变频器基本功能解析

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：新一代的变频器除能完成电动机变频器调速的基本功能外，还具有内置的可编程、参数辨识、通信及保护等功能。变频器的保护动作启动后，有相应的显示，指示故障原因。

新一代的变频器除能完成电动机变频器调速的基本功能外，还具有内置的可编程、参数辨识、通信及保护等功能。

1.自动加减速

变频器可实现模糊最优加减速，它根据电动机的负载状态而自动设定加减速的最短时间；或者在设定的最短加减时间内，将加速电流限制，将减速的直流过电压控制在允许值以内。

通常可供选择的升速功能从升速时间和升速方式考虑。升速时间是给定频率从0Hz上升至基本频率所需的时间，升速时间越短，频率上升越快，越容易出现过电流。升速方式主要有线性方式、S形方式和半S形方式。线性方式在升速过程中频率与时间成线性关系；S形方式在升速过程中开始和结束阶段较缓慢，升速过程的中间阶段按线性方式升速，整个升速过程的频率与时间曲线呈S形；半S形方式在升速过程中开始较缓慢，升速过程的中间阶段和结束阶段按线性方式升速，整个升速过程的频率与时间曲线呈半S形。

与升速过程相似，电动机的降速和停止过程是通过逐渐降低频率来实现的。在降速时电动机的同步转速低于转子转速，电动机处于再生制动状态，电动机将机械能转化为交流电能送回给变频器，变频器的逆变电路将交流电能转换为直流电能从而使直流电压升高。如果频率下降太快，使转差增大，一方面使再生电流增大，可能造成过电流，另一方面，直流电压可能升高至超过允许值的程度，而造成过电压。

通常可供选择的降速功能有降速时间和降速方式。降速时间为给定频率从基本频率下降至0Hz时所需要的时间，降速时间越短，频率下降越快，越容易产生过电压和过电流。降速方式有线性方式、S形方式和半S形方式3种。线性方式在降速过程中频率与时间成线性关系；S形方式在降速过程中开始和结束阶段较缓慢，降速过程的中间阶段按线性方式降速，整个降速过程的频率与时间曲线呈S形；半S形方式在降速过程中开始较缓慢，降速过程的中间阶段和结束阶段按线性方式升速，整个降速过程的频率与时间曲线呈半S形。

2.多段程序运行

变频器可以根据预设的速度值和运行时间执行多段程序运行。例如，各段可运行时间、加减速时间以及正反向均可事先设定。其特点是将一个完整的工作过程分为若干个程序步骤，各程序步骤的旋转方向、运行速度、工作时间或距离等都可以预置，各程序步骤之间的切换可以自动进行。

3.节能

变频器能自动选定输出电压，使电动机运行于最小电流状态，从而使电动机运行损耗最低，其效率在原有节能基础上再提高3%。

4.电动机参数辨识

无速度传感器矢量控制变频器需要根据电动机参数推算转速观测值。一般制造厂商将变频器供电的标准电动机参数事先设定好，也可以由用户将所用电动机的参数进行新的设定。新型变频器也可以做到第1次试运行时按规定程序自动辨识电动机参数并打印出来，这样就拓宽了变频器的应用范围，而且使用很方便。

5.通信和反馈功能

新型变频器一般都带有RS232/422/485通信接口，可以实现上位工控机对变频器的通信功能，可将上位机的运行指令下达，或将变频器的运行状态上传。在需要高精度控制时，可选用编码器，交转速反馈信号反馈到变频器，构成闭环系统。完善的软件功能和规范的通信协议，使它可实现灵活的系统组态，组成现场总线系统，变频器在其中作为通信的从站和传动执行装置。

6.控制功能

目前的变频器功能非常强，具有转矩提升、转差补偿、转矩限定、直流制动、S形运行、频率跳跃、瞬时停电自动再起动、重试等功能外，还有转矩矢量控制。实现高起动转矩；低干扰控制方式（低干扰型控制电源、矢量分段PWM控制、软开关），避开频率点功能和瞬时停电自动再起步、PID控制功能等。

另外，变频器还设置有控制方式选择功能，用户可以根据实际应用，可以选择某一种控制方式，而且可以实现不同控制方式之间的切换。

7.保护和监控功能

变频器的保护和监控功能主要有过电流、过电压、欠电压、过热、逆变器过热、电动机过热、通信出错、CPU故障等。变频器的保护动作启动后，有相应的显示，指示故障原因。

变频器基本功能解析

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