浅谈变频器控制正反转线路的研究

于艳平 钱冬

【摘要】    通过研究变频器实验系统的功能及应用实例的解析使读者掌握变频器的基础知识，根据给定的任务要求，绘制变频器控制电路图，对元件在试验板上进行合理布置和安装，达到美观紧固的要求，通过操作变频器键盘，正确设置参数，完成通电调试。

【关键词】    变频器实验系统    变频器参数设置    正反转控制线路

一、变频器基础知识

1.1变频器简介

变频器是把电压、频率固定的交流电变成可调节电压、频率的交流电的变换器。电路分为：主电路和控制电路。

1.主电路由整流电路和能耗电路以及逆变电路组成;

2.控制电路以DSP或者单片机为核心元件，实现数字化控制;

3.外部端子包括主电路端子和控制电路端子。

FR-D740变频器有以下以及部分组成：操作面板、电压/电流输入切换开关、PU接口、前盖板、控制电路端子排、控制逻辑切换跨接器、主电路端子排、梳形配线盖板、冷却风扇组成。

二、变频器控制正反转线路的学习目标分析

1.学生掌握变频器基础知识;

2.根据给定的任务额要求，能够绘制变频器的电路图;

3.能够把元件在配电板上合理布置，安装;

4.掌握安装技术，达到安装美观、紧固的要求;

5.熟练操作变频器键盘，并能正确设置参数;

6.能够正确使用电工工具以及万用表，进行通电调试并进行阐述;

7.能够根据给定电路图，按国家电气绘图规范及标准，绘制变频器控制的电路图，写出变频器需要设定的参数。

三、用变频器改造三相异步电动机正反转控制线路分析

3.1变频器的操作面板及基本操作

1.运行模式的操作：变频器接通电源后（又称上电），会自动进入外部运行模式（EXT灯亮），可以通过[PU/EXT]键在“外部运行模式”“PU运行模式”“PU点动运行模式（JOG）”中直接切换，更改运行模式。

2.监视模式操作：监视模式用于显示变频器的工作频率、电流大小、电压大小和报警信息，方便用户了解变频器的工作情况。

3.频率设定模式的操作：频率设定模式用来设置变频器的工作频率。

4.参数设定模式的操作：在操作变频器时，需要根据控制要求向变频器输人一些参数，如上限频率、下限频率，加减速时间等。设定参数时需要把运行模式设定为PU运行模式，即“PU”灯亮才能设定。

5.参数清除、全部清除的操作：参数清除操作可以实现参数的初始化到出厂设定值，其操作要点是通过设定Pr.CL参数清除、ALLC参数全部清除=1，使得参数恢复为初始值。

6.报警记录的查看和清除：当变频器运行中出现故障而发生异常，则会出现报警指示，错误信息将以故障代码的形式在操作面板监视器上显示。

3.2用变频器改造三相异步电动机正反转控制线路

如图2。

3.3设计步骤

1.电路设计：根据给定任务要求绘制变频器的电路图。

2.安装与接线：在配电板上合理布置元件，紧固安装元件并达到美观的效果。根据给定电路图，按国家电气绘图规范及标准，绘制变频器控制的电路图，写出变频器需要设定的参数并且把元件安装在配线板上，做到布置要合理、安装准确、紧固、美观。要求主电路与控制电路接线时注意颜色分开。接过程中注意合理性与美观性，KA1/KA2分别用KM1/KM2替代。

3.检测与通电调试： 设置参数。操作变频器键盘，正确设置参数。

4.观察现象，完成工作页。

3.4说明

1. STF/STR/RL/RM/RH为开关量控制，属于外部模式，控制正反转速度;STF为正转启动端子，STF信号ON时为正转，OFF时停止指令;STR为正转启动端子，STR信号ON时为正转，OFF时停止指令;STF、STR信号同时为ON时变成停止指令。

2.模拟控制端口（2、5、10.......）加电压、电流信号，用电位器进行调节，用来控制调节速度的变化。

3.输入输出千万不能搞错，输入380V。

4.控制信号无电源输入。

5.参数说明。

PR79......2 表示外部功能（开关控制量）。PR180、PR181、PR182三个端可以改变RL/RM/RH，但是不能用于设置正反转端口。速度单位是Hz。热保护、电流保护、过载保护代替继电器。

RL----L2/RM-----L1/RH-----KM1/SD相当于PLC的公共端COM。

6.电路设计：根据给定电路图，按国家电气绘图规范及标准，绘制变频器控制的电路图，写出变频器需要设定的参数。

7.学生注意元件安装：把元件安装在配线板上，布置要合理，安装要准确、紧固、美观。

采用板前明线敷设，要求紧固、美观，电源和电动机配线、按钮接线要接到端子排上。

8.本课题使用的是：高速与中速，RL/RM同时得电时，按照RL速度运行，RM/RH同时得电时，按照RM速度运行，接触器KM有掉电保护。

四、通电调试并根据要求进行参数的设置，改变速度

1.变频器操作运行：当变频器参数设置完毕后，按照控制要求进行调试。

2.安全注意事項：操作过程中务必注意安全，根据要求合理进行断电与启动。

检查元器件的规格是否符合要求，并且利用万用表检测元器件的好坏。根据变频器的电路原理图和接线图，按照实际的配电要求和原则以及工艺要求进行配线安装。操作的基本要求为将变频与电源和电动机进行正确的接线，即将380 V三相交流源连接至变频器的输入端“R、S、T”;将变频器的输出端“U、V、W”连接至三相笼型步电动机，同时还要进行相应的接地保护连接。

正、反转控制开关SA1和SA2分别接到频器的“STF”和“STR”接线柱上。点动控制开关SA3则接到变频器的“JOG”接柱上。

3.调试现象：按下SB2电动机高速正转，按下SB1电动机停止。按下SB3电动机低速反转，按下SB1电动机停止。

五、结束语

变频器改造三相异步电动机正反转控制线路操作系统简单，可靠性高，维护方便，抗干扰性强及自动化程度高，对于变频器的认识实验和应用实验有承上启下的作用。用STF、STR等启动命令端子控制电动机的启停，是通过接点控制端子的“通”、“断”来控制的。

在过去，直流调速一直优于交流调速，因为直流调速系统具有较为优良的静、动态性能指标。但是在实际工作过程中在一些调速性能要求较高的场合，仍然需要采用直流调速。随着社会的发展和科技的进步，使得变频器技术得到高速的发展，使得交流调速系统可以和直流调速系统相比美。

通过教学过程中的实际应用和研究，更加了解变频器控制电动机正反转的原理和相关知识，利用变频器来实现电动机的正反转控制，同时对于变频器的应用实例需要进一步的研究和探索。

参  考  文  献

[1]王占奎等编著.交流变频调速应用例集[M].北京：科学出版社.1995.

[2]陈相志等编著.交直流调速系统（第2版）.北京：人民邮电出版社.2016.

[3]陈山，朱莉等编著.《变频器基础及使用教程》.化学工业出版社.2016.