率屏 蔽點設(shè)定，可以跳過電機在某一頻率時產(chǎn)生的機械共振等。此類參數(shù)設(shè) 定看實際應(yīng)用中具體而定。四、實際應(yīng)用例:1、 一臺3電機的正反轉(zhuǎn)帶速度控制1) 設(shè)計思路：選用一臺具有正反轉(zhuǎn)功能的變頻器，功率為 3，因為功率較小電磁干攏不大，可以不考慮輸入電抗器，控制需有變頻器的狀 態(tài)信號(準備、

17、運行、故障)，以及實際電流信號，變頻器的啟停及正反轉(zhuǎn)由作控制，速度控制采用 4-20模擬信號作控制2) 變頻器控制回路設(shè)計圖:XI/口 ZTT1：LO"DIER11F E30C ft-DETB3CA3) 變頻器參數(shù)設(shè)定:代碼名稱設(shè)定值說明代碼名稱設(shè)定值說明9902應(yīng)用宏1標準型1104模擬量最小值009904電機控制模式1選用速度控制1105模擬量最大值50509905電機額定電壓400V參見電機銘牌1301模擬量低限20%對應(yīng)4990電機額定電7. 0A參見電機銘1302模擬量高100%對應(yīng)206流牌限990電機額定頻50參見電機銘1401輸出繼電1準備信號7率牌器1990電機額定

18、速1410參見電機銘1402輸出繼電2運行信號8度牌器2990電機額定功3參見電機銘1403輸出繼電3故障信號9率牌器31001命令22線制控制15011輸出104選擇模擬電1流100方向控制3正反轉(zhuǎn)控制15041最小值4431101選擇1速度從1取15051最大值20203值其它參數(shù)可用變頻器默認值，改善變頻器及對電機的控制特性,如加、減速，曲線等由調(diào)試中按實際運行調(diào)節(jié)設(shè)定。4) 實際安裝及接線時應(yīng)注意要點：實際安裝中注意模擬量信號線的屏蔽，屏蔽接地在側(cè)，變頻 器側(cè)懸空；模擬量信號變頻器默認為 0-20，所以必須要設(shè)定為4-20 ;因故障反饋信號是由輸出繼電器 3得到，該信號設(shè)置 1403為

19、故障反信號，所以接線注意接常閉點，其它二個反饋信 號接常開點；同時必需檢查變頻器的各個跳針與設(shè)定是否正確； 其它按變頻器前述安裝要求進行。2、 一臺15水泵做控制，控制水泵出口壓力穩(wěn)定。1) 設(shè)計思路：選用一臺15具有功能的變頻器，可以不考慮輸入電抗器，電機速度由設(shè)定頻率與泵出口壓力作比較進行調(diào)節(jié)，設(shè)計應(yīng)考慮能手/自動轉(zhuǎn)換。2) 變頻器控制回路設(shè)計圖：3) 變頻器參數(shù)設(shè)定:代碼名稱設(shè)定值說明代碼名稱設(shè)定值說明990應(yīng)用宏6型1202恒速120低速2990電機控制模1選用速度控1203恒速240中速4式制990電機額定電400V參見電機銘1204恒速350高速5壓牌990電機額定電30. 1A參

20、見電機銘13011低限0%對應(yīng)0V6流牌990電機額定頻50參見電機銘13021高限100%對應(yīng)10V7率牌990電機額定速1460參見電機銘13042低限20%對應(yīng)48度牌990電機額定功15參見電機銘13052高限100%對應(yīng)209率牌1001命令1手-2線制控1402輸出繼電2運行信號1制器21002命令62線制控制15072輸出103選擇頻率模2擬100方向控制1正反轉(zhuǎn)控制15082低值0031102122定義215092高值50501101選擇1速度從1取1601允許信號55作急停用3值110模擬量最小004001P （增益）按實際調(diào)整4值110模擬量最大50504002I （積分）

21、按實際調(diào)整5值1102選擇19調(diào)節(jié)4003D （微分）按實際調(diào)整6110模擬量最小004005偏差信號1取反信號7值取反110模擬量最大50504010設(shè)定值11為給定值8值120恒速設(shè)定7定義三段恒4027參數(shù)組0選1組1速其它參數(shù)可用變頻器默認值，改善變頻器及對電機的控制特性，如 加、減速，曲線等由調(diào)試中按實際運行調(diào)節(jié)設(shè)定；調(diào)節(jié)參數(shù)需實際 調(diào)試時對40參數(shù)組進行修整改善，特別注意的是泵的出口壓力與電 機轉(zhuǎn)速應(yīng)取反，即壓力高時要求降速，此參數(shù)在4005中設(shè)定。4 ） 控制原理說明：手動控制時，將手 / 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開（ 2=0 ），手動轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合 （1=1 ），變頻器將以 1 為參考控制

22、速度，調(diào)整電機轉(zhuǎn)速。如果需要固定 某一頻率點，也開以利用恒速 1（3 ）、恒速 2（4）開關(guān)的組合，得到三 段速度，設(shè)定為 20 、40、50 ，可在參數(shù) 1202 、1203 、1204 中修改 設(shè)定頻率。自動作控制時，將手 / 自動轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合（ 2=1 ），自動轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合 （6=1 ），此時 1 、3 、4 均不起作用，電機將以 1 為設(shè)定點， 2 為實際 值進行調(diào)節(jié)，泵出口壓力高，將會自動降低電機轉(zhuǎn)速，以降低出口壓力， 反之相反。當出現(xiàn)緊急事故時，可拍下急停按鈕（ 5=0 ），將不允許電機啟動， 起到保護作用。電機的速度可由頻率表查看，由 2 輸出，應(yīng)注意模擬量 與表量程值的對應(yīng)設(shè)定

23、。裝有二個指示燈表示電機的運行、停止，由輸 出繼電器 2 的常開常、閉點分別取得信號。五、 故障分析與維修： 變頻器是一個高精度、高科技的電子元氣件，對它的故障處理，我們也 應(yīng)由簡到繁的原則去加以分析維修，對于我們一般的現(xiàn)場維護保養(yǎng)者，并不需 要深入的了解其內(nèi)部的構(gòu)造，但應(yīng)掌握其一般故障發(fā)生的規(guī)律加以分析處理。變頻器發(fā)生故障時，首先我們應(yīng)從變頻器的顯示面板上讀取故障代碼， 此類代碼每一種變頻器的代碼信息均不會一致，但基本都會有過流、過壓、過 載、失壓、超溫、模擬量丟失、通訊丟失等故障記錄。在 550 變頻器中可由04 組參數(shù)查得歷史故障記錄。同時一般故障時我們可以從面板上的指示燈變 為紅色加以判斷。在分析故障時，我們還可以從變頻器的實際檢測數(shù)據(jù)中檢查實際的開關(guān) 量信號、模擬量信號及實際變頻器運行數(shù)據(jù)加以判斷是否正常， 55