變頻器的功能是將工頻(50Hz或60Hz)交流電源轉換成頻率可變的交流電源提供給電動機,通過改變交流電源的頻率來對電動機進行調速控制。變頻器種類很多,主要可分為兩類:交-直-交型變頻器和交-交型變頻器。
交-直-交型變頻器利用電先將工頻電源轉換成直流電源,再將直流電源轉換成頻率可變的交流電源,然后提供給電動機,通過調節(jié)輸出電源的頻率來改變電動機的轉速。
交-交型變頻器利用電直接將工頻電源轉換成頻率可變的交流電源并提供給電動機,通過調節(jié)輸出電源的頻率來改變電動機的轉速。
交-交變頻電一般只能將輸入交流電頻率降低輸出,而工頻電源頻率本來就低,所以交-交型變頻器的調速范圍很窄,另外這種變頻器要采用大量的晶閘管等電力電子器件,導致裝置體積大、成本高,故交-交型變頻器使用遠沒有交-直-交型變頻器廣泛,因此本文主要介紹交-直-交型變頻器。
主回接線端子排如下圖所示。端子排上的R、S、T端子與三相工頻電源連接,若與單相工頻電源連接,必須接R、S端子;U、V、W端子與電動機連接;P1、P端子,RP、PX端子,R、R1端子和S、S1端子用短接片連接;接地端子用螺絲與接地線連接固定。
PX、PR端子外接短片,將內部制動電阻和制動控制器件連接起來。如果內部制動電阻制動效果不理想,可將PX、PR端子之間的短片取下,再在P、PR端外接制動電阻。
P、N端子分別為內部直流電壓的正、負端,如果要增強減速時的制動能力,可將PX、PR端子之間的短片取下,再在P、N端外接專用制動單元(即制動電)。
R1、S1端子內接控制電,外部通過短片與R、S端子連接,R、S端的電源通過短片由R1、S1端子提供給控制電作為電源。如果希望R、S、T端無工頻電源輸入時控制電也能工作,可以取下R、R1和S、S1之間的短片,將兩相工頻電源直接接R1、S1端。
在連接時要注意電源線絕對不能接U、V、W端,否則會損壞變頻器內部電,由于變頻器工作時可能會漏電,為安全起見,應將接地端子與接地線連接好,以便泄放變頻器漏電電流。
變頻器的選件較多,主要有外接制動電阻、FR-BU制動單元、FR-HC提高功率因數(shù)整流器、FR-RC能量回饋單元和改善功率因數(shù)直流電抗器等。下面就先介紹常用的外接制動電阻和直流電抗器的連接,其它選件的連接可參見三菱FR-A540型變頻器使用手冊。
控制回外接電源接線默認與R、S端子連接。在工作時,如果變頻器出現(xiàn)異常,可能會導致變頻器電源輸入端的斷器(或接觸器)斷開,變頻器控制回電源也隨之斷開,變頻器無法輸出異常顯示信號。為了在需要時保持異常信號,可將控制回的電源R1、S1端子與斷器輸入側的兩相電源線連接,這樣斷器斷開后,控制回仍有電源提供。
FR-A540型變頻器有漏型和源型兩種控制邏輯,出廠時設置為漏型邏輯。若要將變頻器的控制邏輯改為源邏輯,可按下圖進行操作,具體操作過程如下:
圖中的正轉按鈕接在STF端子與SD端子之間,當按下正轉按鈕時,變頻器內部電源產生電流從STF端子流出,經正轉按鈕從SD端子回到內部電源的負極,該電流的途徑如圖所示。另外,當變頻器內部三極管集電極開輸出端需要外接電時,需要以SE端作為公共端,外接電的電流從相應端子(如圖中的RUN端子)流入,在內部流經三極管,最后從SE端子流出,電流的途徑如圖中箭頭所示,圖中虛線連接的二極管表示在漏型控制邏輯下不導通。
圖中的正轉按鈕需接在STF端子與PC端子之間,當按下正轉按鈕時,變頻器內部電源產生電流從PC端子流出,經正轉按鈕從STF端子流入,回到內部電源的負極,該電流的途徑如圖所示。另外,當變頻器內部三極管集電極開輸出端需要外接電時,須以SE端作為公共端,并要求電流從SE端流入,在內部流經三極管,最后從相應端子(如圖中的RUN端子)流出,電流的途徑如圖中箭頭所示,圖中虛線連接的二極管表示在源型控制邏輯下不能導通。
上圖中的停止按鈕是一個常閉按鈕,當按下正轉按鈕時,STF端子會流出電流,途徑是:STF端子流出→正轉按鈕→STOP端子→停止按鈕→SD端子流入,STF端子有電流輸出,表示該端子有正轉指令輸入,變頻器輸出正轉電源給電動機,讓電動機正轉。松開正轉按鈕,STF端子無電流輸出,電動機停轉。如果按下停止按鈕,STOP、STF、STR端子均無法輸出電流,無法啟動電動機運轉。
例如在漏型邏輯下進行瞬時掉電再啟動,先將端子CS-SD短接,如上圖所示,再將參數(shù)Pr.57設定為除“9999”以外的“瞬時掉電再啟動運行時間”。
使用PC、SD端子可向外提供直流24V電源時,PC為電源正極,SD為電源負極(公共端)。PC端可向外提供18V至26V直流電壓,容許電流為0.1A。
計算機與單臺變頻器連接時,PU接口的連接如下圖所示。在連接時,計算機的RS-485接口和變頻器的PU接口都使用RJ45接頭(俗稱水晶頭),中間的連接線BASE-T電纜(如計算機聯(lián)網用的雙絞線)。
PU接口與RS-485接口的接線方法如下圖所示。由于PU接口的引腳②和引腳⑧的功能是為操作面板提供電源,在與計算機進行RS-485通訊時不用這些引腳。
計算機與多臺變頻器連接時,PU接口的連接如下圖所示。圖中分配器的功能是將一信號分成多信號,另外,由于傳送速度、距離的原因,可能會出現(xiàn)信號反射造成通信障礙,為此可給最后一臺變頻器的分配器安裝終端電阻(100Ω)。
由于大多數(shù)計算機不帶RS-485接口,而帶RS-232C接口(串口,又稱COM口)的計算機較多,為了使帶RS-232C接口的計算機也能與PU口連接,可使用RS-232C轉RS-485接口轉換器。