基于VF0-200的變頻調(diào)速系統(tǒng)實驗探討

陳振、梅順齊L2、張智明L2

(1.武漢紡織大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院：2.數(shù)字化紡織裝備湖北省重點實驗室，武漢430200)

摘要：文章主要介紹了變頻調(diào)速基本工作原理，以松下VF0-200系列變頻器為例，詳細分析講解了面控和外控兩種變頻調(diào)速方法，對高校變頻調(diào)速教學(xué)以及從事變頻設(shè)備研究的工作人員都具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速;實驗;VF0-200

DOI:10.16640/j.cnkl.37-1222/t.2018.10.027

0引言

隨著科技進步，工業(yè)化和自動化化正在逐步改變著我們的生活，而工業(yè)化和自動化的實現(xiàn)離不開執(zhí)行單元交流異步電機，在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，變頻器是核心部件，通過調(diào)節(jié)改變變頻器的電阻，來實現(xiàn)改變電流的頻率，從而達到異步電機隨著電流頻率的改變而以不同的速度轉(zhuǎn)動‘”。

1變頻調(diào)速基本原理

眾所周知，異步電機轉(zhuǎn)速的基本表達式為，其中：

n—異步電機的轉(zhuǎn)速;

F—異步電機的通過電流頻率;

s—異步電機的轉(zhuǎn)差率;

p—異步電機的極對數(shù)。

對于一臺異步電機，其轉(zhuǎn)差率s和極對數(shù)p是固定的，由上述表達式，我們可以清楚的看到，異步電機的轉(zhuǎn)速n寫電流頻率f成正比。因此作者以松下VF0-200系列0.4kW變頻器為例，結(jié)合變頻調(diào)速實驗教學(xué)實踐，分別從面控速和外控調(diào)速兩個方面對變頻調(diào)速進行歸納

總結(jié)和講解，希望對有興趣從事變頻控制學(xué)習(xí)的人員有一定的幫助和啟發(fā)作用。

2VF0-200變頻器的基本結(jié)構(gòu)及重要參數(shù)

VF0-200系列0.4KW變頻器主要由控制面板、主電路接線端子、控制電路輸入輸出端、散熱底座幾大部分構(gòu)成，在實踐教學(xué)過程中我們接觸較多的主要是前三部分。

控制面板的主要功能是運行停止控制、顯示電流即時頻率、設(shè)定變頻器參數(shù)和切換模式等如圖1所示

主電路接線端子主要有主回路端子、接地端子排、制動電阻接線端子。主回路端子有五個接線端，其中L和N分別與電源的陽極、陰極相連，需要注意的是不能錯位相連，否則燒毀變頻器，U、V、W分別與電機相連。在0.2kW型號變頻器上沒有制動電阻接線端子。主電路端子及接線示意圖如圖2所示：

VF0-200變頻器的控制電路的接線端子示意圖如圖3所示

控制電路各按線端子的功能以及所對應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)可參讀VFO-200系列變頻器的使用手冊。

3變頻調(diào)速控制實例

由使用手冊我們可知，變頻器關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)P08、P09分別關(guān)聯(lián)運行指令和頻率設(shè)定指令，其參數(shù)設(shè)定直接控制變頻系統(tǒng)的面孔與外控選擇。P08、P09的參數(shù)可以再0-5之間進行設(shè)定，當(dāng)P08參數(shù)設(shè)定為O或1時，此時運行指令是面控，由控制面板上的按鈕來控制異步電機的啟動、停止、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，當(dāng)P08參數(shù)設(shè)定為2-5之間的數(shù)值時，控制電路的極限端子3為公共端子，通過接線端子3、5、6之間的組合來控制。當(dāng)P09參數(shù)設(shè)定為0或1時，頻率指令為面控，通過旋轉(zhuǎn)控制面板上的調(diào)節(jié)旋鈕來控制電機轉(zhuǎn)動的頻率，當(dāng)P09設(shè)定為2-5之間的數(shù)值時，通過變頻器控制端子的7、8、9進行組合，對應(yīng)不同階頻率進行運轉(zhuǎn)，不同階轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速頻率對應(yīng)著不同的關(guān)聯(lián)參數(shù)(詳見變頻器使用手冊)。

(1)變頻器調(diào)速實驗面控。以運行頻率25HZ為例，第一步既然我們要進行面控，毫無疑問要先把變頻器的運行指令和頻率指令設(shè)定為O或1;例如設(shè)定P08=0、P09=0，此時通電源按ON，變頻器工作指示燈亮，按下運行按鈕RUN電機就會以變頻器液晶顯示屏上顯示的頻率進行運轉(zhuǎn)，旅轉(zhuǎn)頻率調(diào)節(jié)旋鈕至25HZ，電機即以25HZ的轉(zhuǎn)速頻率進行運轉(zhuǎn);通過面控我們一樣可以實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)，通過控制面板上的MODE和上下鍵按鈕調(diào)整，F(xiàn)對應(yīng)正轉(zhuǎn)，R對應(yīng)反轉(zhuǎn)。

(2)變頻器調(diào)速實驗線控。在變頻器調(diào)速實驗中，線控也是外控的一種，分別在變頻器的控制電路接線端子3、5、6、7、8、9接上一根導(dǎo)線;例如設(shè)置P08=2、P09=2，我們將3、5短接電機以第一極轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)，斷開電機停止;將3、5、6短接電機以第一極轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)，7、8、9對應(yīng)變頻器的SW功能，3、5或者3、5、6分別與7、8、9進行組合時，電機會以不同的轉(zhuǎn)速進行轉(zhuǎn)動，不同級別轉(zhuǎn)速可以通過設(shè)置變頻器關(guān)聯(lián)參數(shù)進行設(shè)置，7、8、9轉(zhuǎn)速極對應(yīng)見下表。

(3)PLC變頻調(diào)速綜合實驗。PLC變頻調(diào)速綜合實驗其實也是外控的一種，利用PLC來控制變頻器控制電路接線端子之間的組合以及閉合斷開，并聯(lián)兩個開關(guān)按鈕，一個常開一個常閉分別作為啟動和停止按鈕，根據(jù)不同的需求，我們可以編寫不同的梯形圖來控制變頻系統(tǒng)，變頻系統(tǒng)接線電路圖如圖4所示。

4總結(jié)

變頻系統(tǒng)是運動控制中較為關(guān)鍵的重要轉(zhuǎn)換器嗍，然而對于初學(xué)入門者，很難理解和掌握變頻系統(tǒng)的基本操作和含義。本文結(jié)合本科變頻調(diào)速系統(tǒng)教學(xué)實驗，將變頻調(diào)速實驗進行歸納總結(jié)，以文字步驟的形式呈現(xiàn)，通俗易懂，有助于幫助初學(xué)者輕松掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)，具有一定的參考價值。

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作者簡介：陳振(1987-)，男，湖北黃岡人，碩士研究生，助理實驗師.研究方向：機電一體化、紡織裝備制造。