ABB變頻器基礎(chǔ)知識(shí)全解

1、帶你進(jìn)入工控之門學(xué)一種變頻器序言：初次接觸工控的人對(duì)其都會(huì)感到很神秘，許許多多的自動(dòng)控制，錯(cuò)綜復(fù) 雜的聯(lián)鎖及很多高新的電氣元器件，讓人無(wú)從下手。其實(shí)我們只需掌握一些基本的 知識(shí)，分解各個(gè)部件，了解各部件的性能及要點(diǎn)，然后再整合起來(lái)，就清晰多了。整個(gè)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(chǎng)執(zhí)行器），五觀（現(xiàn)場(chǎng)傳感器）。今天我為大家談?wù)劕F(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器中的一個(gè)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(duì)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(huì)感 到無(wú)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(shí)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(jī)功率一致，要求是變頻器功率電機(jī)功率，否則變頻器因功率不足帶不起負(fù)荷而燒壞。變頻器上一般會(huì)有如下標(biāo)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(gè)適用范圍，我們

3、一般不用理會(huì)，因?yàn)閲?guó)內(nèi)的電壓等級(jí)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(jī)，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(wú)塵，無(wú)水氣，無(wú)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?jī)?nèi)，并配有恒溫設(shè)備，因?yàn)樽冾l器本身也有發(fā)熱，其電子元件會(huì)受溫度的 影響，如果其散熱片上積塵多散熱不好的話，會(huì)加劇變頻器的損壞。由于變頻器本身是個(gè)干攏源，所以它產(chǎn)生的電磁干攏對(duì)其周圍會(huì)有一定的 影響，由其是對(duì)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(jì)時(shí)已經(jīng)在輸入端加入了 抗干攏的電抗器，可以在訂購(gòu)時(shí)加以注意。2、在電源輸出側(cè)，即電機(jī)電纜選用帶屏蔽的三芯或四芯對(duì)稱電纜，其優(yōu)點(diǎn)是電纜上的電磁干攏是對(duì)稱的，相互加以抵消，如以下圖示:推淳忙匚書C-TIck)時(shí)稱梓箴電銳：帶岸藏的三芯乜虢.K 有同抽無(wú)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(dú)接地。電纜布線時(shí)，控制電纜與動(dòng)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(jìn)線接變頻器的 U1、VI、W1，電纜接地線接；電機(jī)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(jī)需要 快速停機(jī)的話，需要變頻器的、側(cè)接止動(dòng)電阻，上邊有短接線的并拆除如圖:尺寸RS R6UDC+,UDC-. GND制動(dòng)建杵制動(dòng)單冗 制動(dòng)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(hào)至變頻器，其連接需按實(shí)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(shí)，有些品牌的變頻器會(huì)要求在變頻上有跳針 設(shè)置。常用的連接線有，變頻器啟動(dòng)信號(hào)，變頻器停止信號(hào)（有些啟停是同一輸 入點(diǎn)，接通啟動(dòng)，斷開停止），變頻器正轉(zhuǎn)信號(hào)，變頻器反轉(zhuǎn)信號(hào)（正轉(zhuǎn)信 號(hào)往往與啟動(dòng)是同一信號(hào)），變頻器多段速度信號(hào)（如低速、中速、高速分 三個(gè)輸入信號(hào)接入）550出廠默認(rèn)1為啟停信號(hào)（接通啟動(dòng)，斷開停止）2為正反轉(zhuǎn)信 號(hào)（接通為反轉(zhuǎn)，斷開為正轉(zhuǎn)）3、模擬輸入信號(hào)接線分電壓型，電流型，及可變電阻信號(hào)輸入，如圖連X11SCRI2AI143AGND*410V接;1SCR2AI13AGND可變電阻信號(hào)輸入電壓信號(hào)輸入電流信號(hào)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(hào)，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(hào)一般用于輸出變頻器的狀態(tài)信號(hào)，如變頻器準(zhǔn)備好信號(hào)、運(yùn)行信號(hào)、故障信號(hào)。550變頻器出廠默認(rèn)如圖:10RO1C20RO1A21RO1廠22RO2C23RO2ARO2B252£RO3CRO3A2/RO3B匏電輸出1,可編程 默認(rèn)動(dòng)作：準(zhǔn)備=>19接亍21 飄電輸Q1Z可編程 默認(rèn)動(dòng)作:運(yùn)疔=>22接個(gè)24 繼電輸出3,昭編程 默認(rèn)站作：鍛障=>25也至26各輸出端可以編程設(shè)置，設(shè)置參見(jiàn)1041參數(shù)5、模擬量輸出信號(hào)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(rèn)1為電流模擬信號(hào)，2為頻率模擬信號(hào)，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(gè)變頻器中有幾百個(gè)參數(shù)，但往往我們實(shí)際應(yīng)用中只會(huì)用到最多幾十個(gè)的參數(shù)，下面我就按通 用的參數(shù)加以講解，而這幾個(gè)最基本的參數(shù)對(duì)各品牌的變頻品同樣適用， 只是參數(shù)號(hào)不一樣而已。1、學(xué)會(huì)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(huì)5UFT T.,§Tgp有啟動(dòng)按鈕（）、停止按鈕（）、復(fù)位按鈕（）、菜單 翻頁(yè)按鈕（、）、確認(rèn)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(dāng)然中文顯示菜單的 面板操作最直觀，我推薦訂購(gòu)時(shí)選用這種中文顯示的 面板，用熟了的話可以不看操作手冊(cè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)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(shí)為綠色，故障時(shí)為紅色，左軟鍵與右軟鍵與我們手機(jī)上的有類似功能，分別對(duì)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(yuǎn)程控制（）、正/反轉(zhuǎn)控制（、）、電機(jī)轉(zhuǎn)速（）、電機(jī)電流（）、電機(jī)頻率（）及變頻器的參數(shù)號(hào)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(hào)加以選擇設(shè)定，對(duì)于我們不可能對(duì)每一種變頻器的數(shù)字 號(hào)參數(shù)背熟，這樣的話會(huì)讓你感到頭

10、痛的，我們可以按操作手冊(cè)選用參應(yīng) 的參數(shù)號(hào)。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R(shí)T-UF DE91 OPERftTIkS DATA04 FAULT HIST0R710 5TRT/-ST0Pz)IR11 REFERENCE SELECTEXIT II SEL3、對(duì)變頻器設(shè)定的常用參數(shù)：1）電機(jī)參數(shù)：電機(jī)參數(shù)我們只需要將所配電機(jī)上的銘牌內(nèi)容輸入給變 頻器就行了，內(nèi)容有電機(jī)功率、電機(jī)額定電流、電機(jī)極數(shù)、電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速、電機(jī)額定電壓等。550變頻器此參數(shù)的設(shè)定在99號(hào)參數(shù)組內(nèi)（）。在9902內(nèi)還有一個(gè)運(yùn)

11、用宏參數(shù)，該參數(shù)可以讓用戶快速設(shè)置 到相對(duì)應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用中。代碼名稱范圍分辨率缺省值戶99:起動(dòng)數(shù)據(jù)S9902宏參數(shù)仁標(biāo)準(zhǔn)，2二三線制、6*19904電機(jī)控制模式1=速度，2=轉(zhuǎn)矩，量3=標(biāo)139905電機(jī)額定電壓115345V或200 600V1 V230V 或400V9906電機(jī)額定電流0.2* 2.0*0.1 A1.0*9907電機(jī)額定頻率10.0 5000.1509908電機(jī)額定轉(zhuǎn)速501800011440 /9909電機(jī)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(shí)間、減速時(shí)間（根據(jù)電機(jī)的大小設(shè)不同的值，如

12、一般 15 設(shè)5秒左右，電機(jī)越大，時(shí)間越長(zhǎng)）、最大電流、最大電壓（此二個(gè) 參數(shù)是對(duì)變頻器的保護(hù)，根據(jù)變頻器銘牌設(shè)定或用默認(rèn)值）500變頻 器對(duì)以上參數(shù)設(shè)定在20號(hào)及22號(hào)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(shí)間0.0 1800 s0.1 s5 S2203 減速時(shí)間0.0 1800 S0：Ts 5s3） 指領(lǐng)輸入?yún)?shù)：

13、對(duì)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(dòng)方式（本地/遠(yuǎn)程選擇）、啟動(dòng)/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(hào)、11號(hào)、12號(hào)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(jī)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(yùn)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(duì)應(yīng)開關(guān)量及模擬量的輸出端口設(shè)定， 一般有準(zhǔn)備、運(yùn)行、故障信號(hào)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(hào)、15號(hào)參數(shù)組內(nèi)。對(duì)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(yùn)行，各種品牌 的變頻器可根據(jù)其自己的參數(shù)號(hào)進(jìn)行設(shè)定，但對(duì)于一些特定場(chǎng)合的應(yīng)用 我們還需進(jìn)一步高級(jí)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(jí)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(jī)啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)特性，能更好的帶負(fù)載啟動(dòng)；設(shè)定能利 用變頻器特有的性能控制水泵類電機(jī)做調(diào)節(jié)，不再需要做控制；頻率屏 蔽點(diǎn)設(shè)定，可以跳過(guò)電機(jī)在某一頻率時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械共振等。此類參數(shù)設(shè) 定看實(shí)際應(yīng)用中具體而定。四、實(shí)際應(yīng)用例:1、 一臺(tái)3電機(jī)的正反轉(zhuǎn)帶速度控制1) 設(shè)計(jì)思路：選用一臺(tái)具有正反轉(zhuǎn)功能的變頻器，功率為 3，因?yàn)楣β瘦^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(hào)(準(zhǔn)備、

17、運(yùn)行、故障)，以及實(shí)際電流信號(hào)，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(hào)作控制2) 變頻器控制回路設(shè)計(jì)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(shuō)明代碼名稱設(shè)定值說(shuō)明9902應(yīng)用宏1標(biāo)準(zhǔn)型1104模擬量最小值009904電機(jī)控制模式1選用速度控制1105模擬量最大值50509905電機(jī)額定電壓400V參見(jiàn)電機(jī)銘牌1301模擬量低限20%對(duì)應(yīng)4990電機(jī)額定電7. 0A參見(jiàn)電機(jī)銘1302模擬量高100%對(duì)應(yīng)206流牌限990電機(jī)額定頻50參見(jiàn)電機(jī)銘1401輸出繼電1準(zhǔn)備信號(hào)7率牌器1990電機(jī)額定

18、速1410參見(jiàn)電機(jī)銘1402輸出繼電2運(yùn)行信號(hào)8度牌器2990電機(jī)額定功3參見(jiàn)電機(jī)銘1403輸出繼電3故障信號(hào)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(rèn)值，改善變頻器及對(duì)電機(jī)的控制特性,如加、減速，曲線等由調(diào)試中按實(shí)際運(yùn)行調(diào)節(jié)設(shè)定。4) 實(shí)際安裝及接線時(shí)應(yīng)注意要點(diǎn)：實(shí)際安裝中注意模擬量信號(hào)線的屏蔽，屏蔽接地在側(cè)，變頻 器側(cè)懸空；模擬量信號(hào)變頻器默認(rèn)為 0-20，所以必須要設(shè)定為4-20 ;因故障反饋信號(hào)是由輸出繼電器 3得到，該信號(hào)設(shè)置 1403為

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

20、見(jiàn)電機(jī)銘13011低限0%對(duì)應(yīng)0V6流牌990電機(jī)額定頻50參見(jiàn)電機(jī)銘13021高限100%對(duì)應(yīng)10V7率牌990電機(jī)額定速1460參見(jiàn)電機(jī)銘13042低限20%對(duì)應(yīng)48度牌990電機(jī)額定功15參見(jiàn)電機(jī)銘13052高限100%對(duì)應(yīng)209率牌1001命令1手-2線制控1402輸出繼電2運(yùn)行信號(hào)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(hào)55作急停用3值110模擬量最小004001P （增益）按實(shí)際調(diào)整4值110模擬量最大50504002I （積分）

21、按實(shí)際調(diào)整5值1102選擇19調(diào)節(jié)4003D （微分）按實(shí)際調(diào)整6110模擬量最小004005偏差信號(hào)1取反信號(hào)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(rèn)值，改善變頻器及對(duì)電機(jī)的控制特性，如 加、減速，曲線等由調(diào)試中按實(shí)際運(yùn)行調(diào)節(jié)設(shè)定；調(diào)節(jié)參數(shù)需實(shí)際 調(diào)試時(shí)對(duì)40參數(shù)組進(jìn)行修整改善，特別注意的是泵的出口壓力與電 機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)取反，即壓力高時(shí)要求降速，此參數(shù)在4005中設(shè)定。4 ） 控制原理說(shuō)明：手動(dòng)控制時(shí)，將手 / 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開（ 2=0 ），手動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)速。如果需要固定 某一頻率點(diǎn)，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(dòng)作控制時(shí)，將手 / 自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合（ 2=1 ），自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)閉合 （6=1 ），此時(shí) 1 、3 、4 均不起作用，電機(jī)將以 1 為設(shè)定點(diǎn)， 2 為實(shí)際 值進(jìn)行調(diào)節(jié)，泵出口壓力高，將會(huì)自動(dòng)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，以降低出口壓力， 反之相反。當(dāng)出現(xiàn)緊急事故時(shí)，可拍下急停按鈕（ 5=0 ），將不允許電機(jī)啟動(dòng)， 起到保護(hù)作用。電機(jī)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(duì)應(yīng)設(shè)定

23、。裝有二個(gè)指示燈表示電機(jī)的運(yùn)行、停止，由輸 出繼電器 2 的常開常、閉點(diǎn)分別取得信號(hào)。五、 故障分析與維修： 變頻器是一個(gè)高精度、高科技的電子元?dú)饧瑢?duì)它的故障處理，我們也 應(yīng)由簡(jiǎn)到繁的原則去加以分析維修，對(duì)于我們一般的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)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(shí)，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(huì)一致，但基本都會(huì)有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò) 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(shí)一般故障時(shí)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(shí)，我們還可以從變頻器的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)中檢查實(shí)際的開關(guān) 量信號(hào)、模擬量信號(hào)及實(shí)際變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)加以判斷是否正常， 55