廊坊职业技术学院教案
课程名称：变频器应用技术授课专业：电气自动化技术授课班级：高职电气自动化0301班授课学时,60
授课教师：谷俊婷教研室主任签字：
系主任签字：
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
1
授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§绪论、§1 基础知识
教学目的
1．掌握课程性质、内容
2．复习并引伸三相异步电动机的相关知识
重点、难点
1．三相异步电动机在变频的同时须变压的原因
2．变频调速的说明
复习提问
1.三相异步电动机旋转磁场的转速、转差率、转速；
2.三相异步电动机的机械特性曲线及其特殊点；
3.三相异步电动机的起动和制动
作 业
习题,1-5、1-6、1-9
课后小结
小结：1.介绍变频器、其发展历程、应用现状、发展趋势；
2．课程内容、特点及学习的要求。
3．复习三相异步电动机的基础知识
4．变频调速的说明
绪 论一、概述
1．与其他专业课程的关系,
“变频器应用”是“数学”、“物理”、“电工基础”、“电子技术”、“电力电子技术”、“电力拖动”等课程的后续课程，同时又与,交直流调速系统”、“ＰＬＣ控制技术”等专业课程有着横向联系。
2．概述：
变频器是由计算机控制电力电子器件、将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电气设备，用以驱动交流电动机进行变频调速。
二、变频器的发展历程
1．直流调速系统的优缺点：
2．交流调速系统的优缺点：
3．变频器的诞生和发展：微电子技术和电力电子技术的发展、计算机技术的发展三、我国变频器的应用现状
1．起步较晚
2．目前，进入“黄金时期”
3．变频调速的效果
4．变频器的应用，目前不足十分之一，原因；奠定学生学习的动力。
四、变频器的发展趋势
1．向专用型方向发展
2．向人性化方向发展
3．易用性不断提高
4．功率结构模块化
5．智能化
6．减小谐波影响五、课程的性质和任务
“变频器应用”是一门应用性较强的专业课程，课程的主要任务是使学生深入掌握变频器应用的基础知识和基本技能。
六、课程特点及学习的要求
1．涉及面广 变频器是高科技的产品，技术含量高。
2．实践性强 侧重变频器的应用。
3．无重点─又都是重点 与应用有关的任何知识都是重点，细小的疏忽也会导致严重问题
4．学习中要处理好以下几个关系：
（1）理论分析的基础性、连贯性与实用性
（2）与其他专业课程知识的关系：一方面他为我用，另一方面我为他用。
（3）具体的应用方法与一般的应用能力──前者是学习的形式，后者是学习的目的。
5．要求与考核标准
（1）课堂要求
（2）作业要求
（3）成绩评定
a、作业、测验成绩
b、纪律成绩
c、印象成绩
d、期末试卷成绩第一章 基础知识第一节 三相异步电动机在变频调速拖动系统中，使用的电动机大多数是三相异步电动机。为了说明变频器的功能和应用，有必要先了解三相异步电动机的相关知识。
一、三相异步电动机的工作原理
1．旋转磁场与转差率
（1）旋转磁场的转速（同步转速n1）
n1=60?1/p
式中：n1——旋转磁场转速，又称为同步转速，单位为r/min；
1——电源的频率，单位为Hz；
p——旋转磁场的磁极对数。
n1的旋转方向由电源的相序决定：若电源为顺相序，同步转速n1为顺时针旋转方向，当将三相电源的任意两相对调（即电源为逆相序），n1则为逆时针方向。
（2）转差率s
根据结构不同分 转子 笼型 变频调速中采用
线绕型 变频调速中可以用，但较少采用
①转速差△n 即△n =n1-n
式中：转子的转速---n
旋转磁场的转速---n1
②转差率s 即s=(n1-n)/n1
s是分析异步电动机运行状态的重要参数。起动瞬间，n =0，s =1；额定转速运行时，s很小，约为0.02～0.06；空载运行时，n略小于n1，s ≈0。
（3）转子转速n n=(1-s)60?1/p
转子转速n与电源频率?1、磁极对数p、转差率s有关。三相异步电动机的调速方式有：变频（?1）调速、变极（p）调速、变转差率（s）调速。
2．三相异步电动机的电磁特性
（1）感应电动势E1 E1=4.44K1N1?1Φm
式中,E1——定子绕组的感应电动势有效值
K1——定子绕组的绕组系数，K1<1
N1——定子每相绕组的匝数
1——定子绕组感应电动势的频率，即电源的频率
Φm——主磁通可见：E1∝?1Φm
将△U忽略，则E1≈U1∝?1Φm
（2）U1/?1 =常数异步电动机是根据其工作在额定电压、额定频率以及额定磁通下进行设计的,其磁通Φm选在了铁芯磁化曲线的接近饱和处。Φm的大小关系到电动机的电磁转矩，并与电动机的工作电流成正比。如?1下降，U1不变，则Φm上升。因为Φm已设计在接近饱和处，Φm上升即进入磁化曲线的饱和区，引起工作电流大幅度增加，使电动机过热损坏。如?1上升，U1不变，则Φm下降，将使工作电流下降。由于电流的下降，电动机的输出转矩不足。为了保持电动机的Φm不变，即电动机的转矩不变，在?1变化的同时，U1必须同时变化，使U1与?1的比值保持恒定，即U1/?1 =常数
变频器在工作时，有时?1调的很低，同时U1也很低。此时定子绕组上的电压降△U在电压U1中所占的比例不能忽略。由于△U所占比例增加，将使定子电流减小，从而使Φm减小，这将引起低速时的输出转矩减小。此时，可提高U1来补偿△U的影响，使得E1/?1不变，即Φm不变，这种控制方法称为电压补偿，也称为转矩补偿。
二、三相异步电动机的机械特性电动机的电磁转矩T与转子转速n之间的关系，称为电动机的机械特性，即n=?（T） 如图所示
下面讨论曲线上几个特殊的转矩：Tst、TN、TM
三、三相异步电动机的调速
1．变极调速三相异步电动机的变极调速是有级调速，通过改变磁极对数p，可以得到2:1调速、3:2调速、4:3调速及三速电机等，调速的级数很少。由于磁极对数p取决于定子绕组的结构，而且笼型转子的极数能自动地保持与定子极数相等，所以此调速只适用于特制的笼型异步电动机，这种电动机结构复杂，成本高。
2．变转差率调速变转差调速一般适用于线绕型异步电动机或滑差电动机。具体的实现方法很多，比如：转子串电阻的串级调速、调压调速、电磁转差离合器调速等等。随着s的增大，电动机的机械特性变软，效率降低。
3．变频率调速变频调速具有调速范围宽，调速平滑性好，调速前后的不改变机械特性硬度，调速的动态特性好等特点。根据电动机理论，当?1较高时，忽略定子绕组电阻，最大电磁转矩TM∝（U1/?1）2、临界转差率sL ∝1/?1、对应临界转速的转速差△n = sL n1 = sL 60?1/p为常数、起动转矩Tst∝U21/?13；当?1较低时，定子绕组电阻的影响不可忽略，最大电磁转矩TM随着频率的减小而减小、转速差△n 仍为常数、Tst随着频率减小而减小。按照上述分析，可以大致了解变频调速的机械特性，如图所示。下面分两种情况进行说明。⑴基频以下的恒磁通变频调速调速时，通常以电动机的额定频率为基本频率,即基频。在基频以下调速时，须保持E1/?1恒定即保持主磁通Φm恒定。由于E1难以直接控制,?1较高时，保持U1/?1恒定，即可近似地保持主磁通Φm恒定。由于TM∝（U1/?1）2，保持U1/?1恒定时，TM恒定，电动机带动负载的能力不变；而且此过程中，转速差△n基本不变，所以调速后的机械特性曲线平行地移动，电动机的输出转矩不变，属于恒转矩调速。
当?1较低时，若仍由U1/?1恒定来代替E1/?1恒定，会带来较大的误差，TM和Tst随着频率的减小而减小，电动机带动负载的能力变小。此时，若仍由U1/?1恒定来代替E1/?1恒定，可采用电压补偿方法，即适当提高电压U1，目的是补偿定子阻抗压降，近似保持E1/?1恒定，提高电动机带动负载的能力，其机械特性曲线如图虚线所示。
⑵基频以上的弱磁变频调速由于电动机不能超过额定电压运行，所以频率由额定值向上升高时，定子电压不可能随之升高，只能保持在额定值不变。这样必然会使Φm随着?1的升高而下降，类似于直流电动机的弱磁调速。
由于TM∝（U1/?1）2，保持U1恒定时，TM随着?1的升高而下降，电动机带动负载的能力变小；随着?1的升高，Φm下降，电磁转矩T下降，而转速上升，属于近似恒功率调速。
第二节 三相异步电动机的起动和制动从提高劳动生产率的角度看，电动机起动时间、制动时间越短越好。但是由于三相异步电动机起动和制动的具体特点，起动时间、制动时间又不能太短。
一、起动
1.要求,有不太大的起动电流 但是直接起动时情况恰恰相反足够大的起动转矩动态转矩△T很小
2．低频起动：在变频调速拖动系统中，变频器用降低频率?1（从而也降低了U1）的方法来起动电动机。启动过程如下图。
优点：转速差△n被限制在一定的范围，起动电流也将被限制在一定的范围内，而且动态转矩△T很小，起动过程很平稳。
二、制动电动机的制动状态是指电磁转矩T与转子转速n方向相反的状态。三相异步电动机的制动方式有直流制动、回馈制动和反接制动，通常反接制动在变频调速系统中应用很少，下面介绍前两种制动方式。
1．直流制动
（1）原理 电动机制动时，切断电动机的三相电源，在定子绕组中通入直流电，产生一恒定磁场。由于转子在机械惯性作用下仍按原方向旋转，它切割恒定磁场产生感应电流，用左手定则可判断感应电流在磁场中受力方向，从而可判断电磁转矩方向与转子转速方向相反，为制动转矩。
（2）直流制动过程 由电动运行状态的A点平跳至曲线②的B点，在制动转矩和负载转矩共同作用下沿着曲线②减速，直到n=0，直流制动结束。
（3）实质 将转子中储存的机械能转换成电能，并消耗在转子电阻上。
(a) 直流制动的原理 (b) 直流制动的机械特性曲线
①为原电动运行状态机械特性曲线
②为直流制动运行状态机械特性曲线
2．回馈制动
（1）原理 由于某些原因，当n>n1时,则转子切割旋转磁场的方向和电动运行状态（n<n1）正好相反,转子中感应电动势和电流的方向也相反，电磁转矩T也就和n反向，为制动转矩。
（2）实质 将轴上的机械能转换成电能，回馈给电源。
（3）下面分析两种不同的回馈制动情况：
①起重机下放重物时 由于重力作用，电动机转速n沿曲线①增加，当n>n1时,电磁转矩T为制动转矩，直到T=TB=TL，工作点由A点移至B点，重物以nB匀速下放。
②变频调速时?1降低瞬间，由于机械惯性，电动机转速n来不及变化，工作点由A点平跳至C 点，于是得到制动转矩TC，使电动机沿着曲线②减速。
曲线①第一象限为电动机电动运行状态。
曲线①第二象限起重机下放重物时电动机处于回馈制动状态曲线②第二象限频率降低时电动机处于回馈制动状态
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变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
1
授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§1基础知识
教学目的
1.复习电力电子器件、PWM原理
2.掌握逆变电路的变压变频原理
3.掌握变频器各组成部分及其功能
4.了解变频器分类
重点、难点
1,逆变电路的变压变频原理
2,制动的原理
复习提问
1.三相异步电动机在变频的同时须变压的原因
作 业
习题：1-15、1-16、1-17
课后小结
1,常见IGBT等电力电子器件结构和特性的介绍
2．SPWM逆变电路的变压变频原理
3．变频器的组成,分类
第三节 电力电子器件简介在定性分析变频电路时，可将电力电子器件作为理想开关来对待，其理想伏安特性曲线如图所示
一、晶闸管（SCR）
1．结构：晶闸管内部是四层（PNPN）半导体器件，有三个引出极分别为阳极A、阴极K、门极G，其电气图形符号和内部等效电路如图所示。
（a）电气图形符号 （b）内部等效电路 （c）伏安特性曲线
2．特性：SCR的阳极伏安特性曲线表示其阳极电压和阳极电流关系。晶闸管的触发导通条件是在阳极和阴极间加正向电压，同时在门极和阴极间也加正向电压。当两者同时具备时，则有电流IG从门极流入V2管的基极，经V2管放大产生集电极电流IC2，IC2又是V1管的基极电流，再经V1管放大，其集电极电流IC1又流入V2管的基极，如此循环产生强烈的正反馈，使两个晶体管快速饱和导通。晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。若要使晶闸管关断，只要阳极电流IA小于维持电流IH，上述正反馈无法维持，管子自然关断。维持电流IH是保持晶闸管导通的最小电流。
3．优缺点：SCR属于电流控制型元件，其控制电路复杂、庞大，工作频率低，效率低等缺点限制了它们的应用和发展。SCR的优势在于电压、电流容量较大，目前仍广泛应用在可控整流和交-交变频等变流电路中。
二、门极可关断晶闸管（GTO）
1．结构门极可关断晶闸管的三个引出极分别为阳极A、阴极K、门极G，其电气图形符号如图a所示。GTO是一种多元功率集成器件，它是由十几个甚至数百个共阳极的小GTO元组成。这种结构是为了便于实现门极控制其关断而设计的。小GTO元内部是PNPN四层半导体结构，其等效电路如图b。
2．特性
GTO的阳极伏安特性曲线表示GTO阳极电压和阳极电流关系。
GTO的工作原理为：当阳极加正向电压，门极加一合适的正向电流时，GTO的内部有一强烈的电流正反馈过程，使GTO浅饱和导通；当门极加一合适的反向电流，使GTO 内部的电流正反馈无法维持,GTO退出浅饱和而关断。
3．优缺点：GTO属于电流控制型元件，其驱动功率大，驱动电路复杂；GTO的关断控制易失败，工作频率不够高，一般在10KHz以下。它的优势在于电压、电流容量较大，目前其电压可达到6000V、电流可达到6000A，因此GTO多应用于大功率高压变频器。
三、电力晶体管（GTR）
1．结构单管GTR结构与普通的双极结型晶体管类似，由三层半导体（分别引出集电极c、基极b、发射极e）形成的两个PN结（集电结和发射结）构成，有NPN和PNP两种结构，多采用NPN结构，其电气图形符号如图所示。变频器用的GTR一般是GTR模块，它是将两只或四只、六只甚至七只单管GTR或达林顿式GTR的管芯封装在一个管壳内，这样的结构是为了耐高压、大电流，开关特性好。
2．特性
GTR的伏安特性曲线表示GTR的基极电压和集电极电流的关系。
3．优缺点：和普通晶体管一样，GTR也是一种电流放大器件，具有三种基本工作状态，即截止、放大、饱和。在变频电路中，GTR作为开关器件，应在截止（关）和饱和（开）两种状态之间交替，不允许工作在放大状态，否则管子的功耗将增大数百倍，使管子过热损坏。
由于GTR的工作频率较低，一般在5～10KHz。它又属于电流驱动型器件，其驱动功率大，驱动电路复杂，而且GTR耐冲击能力差，易受二次击穿损坏。所以目前GTR的应用一般被绝缘栅双极晶体管（IGBT）所替代。
四、电力场效应晶体管（MOSFET）
1．结构电力场效应晶体管（MOSFET）的三个引出极为：源极S、漏极D、栅极G。变频器使用的电力场效应晶体管一般是N沟道增强型，其电气图形符号如图所示，
2．特性其伏安特性曲线反映了输出电压uDS和输出电流iD的关系，也称之为输出特性曲线。
MOSFET的工作特点是用栅极电压uGS控制漏极电流iD：当0﹤uGS≤UGS(th)（开启电压）时，管子截止，无iD；当uGS﹥UGS(th),uDS加正压，管子导通，uDS越大则iD越大，在相同的uDS下，uGS越大，iD越大。uGS与iD的关系称为Power MOSFET的转移特性，其曲线如图所示.
3．优缺点：MOSFET属于电压驱动型器件，输入阻抗高，驱动功率小，驱动电路简单；开关速度快，开关频率可达500KHz以上。MOSFET的缺点是电流容量小，耐压低。
五,绝缘栅双极晶体管（IGBT）
1．结构
IGBT是MOSFET和GTR取长补短相结合的产物，是具有栅极G、集电极C、和发射极E的三端元器件。其等效电路和电气图形符号如图所示。IGBT的控制部分与MOSFET相同：电压控制型，控制信号为uGE，输入阻抗高，栅极电流iG约为零，驱动功率小；IGBT的主电路和GTR相同：工作电流为iC。
2．特性
IGBT的输出特性曲线反映了输出电压uCE和输出电流iC的关系。
IGBT工作在开关状态时和GTR一样，在阻断状态和饱和导通状态之间转换，不允许在放大状态停留。IGBT的工作特点是用栅极电压uGE控制集电极电流iC：当uGE≤UGE(th)（开启电压）时，IGBT截止，无iC；当uGE﹥UGE(th) 时，uCE加正压，IGBT导通，其输出电流iC与驱动电压uGE基本呈线形关系。如图1-12b所示为IGBT的驱动电压uGE与输出电流iC的关系，此曲线称为IGBT的转移特性曲线。
3．优缺点：IGBT的输出特性好，开关速度快，工作频率高，一般可达到20KHz以上，通态压降比MOSFET低，输入阻抗高，耐压、耐流能力比MOSFET和GTR提高，最大电流可达1800A，最高电压可达4500V。目前，在中小容量变频器电路中，IGBT的应用处于绝对的优势。
六、集成门极换流晶闸管（IGCT）
IGCT是GTO的派生器件，其基本结构在GTO的基础上采取了一系列的改进措施，比如特殊的环状门极、与管芯集成在一起的门极驱动电路等等。这使得IGCT不仅具有与GTO相当的容量，而且具有优良的开通和关断能力。
目前，4000A、4500V及5500V的IGCT已研制成功。在大容量变频电路中，IGCT被广泛应用。
七、智能功率模块（IPM）
IPM是将大功率开关器件和驱动电路、保护电路、检测电路等集成在同一个模块内，是电力集成电路的一种。这种功率集成电路特别适应逆变器高频化发展方向的需要，而且由于高度集成化，结构紧凑，避免了由于分布参数、保护延迟所带来的一系列技术难题。目前，IPM一般以IGBT为基本功率开关元件，构成一相或三相逆变器的专用功能模块，在中小容量变频器中广泛应用。
第四节 脉冲宽度调制（PWM）原理一、脉冲宽度调制技术的概念
1．脉冲宽度调制（缩写为PWM）：是通过按照一定的规则和要求对一系列脉冲宽度进行调制，来得到所需要的等效波形。
2．以变频调速常用的电路结构为例来说明PWM含义：一般异步电动机需要的是正弦交流电，而逆变电路输出的往往是脉冲。PWM控制的目的就是通过对逆变电路输出脉冲的宽度进行调制，使之与正弦波等效。这样，虽然电动机的输入信号仍为脉冲，但它是与正弦波等效的调制波，那么电动机的输入信号也就等效为正弦交流电了。
二、PWM技术的基本原理
1．PWM技术的理论基础：采样控制理论中的一个重要结论——面积等效控制原理
2．SPWM原理：将一个正弦半波电压分为N等份，并把正弦曲线每一等份所包围的面积都用一个与其面积相等的等幅矩形脉冲来代替，且矩形脉冲的中点与相应正弦等份的中点重合，得到脉冲列，这就是PWM波。正弦波的另外半波也用同样的办法来等效，就可以得到与正弦波等效的脉宽调制波，又称其为SPWM。SPWM波在变频电路中被广泛采用。
根据采样控制理论，N值越高（即脉冲频率越高），SPWM越接近正弦波，但脉冲频率一方面受变频器中开关器件工作频率的限制，另一方面频率太高，电磁干扰增大，要带来一些新的问题。
3．实际应用中SPWM波的形成：
调制方法 调制波ur 所希望生成的正弦波载波uT 等腰三角波或锯齿波利用载波和调制波相的比较方式来确定脉宽和间隔。
4．按照调制脉冲的极性关系，PWM逆变电路的控制方式分 单极性控制双极性控制三、单相桥式SPWM逆变电路分析。
1．单极性SPWM控制设定载波uT、调制波ur，如图所示。
⑴在ur正半周，让VT1一直保持通态，VT4保持断态。当ur﹥uT时，控制VT3为通态，负载输出电压uo=Ud；当ur﹤uT时，控制VT3为断态，负载输出电压uo=0，此时负载电流可以经过VT1与VD2续流。
⑵在ur负半周，让VT4一直保持通态，VT1保持断态。当ur﹤uT时，控制VT2为通态，负载输出电压uo=-Ud；当ur﹥uT时，控制VT2为断态，负载输出电压uo=0，此时负载电流可以经过VT4与VD3续流。
这样，就得到了SPWM波uo,uof为uo的基波分量。可见，在任一半个周期中，SPWM波只能在一个方向变化，故称为单极性SPWM控制方式。由于改变ur的幅值时，调制波的脉宽将随之改变，从而改变输出电压的大小；而改变ur的频率时，则输出电压的基波频率也随之改变，所以这就实现了既可调压又可调频的目的。
2．双极性SPWM控制设定调制波ur、载波uT，载波uT改为正负两个方向变化的等腰三角波，如图1-17a所示。当ur﹥uT时，给VT1和VT3导通信号，而给VT2和VT4关断信号，负载输出电压uo=Ud；当ur﹤uT时，给VT2和VT4导通信号，而给VT1和VT3关断信号，负载输出电压uo=-Ud。这样，就得到了SPWM波uo。可见，在任一半个周期中，SPWM波在正、负两个方向交替，故称为双性SPWM控制方式。改变ur的幅值和频率，即可达到调压、调频的目的。
四、变频器的三相桥式SPWM逆变电路由电路结构可见，其控制方式为用双极性控制。电路的开关器件采用IGBT，负载为感性。其工作原理如下：
1．调频原理
U、V、W三相载波信号公用一个三角载波uT，三相调制信号urU、urV、urW为相位依次相差1200的正弦波。改变三相调制信号urU、urV、urW的频率，即可变频器的输出频率，达到变频之目的。U、V、W三相的IGBT控制规律相同，现以U相为例来说明电路的控制过程。当urU﹥uT时，给VT1导通信号，给VT4关断信号，则U相相对于电源假想中点N1的输出电压uUN′=Ud/2；当urU﹤uT时，给VT4导通信号，给VT1关断信号，则U相相对于电源假想中点N1的输出电压uU N′=-Ud/2。VT1和VT4的驱动信号始终是互补的。当给VT1（VT4）加导通信号时，可能是VT1（VT4）导通，也可能是二极管VD1（VD4）续流导通，这要由感性负载中原来电流的方向和大小来决定，和单相桥式PWM逆变电路双极性控制时的情况相同。V相和W相的控制方式和U相相同。uUN′、uVN′和uWN′的波形如图所示。线电压uUV的波形可由uUN′-uVN′得出。若求负载的相电压可由式uUN =uUN′-(uUN′+uVN′+uWN′)/3求得，其波形略。
2．调压原理变频器的调压和调频是同时进行的。当将三相调制信号urU、urV、urW的频率调低（高）时，三个信号的幅度也相应调小（大），使得调制信号的U/?为常数，或按照设定的要求变化。若调制信号的幅度变小，则变频器的输出脉冲宽度变窄，等效电压变低；若调制信号的幅度变大，则变频器的输出脉冲宽度变宽，等效电压变高。
综上所述，变频器的调压调频过程是通过控制三相调制信号进行的。
在双极性SPWM控制方式中，理论上要求同一相上下两个桥臂的驱动信号互补，但实际上为了防止上下两个桥臂直通而造成电源短路，通常要求先加关断信号，再延迟△t时间，才给另一个施加导通信号。延迟时间△t的长短主要由功率开关器件的关断时间决定。由于这个延时将会给输出PWM波带来不利影响，使其偏离正弦波，所以在保证电路可靠工作的前提下，延迟时间要尽可能短。
第五节 变频器的组成变频器的组成,主电路控制电路一、主电路 功能：将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电输入 R 输出 U
S V
T W
1．整流及滤波电路功能：将工频交流电整为直流，并滤波。
限流电阻的作用；
2．逆变电路功能：将直流逆变为频率和电压可调的三相交流电。
SPWM原理；
3．制动电阻和制动单元原理二、控制电路
1．主控制板 单片机，变频器的控制中心。
其主要功能：（1）-（7）
2．操作面板包括键盘及显示屏等。
（1）键盘：进行运行操作或程序预置；
①运行键；
②模式转换键；
③读出、写入键；
④数据增减键；
⑤位移键；
⑥复位键；
⑦数字键。
（2）显示屏：显示控制面板提供的各种显示数据。分为两种：其一，LED数码显示屏：显示无单位的数字量和简单的英文代码；其二，液晶显示屏：显示数字和文字。
显示屏显示的数据类型,①运行数据
②功能参数码
③指示数据
3．电源控制电路的电源由内部电源板提供。其内部电源具有电压稳定性好，抗干扰能力强等优点，并与主电路有很好的电气隔离。
4．外部端子 输入端子主电路的端子 输出端子控制电路的端子 模拟端子
接点端子第六节 变频器的分类一、按变换环节分 交-直-交型
交-交型二、按改变变频器的输出电压的方法分 PAM型
PWM型三、按电压的等级分 低压变频器
高压大容量变频器
四、按滤波方式分 电流型电压型五、按用途分 专用型变频器通用型变频
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
2
授课方法
讨论
教具
尺
教学内容
§2通用变频器功能介绍
教学目的
掌握通用变频器有哪些功能
重点、难点
变频器有哪些功能
复习提问
1.变频器主电路的功能
作 业
复习
课后小结
小结：1,控制变频器输出频率有以下几种方法
2．与频率有关的功能,
3．运行控制功能
4．U/f控制方式、转矩补偿功能
5．电压自动调整功能（AVR）
6,载波频率设置
7．节能运行控制功能
8．转差补偿功能
第二章 通用变频器功能介绍变频器是一个应用电器，其功能是为应用而设置的。从为什么有这些功能入手，掌握变频器有哪些功能，这些功能的原理或使用这些功能时的一般原则。
第一节 频率控制功能一、控制变频器输出频率有以下几种方法：
1.由操作面板上的功能键控制频率
2.预置操作
3.由操作面板上的功能电位器控制频率
4.由外端子控制频率 （1）模拟量控制端子控制 模拟量
（2）接点控制端子控制 数字量二、说明变频器在使用中，可由频率控制功能的参数来指定上述哪种频率控制方法起作用。
第二节 与频率有关的功能设置一、极限频率
1．最高频率fmax
2．基本频率fb
fmax、\fb与电压的关系：
000电动机在一定的场合应用时，其转速应该在一定的范围，超出此范围会造成事故或损失，为了避免由于错误操作造成电动机的转速超出应用范围，变频器具有设置上限频率fH和下限频率fL的功能。
3．上限频率fH和下限频率fL
000变频器驱动的电动机采用低频起动，为了保证电动机正常起动而又不过流，变频器须设定加速时间。电动机减速时间与其拖动的负载有关，有些负载对减速时间有严格要求（举例），变频器须设定减速时间。
二、加速时间和减速时间
1．定义其一：变频器输出频率从0上升到基本频率fb所需要的时间，称为加速时间；变频器输出频率从基本频率fb下降至0所需要的时间，称为减速时间。
其二：变频器输出频率从0上升到最高频率fmax所需要的时间，称为加速时间；变频器输出频率从最高频率fmax下降至0所需要的时间，称为减速时间。
2．变频器的实际加减速时间与设定的加减速时间不一定相等，与变频器的工作频率有关。
3．加减速时间设定的原则
4．多种加减速时间设定三、加速曲线和减速曲线
1．加速曲线
（1）线性上升方式 适用于一般要求的场合
（2）S型上升方式 适用于传送带、电梯等对起动有特殊要求的场合。
（3）半S型上升方式 正半S型上升方式适用于大转动惯性负载；反半S型上升方式适用于泵类和风机类负载。
2．减速曲线 与加速曲线类似
3．加速和减速曲线的组合 根据不同的机型可分为三种情况：
（1）只能预置加减速的方式，S型和半S型曲线的形状由变频器内定，用户不能自由设置。
（2）变频器可为用户提供若干种S区供用户选择。（如0.2S、0.5S、1S等）
（3）用户可以在一定的非线性区内设置时间的长短。
0000电动机在变频运行中，由于某个频率发生机械共振，须把这些共振频率回避。
四、回避频率（跳跃频率、跳转频率）
三个或三个以上的回避频率，不同机型设置回避频率的方法有以下几种：
1．设定回避频率的上端和下端频率
2．设定回避频率值和回避频率的范围
3．只设定回避频率，而回避频率的范围由变频器内定。
五、段速频率设置功能
1．多段速控制功能是通用变频器的基本功能。举例：工业洗衣机
2,段速运行控制必须的参数有,段速频率、
段速时间段速开始指令段速运行模式
3．变频器的多段速功能一般有4~16段，一般分为下面两种情况控制：
⑴由程序设置段速运行；
⑵由外端子控制段速运行六、频率增益和频率偏置功能变频器的输出频率可以由模拟控制端子进行控制。
多台电动机需要比例运行时，可以用一个模拟量控制多台变频器，通过调整变频器的频率增益。可以达到比例运行的目的。
1．频率增益 输出频率与外控模拟信号的比率称为频率增益。
2．频率偏置 配合频率增益调整多台变频器联动的比例精度，也可以作为防止噪声的措施，频率偏置可分为正向偏置和反向偏置。
七、载波频率设置
1．复习脉宽调制技术，明确载波频率可以在一定的范围内进行调整。
2．载波频率过高和过低的危害：变频器在出厂时都设置一个较佳的频率，没有必要时可以不作调整。
第三节 U/f控制与转矩补偿、转差补偿控制
0000交流异步电动机是按照额定电压、额定电流、额定频率进行设计的，在任何频率下运行时也不能过流，否则将引起磁饱和。
一、U/f控制方式 变频器的基本控制方式。如图
二、转矩补偿功能采用在U/f控制方式时，变频器利用增加输出电压来提高电动机转矩的方法，称为转矩补偿法。其原因有二：
常用的补偿方法有：如图示
1．在额定电压和基本频率下线性补偿 原则
2．在额定电压和基本频率下分段补偿 原则
3．平方率补偿 原则三、电压自动调整功能（AVR）
1.变频器的输出电压随着输入电压的变化而变化，而变频器的输出电压将影响电动机带动负载的能力。
2．变频器电压自动调整（AVR）的原理：
3．变频器使用时可以根据需要设置电压自动调整（AVR）功能是否有效。
四、节能运行控制功能
1．节能运行控制功能原理：
2．变频器预置为节能运行时，必须满足的条件：
3．不同的机型预置的方法不同：有的预置此功能有效否；有的根据需要预置搜索范围、搜索周期、搜索电压增量等。
五、转差补偿功能
1．为什么：
2．转差补偿的原理：
3．转差补偿的设定范围一般为0～1.0Hz。
第五节 运行控制与制动功能一、正反转控制功能
1．交流异步电动机的转向与交流电的相序有关，正转与反转控制只是相对而言。
2．正反转控制：操作面板、外端子二、点动控制（寸动控制）
1．举例
2．点动控制三、制动控制
1．举例
2．制动控制分为起动后发电制动和起动前制动
（1）起动后发电制动
（2）起动前制动第六节 其他制动功能一、过载保护功能
1．对变频器的保护功能
过流、过压、过功率、断电、其他故障等均可进行自动保护，并发出报警信号，甚至自动跳闸断电。变频器在出现过载及故障时，一方面由显示屏发出文字报警信号，一方面由接点开关输出报警信号；当故障排除后，要由专用的复位控制指令复位，变频器方可重新工作。
2．对电动机的保护功能
（1）电子热继电器 监视变频器的输出电流
（2）应用时可以设置功能是否有效，再设置具体参数。举例：
二、瞬时停电再起动功能
1．瞬时电压降落时变频器的保护电路动作时，变频器马上停止输出，之后有两种选择：其一是停止输出；其二是电源恢复正常后自己重新起动。
2．此功能可以根据具体使用情况进行预置：
（1）瞬时停电后不起动功能
（2）瞬时停电再起动功能 根据不同的负载进行预置
3．具体设置很重要
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变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
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授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§2-4矢量控制功能；§2-8变频器外端子功能
教学目的
1.了解矢量控制原理
2.掌握通用变频器矢量控制功能
3.掌握变频器外端子功能。
重点、难点
矢量控制功能
复习提问
通用变频器的功能有哪些？
作 业
2-5
课后小结
小结：1,矢量控制功能；
2,变频器外端子功能
第四节 矢量控制功能矢量控制功能是变频器的一种高性能的控制方式。其优点。
一、直流调速的特点
1．直流电动机的基本结构 两大部分：定子和转子
⑴定子 由主磁极、换向磁极、电刷装置等部件组成。主磁极的结构是铁心上绕有励磁绕组。励磁绕组的电流由励磁回路供给，用于产生主磁场，主磁通用Φ 表示。
⑵转子 通常称为电枢，由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴等部件组成。电枢绕组的电流IA是由外接的直流电源经电刷和换向器供给的。这种供给方式决定了直流电动机的换向是一个相当复杂的过程，换向时将在电刷和换向器接触面上产生火花，对电动机的运行带来不利。
电枢电流IA产生电枢磁场，电枢磁通用ΦA 表示。由分析可知，主磁场和电枢磁场在空间互相“垂直”（互差π/2rad电角度）。
直流电动机的基本工作原理：外接直流电源的直流电流在换向器的作用下，改变成电枢绕组中的交变电流。在主磁极的同一极面下，绕组有效边中的电流方向始终不变，因此电磁转矩方向也不变，这个转矩使电枢按某一方向旋转。
2．他励直流电动机的调速
方法有三种：调节电枢回路电阻；R调节电枢电压U ；调节主磁通Φ
他励直流电动机调速的优越性在于：励磁回路和电枢回路是相互独立的，都可以单独进行调节。不论哪种调速方法，调速时，总是调节两个互相垂直的磁场（主磁场和电枢磁场）中的一个，而保持另一个磁场不变。
他励直流电动机调速的缺点在于电动机本身。直流电动机的换向是一个复杂的过程，不仅与电磁因素有关，还与机械强度，环境等因素有关。为了满足换向的要求，电动机的容量、最高转速受到限制，换向器和电刷装置的事故率较高，需要定期维护和更换，维护费用高。
二、变频调速的矢量控制
1．提出指导思想
2．变频调速的矢量控制的大概过程
3．变频器矢量控制功能在使用中，只设置“用”或“不用”即可。
4．设置矢量控制功能时应符合以下条件：
第八节 变频器的外端子功能一、主电路的端子
1．交流电源的输入端子R、S、T
2．逆变输出端子U、V、W
3．直流电抗器和制动电阻连接端子
4．接地端子注意事项：
二、输入控制端子
1．模拟量输入端子
2．接点输入端子 独立功能控制端子和多功能控制端子
⑴多段速控制端子
⑵空转控制端子
⑶外部异常紧急停止端子
⑷频率上升/下降控制端子
⑸报警复位端子
⑹PID控制取消端子三、输出信号控制端子 模拟信号和开关信号
1．模拟量输出端子
2．集电极开路输出端子该端子常用的指示量说明：
3．继电器接点输出端子
4．计算机通信接口四、运行控制端子正转端子、反转端子、点动端子、停止端子
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变频器应用技术
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高职04自1班
计划课时
2
周次
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授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
§3台安变频器基本功能及操作的基本知识
教学目的
1.掌握台安变频器的基本功能；
2.掌握台安变频器外端子及操作面板的功能。
3.了解基本操作
重点、难点
台安变频器外端子及操作面板的功能
复习提问
通用变频器的功能有哪些？
作 业
复习所学知识
课后小结
小结：1,台安变频器的基本功能
2,台安变频器外端子及操作面板的功能
§3.1 台安变频器基本功能及基本操作一、变频器的铭牌如图所示为实验电路板上变频器的铭牌。
变频器的铭牌
N2系列变频器型号的命名方法为,
N2 —— 2 01 ———— M 3
产品 电源电压 马力数 外型构造 电源种类
序号 2：200V 01：1马力 M：标准型 空白：单相/三相共用
4：440V 1：单相 3：三相
N2-201-M型变频器适用于0.75KW电动机,额定电流为4.5A,额定容量为1.7KVA，最大输入电压值为（200～240）V±10﹪,频率为50Hz±5﹪(单相或三相),最大输出电压为200～240V(三相),输出频率范围为0～400Hz,允许瞬间停电时间为1.0秒。
二、基本功能 详见下表，重点介绍以下功能
1.频率控制功能
2．运行控制功能
3．显示功能
4．保护功能项目
N2系列
控制方式
正弦波脉宽调制
频 率 控 制
频率范围
0.1~400Hz
频率精度
数字量：0.01﹪ 模拟量0.4﹪
频率设定量分辨度
数字量：0.01﹪模拟量0.06 Hz/60 Hz
输出频率分辨度
0.01 Hz
频率设定方式
由键盘设定：直接以▲▼键设定或键盘上旋钮（VR）设定
由外部信号设定：1．由模拟信号设定； 2．由接点信号设定
上/下限频率
0.00~400.00Hz
起动频率
0.10~10.00Hz
基本频率
50.00~400.00Hz
三段跳跃频率
0.1~400.00Hz
一般控制
一般控制
载波频率
1~12K Hz
加减速控制
2段加减速时间及2段S曲线设定
U/f曲线
可编程曲线1条,固定曲线18条
转矩控制
可设定转矩补偿标准值
节能运行控制
手动控制
多功能模拟输出
有4种功能
多功能输入
有16种功能，32种选择
多功能输出
有6种功能，12种选择
其他功能
电压自动控制功能(AVR)、转差补偿功能、设置减速停止或自然停止功能、自动复位再起动功能、制动频率/电压/时间可由参数个别设定功能、设置速度追踪方式或一般方式起动功能、“3线”运行控制功能
运行
运行操作
键盘控制：运行键/停止键、正转/反转键
外端子控制：正转/反转/停止控制、报警复位控制、点动运行、段速运行、频率上升/频率下降（UP/DOWN）指令等等
运行状态信号
多功能接点输出端子输出：运行中、频率到达、频率检出、过转矩检出等
模拟输出端子输出：输出频率、设定频率、输出电压、直流电压
故障接点输出：故障发生后可设置故障接点是否动作
显示
LED显示器
可显示：频率/转速/线速度/直流电压/输出电压/输出电流/变频器参数/故障记录/程序版本
状态指示灯
充电、运行显示（见操作面板说明）
通讯控制
1．可以R232或R485控制
2．可以作1对1控制或1对多控制
3．可以设置通讯速度、奇偶校验等。
保 护 功 能
过载保护
电子电路保护电机及变频器(曲线可设定)
振动防止
电流检测保护
熔断器保护
熔断器动作后电动机停止
过电压保护
200V级:直流电压>427V；400V级：直流电压>854V
欠电压保护
200V级：直流电压<200V；400V级：直流电压<400V
瞬间停电再起动
瞬停后可以速度追踪方式再起动
失速防止
加速/减速/运行中失速防止
输出端短路
电子线路保护
接地故障
电子线路保护
其他功能
散热片过热保护、过转矩检测、故障接点控制、反转限制、开机后直接起动及故障复位限制、参数锁定
环境
使用场所
不受阳光直射，没有腐蚀气体或液体、可燃气体、油溅、粉尘、铁屑、放射性物质
温度
-10~40℃
湿度
0~95%相对湿度（不结露）
振动
0．5G以下
三、变频器外接端子说明
1.主电路端子说明
（1）L1、L2、L3端子变频器的主电路电源输入端子，它通过断路器接到三相电源。实验使用的变频器既可接单相电源，使用L1、L2端子，又可以接三相电源，使用L1、L2、L3端子。
（2）T1、T2、T3端子变频器的主电路输出端子，接三相电动机。变频器在使用时，主电路电源输入端子与输出端子一定不要弄错，否则会造成变频器的损坏。
（3）P、R端子制动电阻连接端子（容量在10HP以下的变频器有此端子）。当负载惯量较大或减速时间短，使变频器容易过压跳闸时使用。
（4）P、N端子制动单元连接端子（容量在10HP以上的变频器有此端子）。变频主电路中间直流电路电压的输出端可连接外部制动单元电源，其中P接正电压，N接负电压。需要特别指出的是：变频器如不接制动单元，P、N端子应保持开路状态，切不可将两端短路，否则将会造成变频器损坏。
2.控制电路端子说明
N2系列变频器控制电路端子共有15个，可以用1、2、3、……、15标识，具体的端子符号和端子功能说明,
端子符号
功能说明
1
TRIP RELAY
故障接点输出端子接点额定容量：250VAC/A（30VDC/A）
2
3
FWD
运行控制端子
FWD—正转 REV—反转
4
REV
5
COM
端子3、4、5、6、7、8、9的公共点
6
SP1
多功能输入端子
7
SP2
8
SP3
9
RESET
故障复位端子
10
SYN-
负接点
多功能输出端子端子容量：35VDC/50mA
11
SYN+
正接点
12
+
-
+5V
频率旋钮（VR）电源端子
13
模拟量输入正接点
模拟频率信号输入端子
14
模拟量公共点
模拟信号共同点
15
FM+
模拟量输出正接点
多功能模拟输出端子
四、操作面板及功能应用键盘操作键说明
FREQ.SET 键盘频率设置旋钮VR
功能说明：
⑴运行/停止键和正转/反转键当变频器的运行由键盘控制（F010设为0）时，按运行/停止键，变频器开始运行；若需要转向控制，可以按正转/反转键；再按运行/停止键，变频器停止运行。
当变频器的运行由外端子控制（F010设为1）时，正转/反转键及运行键失效，停止键是否有效可由F048设置。
⑵转换/功能键按此键可以进行监视模式和编程模式的转换，。当显示器显示频率、转速、线速度、电压、电流等（由F047,F051设定)时属于监视模式下，按一次键，显示的物理量改变一个，依次顺序下去。当再按一次键，显示器显示功能码F000时，变频器处于编程模式，可以输入程序。
⑶数据增键和数据减键修改数据时，控制数据增加和减小。按一下，数据增加或减小一个单位；持续按键，数据持续增加或减小。
⑷位移/复位键修改数据时，控制数据位移动；报警复位时使用。
⑸数据读出/写入键监视模式下数据修改时，按此键确认修改的数据值；变频器处于编程模式，显示功能码F000时，按此键可以读出该功能码下的参数码，此时可以进行参数码修改，再按此键写入（确认）参数码。
⑹键盘频率设置旋钮VR
当F011设为1时，频率由此旋钮设定。
2．LED指示灯说明
⑴ SEQ 灯：运行指令由外端子控制时（即F010设为1），灯亮。
⑵ FRQ 灯：频率指令由键盘旋钮或外端子设定时（即F011设为1、2、3），灯亮。
⑶ FWD 灯：转向设为正转，灯会动作（停机中闪烁，运行后一直亮着）。
⑷ REV 灯：转向设为反转，灯会动作（停机中闪烁，运行后一直亮着）。
⑸ Hz/RPM 灯：LED数码显示屏显示频率/转速时，灯亮。
⑹ FUN 灯：LED数码显示屏显示功能码时，灯亮；显示功能码下数据时，灯会闪烁。
⑺ VOLT 灯：LED数码显示屏显示电压时，灯亮。
⑻ AMP 灯：LED数码显示屏显示电流时，灯亮。
3．LED数码显示屏显示的数据说明
LED数码显示屏显示四位数，这些数据可分为三大类：
⑴ 运行数据的显示变频器接通电源，显示器会先闪烁目前电源电压（由F030设定)，几秒后，或运行信号投入后，改显示各种运行数据，如频率、转速、线速度、电压、电流等（由F047,F051设定)。此时属于监视模式下。
⑵ 功能码及其参数码的显示按DSP键，进行模式转换,使变频器处于编程模式时，显示器显示功能码F000,；再按READ键（数据读出键），可显示对应功能码下的参数码，详细功能码及参数码见“功能参数表”。
⑶ 指示数据的显示显示故障类型、特殊情况、按键操作错误等信息二、键盘操作键基本操作说明
1．监视模式 下面以频率修改为例说明基本操作，变频器在停机中操作；变频器在运行中操作。
2．编程模式变频器编程序的基本操作步骤如下：
⑴ 按FUN键，使变频器处于编程模式，此时LED数码显示屏显示F000。
⑵ 按▲键、▼键、<键，找出需要的功能码。
⑶ 按READ键，读出该功能码中原有的参数码。
⑷ 通过▲键、▼键、<键，修改参数码。
⑸按ENTER键确认参数码。
⑹ 如需继续设置其他功能，那么重复①--⑤的操作。如不需继续设置其他功能，则可按RUN键，电动机就开始运行了。
⑺ 运行中的变频器，按STOP键，可以使其停止运行。
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实验
教具
实验板
教学内容
实验一 熟悉实验
教学目的
1,熟悉台安变频器外端子及操作面板的功能。
2,掌握台安变频器基本操作
3,掌握恢复出厂值控制、频率控制、运行控制、上限/下限频率设定功能
重点、难点
1.台安变频器基本操作
复习提问
1,台安变频器外端子功能
2,操作面板的各部分功能
作 业
熟悉功能参数码表
课后小结
小结：1,台安变频器外端子及操作面板的功能
2,台安变频器基本操作
3,恢复出厂值控制、频率控制、运行控制功能
一、键盘操作键基本操作说明
1．监视模式 下面以频率修改为例说明基本操作，变频器在停机中操作；变频器在运行中操作。
2．编程模式变频器编程序的基本操作步骤如下：
⑴ 按FUN键，使变频器处于编程模式，此时LED数码显示屏显示F000。
⑵ 按▲键、▼键、<键，找出需要的功能码。
⑶ 按READ键，读出该功能码中原有的参数码。
⑷ 通过▲键、▼键、<键，修改参数码。
⑸按ENTER键确认参数码。
⑹ 如需继续设置其他功能，那么重复①--⑤的操作。如不需继续设置其他功能，则可按RUN键，电动机就开始运行了。
⑺ 运行中的变频器，按STOP键，可以使其停止运行。
二、说明：
1.概念：功能码、参数码它们是变频器基本功能的指令形式，它存储在变频器中。若要求变频器完成一种或几种控制功能，可通过键盘操作键将对应的功能参数码预置进去，变频器即可按照预置的功能运行。预置这些功能参数码没有先后顺序，只要预置进去后，即被记忆。
2.功能参数码表实验用变频器的功能码从F000～F125，具体的功能码及其参数码数据见表。变频器出厂时这些功能参数码都按照一般应用进行出厂值设定。一般要求做每个实验课题前将所有的参数恢复为出厂设定值（F123设为1110）。
三、功能参数码说明：
1.容量选择
F000 工厂调整用参数 请勿修改
2.恢复出厂值
F123 1111：60Hz系统将参数恢复为出厂值
1110：50Hz系统将参数恢复为出厂值
3.运行控制
F010 0 运行指令由键盘设定
1 运行指令由外端子设定
运行指令由键盘控制（F010=1）时，外端子运行控制无效；运行指令由外端子控制（F010=1）时，键盘运行控制也无效，但有特例----可由F048设定STOP键是否有效。当F048=XX0X，键盘STOP键有效；当F048=XX1X，键盘STOP键无效。
4.频率控制
F011 0 频率指令由F025设定
1 频率指令由键盘旋钮VR设定
2 频率指令由外端子的旋钮或模拟信号设定
3 频率指令由外端子上升/下降端子设定
F011=0时，频率可以由F025设定；也可以当显示屏显示频率时，直接设定。
三、实验
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计划课时
2
周次
4
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验二 显示内容的设置
教学目的
1,复习台安变频器外端子及操作面板的功能、基本操作
2,掌握台安变频器上限/下限频率设定功能、显示内容的设置功能
重点、难点
1.台安变频器显示内容的设置功能
复习提问
1,运行控制功能
2,频率控制功能
作 业
思考题
课后小结
小结：1,上限/下限频率设定功能
2,显示内容的设置
一、功能参数码说明
1.显示模式控制
F036 电动机极数=2～72极
F047 XXX0 不显示输出电压； XXX1 显示输出电压；
XX0X不显示直流电压； XX1X 显示直流电压；
X0XX 不显示输出电流； X1XX 显示输出电流；
F051 0：显示频率，停机时显示设定频率，运行时显示运行频率；
1：显示电动机转速；
2：线速度显示模式：以整数显示（XXXX）；
3：线速度显示模式：以小数点一位数显示（XXX.X）；
4：线速度显示模式：以小数点两位数显示（XX.XX）；
5：线速度显示模式：以小数点三位数显示（X.XXX）；
F052 对应最大输出频率（F006）的线速度显示值
（1）变频器在运行或停机中，由DSP/FUN键切换，可显示下列内容：
（2）显示的转速时由下式计算得来：
转速=（120/ F036）x频率线速度=（频率/ F006）xF052
2.上限频率fH和下限频率fL的设定
F006 上限频率=0-400HZ
F007 下限频率=0-400HZ
（1）当上/下限频率设定，操作信号X低于XL或高于XH，频率均以fL或fH恒速输出；只有当X在XL和XH之间变化时，变频器输出频率在设定的范围内变化。
图2-6 上限频率和下限频率
（2）当F007 =0Hz，且频率指令等于0Hz时，打开运行指令，变频器零速停止；当F007>0Hz，且频率指令等于0Hz，打开运行指令，变频器以F007运行。
二、实验
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周次
4
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验三 加/减速时间的设置
教学目的
1.复习运行控制、频率控制功能
2.掌握加/减速时间的设置
重点、难点
加/减速时间的设置
复习提问
1,运行控制功能
2,频率控制功能
作 业
思考题
课后小结
小结：1,加/减速时间设定
2．加/减速S曲线设定
一、功能参数码说明
1.加/减速时间设定（加/减速曲线设定）
F001 第一段加速时间=0.1-3600秒
F002 第一段减速时间=0.1-3600秒
F049 第二段加速时间=0.1-3600秒
F049 第二段减速时间=0.1-3600秒
F080 第一段加减速S曲线时间=0.0-4.0秒
F081 第二段加减速S曲线时间=0.0-4.0秒
（1）变频器输出频率从0上升到基本频率fb所需要的时间，称为加速时间；变频器输出频率从基本频率fb下降至0所需要的时间，称为减速时间。变频器设定的加/减速时间与变频器实际加/减速动作时间不一定相等，有下面几种情况：
⑴若设定频率等于基本频率fb，则设定加减速时间与实际动作时间相等。
⑵若设定频率不等于基本频率fb，则设定加/减速时间和实际加/减速动作时间不相同。加/减速实际动作时间=设定值x设定频率/50Hz
⑶当负载阻力力矩和惯量很大，而设定加/减速时间小于必需值时，转矩限制功能和失速防止功能将动作。这类功能动作时，实际加/减速时间将比以上说明的动作时间长。
2．加/减速曲线由F080/F081 设定。当F080/ F081设定为零时，S曲线无效，即以直线加/减速；当F080/ F081设定大于零时，实际上设定的是S曲线区时间，其曲线如图所示，在不考虑失速的情况下，实际加/减速时间=设定加/减速时间+S曲线时间。以加速时间为例：加速时间= F001+F080 。
3．除上述用程序设定加/减速时间（加/减速曲线）外，还可以由外端子设定：当F056～F060设定为4（ 加/减速时间切替），可由外端子OFF或者ON选择第一段加/减/S曲线或者二段加/减/S曲线。
2.加速/减速/运行中防止失速功能
F012 XXX0 加速时，防止失速功能有效；
XXX1 加速时，防止失速功能无效；
XX0X 减速时，防止失速功能有效；
XX1X 减速时，防止失速功能无效；
X0XX 运行中，防止失速功能有效；
X1XX运行中，防止失速功能无效；
0XXX 运行中，防止失速的减速时间F002
1XXX 运行中，防止失速的减速时间F015
F013 加速中，防止失速的动作值 30%-200%
F014 运行中，防止失速的动作值 30%-200%
F015 运行中，防止失速的减速时间：0.1-3600s
（1）如果设定的加速时间太短，变频器加速时会造成电流过高。当防止失速功能有效时，变频器可自动延长加速时间，以防止变频器跳闸。
（2）如果设定的减速时间太短，变频器减速时会造成直流端电压过高。当防止失速功能有效时，变频器可自动延长减速时间，以防止变频器跳闸。
（3）变频器在运行中，因负载的机械性故障，也会造成其过载跳闸。这会造成使用者的不便，所以当变频器运行电流超过F014 设定时，变频器以F002或F015设定的减速时间下降输出频率，待电流恢复正常后，再回升到一般运行频率。
二、实验
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
5
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验四 外端子控制运行
教学目的
1.复习运行控制、频率控制功能
2.掌握外端子运行控制模式
重点、难点
不同的运行模式
复习提问
1,运行控制功能
2,频率控制功能
作 业
思考题
课后小结
小结：1,外端子控制运行
2．运行模式的选择
一、功能参数码说明
1.运行控制
F010 0 运行指令由键盘设定
1 运行指令由外端子设定
（1）通过功能参数码设定，可选择运行由键盘或由外端子控制。当变频器与控制室不在一处时，可由外端子进行控制操作，而且为了控制的方便，可以通过不同的功能参数，选择适宜的运行模式。
（2）运行指令由键盘控制（F010=1）时，外端子运行控制无效；运行指令由外端子控制（F010=1）时，键盘运行控制也无效，但有特例----可由F048设定STOP键是否有效。当F048=XX0X，键盘STOP键有效；当F048=XX1X，键盘STOP键无效。
2,运行控制端子 外端子的3和4
3,运行模式选择
F003：XX00：运行模式为正转、反转
XX01：运行模式为运行、正转/反转
XX10：运行模式为“3线”控制
X0XX：可反转
X1XX：不可反转
0XXX：F011=3（频率由上升/下降外端子控制）时，停机后设定频率为停机时输出频率。
1XXX：F011=3（频率由上升/下降外端子控制）时，停机后设定频率为0Hz。
此命令在F010=1 （即由运行由外端控制）时，才有效。此时，键盘STOP 键可由F048设定有效或无效。
选择不同参数码时的运行控制如图所示。
二、实验
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
5
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验五 点动运行、段速运行
教学目的
1.掌握点动运行设置
2.掌握段速运行设置
重点、难点
功能参数的选择
复习提问
外端子控制运行运行模式的
作 业
思考题
课后小结
小结：1,点动运行设置
2．段速运行设置
一、功能参数码说明变频器外端子6、7、8为多功能输入端子，可设定32种功能,
1．点动运行点动频率 F024
点动端子 多功能输入端子6或7或8 F056～F058设为3
当多功能输入端子ON时，变频器以F024设定频率作点动运行。
2．段速运行 最多可设定7段段速频率（由程序指令F017～F023设置）
段速时间（可以由程序指令F085～F091设定，也可以由外端子状态设定）
段速开始指令（由外端子给定）
段速运行模式（由程序指令F084设定）
一般分为下面两种情况。
⑴由程序设置段速运行：
段速频率：F017～F023
段速时间：F085～F091
顺序控制端子：外端子6、7或8（由F056～F058设定）
段速运行模式：由程序指令F084设定
给顺序控制端子脉冲信号即是段速开始指令。
⑵由外端子控制段速运行设置段速频率（由F017～F023设定）；再将外端子6、7、8分别设定为段速端子1、2、3（由F056～F058设定）；段速开始指令、段速时间和段速运行模式的设定分下面两种情况：
①当程序计时器不动作（设定F084=0000时），段速开始指令和段速时间由三个段速端子ON、OFF状态组合确定。
②当程序计时器动作（设定F084=0001时），由F085～F091设定段速时间。段速端子有脉冲信号输入时，变频器以段速频率（由F017～F023设定）运行一段时间（由F085～F091设定）后，跳回键盘或外端子设定频率运行。
二、实验
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
6
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验六 多功能输入端子的应用
教学目的
掌握多功能输入端子的应用
重点、难点
功能参数的选择
复习提问
1.点动运行设置
2.段速运行设置
作 业
思考题
课后小结
多功能输入端子的应用
一、功能参数码说明
1.变频器外端子6、7、8为多功能输入端子，可设定32种功能,
（1）F056～F058=05：外部紧急停止信号输入端子当外部紧急停止信号输入后，变频器减速停止（不受F044限制）。若外部紧急停止信号在变频器未完全停止前消失，变频器仍执行紧急停止命令。变频器停止后其显示屏闪烁“E.S.”。欲使变频器重新起动，分下面两种情况：其一，运行指令由外端子控制（F010=1）时，应先将运行开关OFF，再其ON；其二，运行指令由键盘控制（F010=0）时，应按RUN 键。
当外部紧急停止信号输入后，故障接点动作与否由F097设定：F097= X0XX时，外部紧急停止信号输入后，故障接点不动作；
F097= X1XX时，外部紧急停止信号输入后，故障接点动作。
（2）F056～F058=06：外部遮断信号输入端子当外部遮断信号输入后，变频器立即遮断（不受F044限制）。变频器停止后其显示屏闪烁“b.b.”。欲使变频器重新起动，分下面两种情况：其一，运行指令由外端子控制(F010=1）时，应先将运行开关OFF，再其ON；其二，运行指令由键盘控制（F010=0）时，应按RUN 键。
当外部遮断信号输入后，故障接点动作与否由F097设定：F097=0XXX时，外部遮断信号输入后，故障接点不动作；
F097=1XXX时，外部遮断信号输入后，故障接点动作。
（3）F056～F058=07：速度追踪端子 参考F048说明
（4）F056～F058=08：节能运行端子 参考F082说明
（5）F056～F058=09：控制信号切换端子对频率信号或运行信号的控制权切换：当设定的外端子OFF时，频率信号或运行信号由F011或F010设定；当设定的外端子ON时，频率信号或运行信号不受F011或F010控制，由键盘控制。
（6）F056～F058=10：通讯中变频器控制权切换当设定的外端子OFF时，在通讯中，变频器接受主机的运行或频率信号控制，并允许主机修改参数，此时变频器本身的频率信号或运行信号均无效，变频器键盘可读取显示参数但是不能修改参数；当设定的外端子ON时，在通讯中，变频器受本身的频率信号或运行信号控制（由F011或F010设定），不受主机控制，此时主机仍能读取或修改变频器的参数。
（7）F056～F058=11：禁止加/减速端子当外部禁止加/减速信号输入后，变频器停止做加/减速动作，直至此信号消失，变频器再继续执行加/减速动作。此信号在运行开关OFF时无效。
（8）F056～F058=12，13：频率上升、下降控制端子
①若想使用频率上升、下降控制端子，必须将F011设定为3。
②设定F003=0XXX，运行信号输入后，变频器加速至F025设定值，之后维持定速输出。当频率上升（下降）控制信号输入后，变频器开始加速（减速），上升（下降）信号消失后，变频器停止加速（减速），之后维持定速输出；当运行信号消失后，变频器停止（停止方式由F044决定），并将运行信号消失时的运行频率记在F025，频率上升（下降）信号无效，若修改设定频率，需修改F025。
③设定F003=1XXX，运行信号输入后，固定从0Hz上升，变频器频率上升（下降）方式同⑵所述；当运行信号消失后，变频器停止（停止方式由F044决定），且设定频率回到0HZ，即下次再次运行时，都从0HZ开始输出。
④若同时输入上升、下降信号，则频率上升、下降控制端子无效。
⑤频率下降端子的接点持续动作，可做为零速停止控制；零速停止时，按频率上升键可恢复运行。
（9） F056～F058=15要求主/辅速切换控制时，频率指令的设定方法：
①F011=1时，若多功能输入接点OFF，则频率由键盘旋钮VR设定；若多功能输入接点ON，则频率由外端子的旋钮或模拟信号设定。
②F011=2时，若多功能输入接点OFF，则频率由外端子的旋钮或模拟信号设定；若多功能输入接点ON，则频率由键盘旋钮VR设定。
2.故障接点控制
XXX0 自动再起动时，故障接点不动作；
XXX1 自动再起动时，故障接点动作；
XX0X 检测到瞬停信号时，故障接点不动作；
XX1X 检测到瞬停信号时，故障接点动作；
X0XX 检测到外部紧急停止信号时，故障接点不动作（E.S.）
X1XX检测到外部紧急停止信号时，故障接点动作；
0XXX 检测到外部遮断信号时，故障接点不动作（b.b.）；
1XXX检测到外部遮断信号时，故障接点动作；
XXX0 检测到过转矩发生时(OL3)，故障接点不动作；
XXX1 检测到过转矩发生时(OL3)，故障接点动作；
XX0X 电动机保护电路动作时(OL1)，故障接点不动作；
XX1X 电动机保护电路动作时(OL1)，故障接点动作；
X0XX故障接点设为常开接点；
X1XX故障接点设为常闭接点；
0XXX 变频器保护电路动作时(OL2)，故障接点不动作；
1XXX 变频器保护电路动作时(OL2)，故障接点动作；
设定F097=XXX0，自动再起动时（不包括OL1、OL2、OL3），故障接点不动作，直至自动再起动次数（由F035设定）用完后，故障接点动作。
二、实验
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
6
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验七 U/f曲线的测试
教学目的
通过对U/f曲线的测试，掌握U/f控制功能的设置、转矩补偿功能的设置
重点、难点
功能参数的选择
复习提问
1.多功能输入接点的功能及设置
作 业
思考题
课后小结
U/f控制功能的设置转矩补偿功能的设置
一、功能参数码说明
1.基本U/f特性 指不进行转矩补偿、U/f为常数的运行特性。
转矩曲线类型的设定
F005 U/f类型选择：0—18
F030 电源电压
F037 基本频率=50-400HZ
F038 基本频率时输出电压=0-100%
F039 中间频率=0.11-400HZ
F040 中间频率时输出电压=0-100%
F041 最小频率时电压=0-100%
F048 AVR控制
0XXX，AVR功能有效； 1XXX，AVR功能无效
变频器提供固定U/f曲线，对于50HZ供电系统，可以选择0～8 九条曲线，可参考下表2-2所示。9～17九条曲线供60Hz供电系统选择。
F005 =18时，可搭配F037～F080,设定任意U/f曲线，如图
（2）电压自动控制功能（AVR） 变频器输出电压大小将影响电动机带动负载能力，而变频器实际输出电压的大小与有效与否有关。
以F005 =18时为例说明如下：
⑴ F048 =0XXX 时，AVR的功能有效，变频器输出的电压固定，其数值如下：
输出最大电压= F038 0 F030
式中：F038---最大输出电压
F030---电源电压输出中间电压= F040 x F030
式中：F040---中间频率输出电压
F030---电源电压输出最小电压=F041 xF030
式中：F041---最小频率电压
F030---电源电压
⑵ F048 =1XXX 时，AVR功能无效，变频器输出电压随输入电压变化，其数值如下：
输出最大电压=F038 x 输入电压
输出最大电压=F040 x 输入电压
输出最小电压=F041 x 输入电压
2,转矩补偿功能在下面两种情况下，设置,低频下工作要求高输出转矩工作场合(带动较大转矩负载)
F071 XXX0 参考保护电路功能说明
XXX1 参考保护电路功能说明
X0XX 转矩补偿功能有效
X1XX 转矩补偿功能无效
F072 转矩补偿增益0～100%
设置转矩补偿功能有效（由F071=X0XX设定）后，变频器以U/f曲线的B、C点电压加上F072设定值之后的U/f曲线输出，以提高输出转矩。
二、实验
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
7
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验八 频率增益的应用
教学目的
1.掌握频率增益的设置
2.掌握频率偏置1的设置
3.掌握频率偏置2的设置
重点、难点
频率偏置的概念、设置
复习提问
1,U/f控制功能的设置、
2.转矩补偿功能的设置
作 业
思考题
课后小结
1.频率增益的设置
2.频率偏置1的设置
3.频率偏置2的设置
一、功能参数码说明
1,频率控制 模拟控制端子可以控制变频器输出频率
2.概念：
频率增益 对应于F006时的电压（或电流）值与模拟信号的最大值之比为F028（频率增益）的设定值。
频率偏置1 F026（频率偏置1）的设定值加在模拟设定频率值上作为输出频率设定值频率偏置2 对应于0Hz时的电压（或电流）值与模拟信号的最大值之比为F027（频率偏置2）的设定值；
如下图示：
利用变频器的频率增益功能，可以用同一控制信号控制多台变频器的比例运行。频率偏置功能可以配合频率增益调整多台变频器联动的比例精度。
3.具体参数
F026 频率参考点=0.1～400.0Hz
F027 电压参考点1=0～100%
F028 电压参考点2=0～999.9%
F029 外部频率信号方向控制 0:正方向 1:负方向
二、实验
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
7
授课方法
实验
教具
实验板
教学内容
实验九 常用功能参数的设置
教学目的
1.掌握回避频率的设置
2.掌握多功能输出端子的功能设置
重点、难点
多功能输出端子的功能设置
复习提问
1,频率增益的设置
作 业
思考题
课后小结
1.回避频率的设置
2.多功能输出端子的功能设置
一、功能参数码说明
1,多功能输出接点 变频器外端子10,11
F008 频率达到输出设定值=0～400HZ
F009 频率输出检测范围=0～30HZ
F061 多功能输出端子功能
00 运行中
01 频率到达（运行频率到达设定频率）
02 任意频率一致fout= F008±F009
03 频率检出 fout> F008
04 频率检出 fout< F008
05 过转矩检出(参考F078 F079说明)
06-11 将上述00-05常开接点改为常闭接点输出
(1)F061选择为00：变频器运行时，对应的外端子输出ON信号。
(2)F061选择为01：变频器运行频率到达设定频率（由F011设定）时，对应的外端子输出ON信号。
(3)F061选择为02：变频器运行频率在设定频率区间（由F008±F009设定）时，对应的外端子输出ON信号。
(4)F061选择为03：变频器运行频率大于设定频率（由F008设定）时，对应的外端子输出ON信号。
(5)F061选择为04：变频器运行频率小于设定频率（由F008设定）时，对应的外端子输出ON信号。
2.跳跃频率
F065 跳跃频率1设定为0-400Hz
F066 跳跃频率2设定为0-400Hz
F067 跳跃频率3设定为0-400HZ
F068 跳跃频率范围设定为0-10Hz
本变频器最多有三个跳跃频率
具体设置方法：
跳跃频率 F065～ F067设置跳跃范围 F068设置。
举例说明：F065=10Hz，F066=20Hz,F067=30Hz,F068=2Hz，则变频器跳跃频率为：8～12Hz ；18～22Hz，28～32Hz：
二,实验
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
8
授课方法
实验考核
教具
实验板
教学内容
根据具体控制要求，合理设置参数
教学目的
熟练掌握变频器的基本功能
重点、难点
合理选择学则参数
复习提问
作 业
思考题
课后小结
根据具体控制要求，合理设置参数
内容一：根据下列控制要求，合理选择参数
1．电动机起动频率为3Hz
2,电动机加速动作时间为4s
3,电动机运行频率为50 Hz
4.运行由变频器的外端子控制
5.输出频率在10 Hz -20 Hz时，多功能输出接点有信号输出内容二：根据下列控制要求，合理选择参数由程序控制下面三段速反复循环运行：15 Hz 9 s,25 Hz 8 s,40 Hz 10 s；
内容三：根据下列控制要求，合理选择参数由外端子控制下面三段速反复循环运行：15 Hz 9 s,25 Hz 8 s,40 Hz 10 s；
内容四：根据下列控制要求，合理选择参数
1.
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
8
授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§4.1变频器输入端子控制方法
§4.2变频器起动与正反转控制电路
教学目的
1,掌握变频器输入端子控制方法
2．掌握变频器起动与正反转控制电路的原理
重点、难点
控制电路对变频器的控制
复习提问
变频器的外端子分类、功能
作 业
习题：4-1
课后小结
1,变频器输入端子控制方法
2．变频器起动与正反转控制电路分析
第四章 变频器常用控制电路变频器使用时要配备相应的控制电路才能正常工作，其控制电路是根据具体应用情况而设定的。
变频器输入端子控制方法一、模拟控制端子信号输入方法
1．模拟电压控制端子 改变输入模拟电压值，改变变频器的输出频率应用时的两种情况及特点：
（1）VRF端子上接入分压电位器
使用方便，多用于变频器的开环控制
（2）由外电路提供的反馈信号或远程电压控制信号
多用于变频器的开环控制
* 使用时注意导线屏蔽，以防电磁干扰
2．模拟电流控制端子大多是反馈信号或远程控制信号。
二、接点控制端子的通断控制接点控制端子是以“通”、“断”来进行控制的，因此其控制信号也是以“有”和“无”相区别。应用时可由以下信号进行控制：
1．接点开关控制将需要控制的端子由手动开关、继电器触点开关及PLC的接点输出量等进行控制，这是应用较多的一种控制方法。用继电器的KA1、KA2动合触点控制变频器的正转和反转；用点动开关SB控制复位等。
接点开关控制的控制电路与变频器没有直接的电联系，应用时无需考虑它们之间的相互影响。
2．晶体管开关控制用晶体管的“饱和”与“截止”作为开关信号。当给晶体管基极加入控制信号时，晶体管饱和导通，此时相当于开关闭合；当没有控制信号时晶体管截止，此时相当于开关断开。
用晶体管进行端子的开关控制，常用于PLC、单片机等对变频器的控制，应用时要注意解决控制电路与变频器之间共地点及电压匹配等问题。
3．光电耦合器开关控制
由光电耦合器作为端子的开关控制信号。当给光电耦合器通入电流，光电二极管发光，光电三极管饱和导通，相当于开关闭合；当光电耦合器没有信号输入，光电三极管截止，相当于开关断开。光电耦合器控制的控制电路与变频器之间各自构成回路，也没有电的联系，使用方便。
第二节 变频器起动与正反转控制一、变频器的正转控制
1．原理图及各个元件作用
QF--空气开关 KM--接触器 KA—继电器
SB1--通电按钮 SB2--断电按钮 SB3--正转按钮 SB4--停止按钮
2．原理分析要点：
⑴变频器的正转控制
⑵变频器的正转运行时，断电按钮SB2失效（控制电路不能使变频器主电路断电）
3．问题解释
（1）为什么控制电路中还要接一个接触器呢？
①变频器的保护功能动作时可以通过接触器迅速切断电源；
②可以方便地实现互锁控制。
（2）变频器的通断电是在停止输出状态下进行的，在运行状态下一般不允许切断电源，为什么？
①变频器内部电路的原因 变频器的逆变电路工作在开关状态，每个IGBT大功率开关管都是工作在饱和或截止状态。尽管饱和时通过每只管子的电流很大，但因饱和压降很低，相当于开关闭合，所以管子的功耗不大。如果电路突然断电，电路中所有的电压都同时下降，当管子导通所需要的驱动电压下降到使管子不能处于饱和状态时，就进入了放大状态。由于放大状态的管压降大大增大，管子的耗散功率也成倍增加，可在瞬间将开关管件烧坏。虽然变频器在设计时考虑到了这种情况并采取了保护措施，但在使用中还是应避免突然断电。
②负载的原因 电源突然断电，变频器立即停止输出，运转中的电动机失去了降速时间，处于自由停止状态，这对于某些运行场合也会造成影响，因此不允许运行中的变频器突然断电。
二、变频器的正反转控制
1．原理图及各个元器件的作用
QF--空气开关 KM--接触器 KA1，2—继电器
SB1--通电按钮 SB2--断电按钮 SB3--正转按钮 SB4--反转按钮SB5--反转按钮总报警输出接点30C、30B
（1）KM接触器仍只作为变频器的通、断电控制，而不作为变频器的运行与停止控制，因此断电按钮SB2仍由运行继电器封锁；
（2）控制电路串接，当变频器故障报警时切断控制电路停机；
（3）变频器的通电、正反转运行控制均采用应用最为方便的主令按钮开关。
（4）按钮开关SB1、SB2用于控制接触器KM的吸合或释放，从而控制变频器的通电或断电；按钮开关SB3用于控制正转继电器KA1的吸合，从而控制电动机的正转运行；按钮开关SB4用于控制继电器KA2的吸合，从而控制电动机的反转运行；按钮开关SB5用于控制停止。
2．原理分析要点：
电路的工作过程为：当按下SB1，KM线圈得电吸合，其主触点接通，变频器通电处于待机状态。与此同时KM的辅助动合触点使SB1自锁。这时如按下SB3，KA1线圈得电吸合，其动合触点KA1接通变频器的FWD端子，电动机正转。与此同时其另一动合触点闭合使SB3 自锁，动断触点断开，使KA2线圈不能通电。如果要使电动机反转，先按下SB5使电动机停止，然后按下SB4，KA2线圈得电吸合，其动合触点KA2闭合，接通变频器REV端子，电动机反转。与此同时其另一动合触点KA2闭合使SB4 自保，动断触点KA2断开使KA1线圈不能通电。不管电动机是正转运行还是反转运行，其两继电器的另一组动合触点KA1、KA2都将总电源停止按钮SB2短路，使其不起作用，防止变频器在运行中误按下SB2而切断总电源
⑴变频器的正、反转控制
⑵变频器的正或反转运行时，断电按钮SB2失效（控制电路不能使变频器主电路断电）
⑶变频器故障报警时，能切断控制电路，变频器主电路断电。
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变频器应用技术
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9
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教学内容
§4.3变频器并联控制电路
教学目的
掌握如下内容：
1,由模拟电压输入端子控制变频器并联运行
2．由升降速端子控制同速运行
重点、难点
控制电路对变频器的控制
复习提问
1.变频器频率功能
2.频率增益功能
作 业
习题：4-5
课后小结
1,由模拟电压输入端子控制变频器并联运行
2．由升降速端子控制同速运行
第三节 变频器并联控制电路变频器的并联运行、比例运行多用于传送带、流水线的控制场合。
一、由模拟电压输入端子控制
1．原理图及各个元件作用
QF--空气开关 KM--接触器 KA—继电器
SB1--通电按钮 SB2--断电按钮 SB3--正转按钮 SB4--停止按钮报警输出接点30C、30B
（1）KM控制两台变频器的通、断电
（2）变频器的总故障报警动断接点30B、30C串联在控制电路中，可在发生故障报警时切断变频器电源
（3）按下SB1，变频器通电；按下SB2，变频器运行；按下SB4，变频器运行停止；再按下SB2，变频器断电。
2．原理分析要点：
⑴一个模拟电压量控制多台变频器运行。
两变频器的速度给定用同一电位器，若同速运行，可将两变频器的频率增益等参数设置相同；若比例运行，根据不同比例分别设置各自的频率增益，每台变频器的输出频率由各自的输出频率指示端子指示。
⑵变频器的正转运行时，断电按钮SB2失效（控制电路不能使变频器主电路断电）
⑶任何一个变频器故障报警时切断控制电路，变频器主电路由KM断电。
二、由升降速端子控制同速运行
1．原理图及各个元件作用
QF--空气开关 KM--接触器 KA—继电器
KA1—控制升速继电器 KA2—控制降速继电器
SB1--通电按钮 SB2--断电按钮 SB3--正转按钮 SB4--停止按钮
SB5--升速按钮 SB6--降速按钮
SB11,21--升速微调按钮 SB12,22--降速微调按钮报警输出接点30C、30B
（1）KM控制两台变频器的通、断电
（2）变频器的总故障报警动断接点30B、30C串联在控制电路中，可在发生故障报警时切断变频器电源
（3）SB1、SB2按钮控制变频器的通、断电；SB3、SB4按钮控制变频器的正向转动与停止，并且SB2受KA互锁，即运行时不允许切断主电源。
（4）KA1是变频器的升速继电器，当按下SB5，KA1动合触点同时接通两台变频器的升速端子（UP端子），两台变频器同时升速；当SB5按钮抬起，KA1动合触点断开，变频器升速停止，转为恒速运行。
（5）KA2是变频器的降速继电器，当按下SB5，KA2两动合触点接通X2降速端子，变频器降速运行；当SB6按钮抬起，KA2动合触点断开，变频器恒速运行。
（6）SB11、SB12、SB21、SB22是升、降速微调开关，利用此开关点动可进行频率微调。
2．原理分析要点：
⑴利用变频器的升、降速端子可以控制多台变频器同速运行。当有更多台变频器同速运行时，可以参照此电路的组图原理增加。
⑵任何一个变频器故障报警时切断控制电路，变频器主电路由KM断电。
⑶应用此电路进行同速控制时，要注意以下问题,
①变频器要用同一型号产品，以便有相同的调速功能。
②变频器的升、降速频率是由点动开关的闭合时间控制的，各台变频器的加、减速时间的设置必须相同，加、减速时间的参考频率也必须相同，以保证各变频器在相同的加、减速时间内有相同的速度升和速度降。
③各台变频器的输出频率要由面板上的LED数码显示屏或数字频率计进行指示。
④此控制电路多应用于控制精度不很高的场合，如纺织、印染、造纸等多个控制单元的联动传动中。
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§4.4变频器制动及保护控制电路
教学目的
掌握变频器制动及保护控制电路的原理
重点、难点
控制电路对变频器的控制
复习提问
1.变频器制动单元工作的原理
作 业
习题：4-4
课后小结
变频器制动电阻保护电路变频器电动机带抱闸的控制电路报警及保护控制电路
第四节 变频器制动及保护控制电路一、电阻制动
1．变频器制动单元、制动电阻工作原理将电动机降速时反馈到变频器的电能消耗掉；
在大功率及大惯性的负载中，变频器制动时流过制动电阻的电流是非常大的，因此是变频器工作时的一个重要部件。除了选择时要满足制动需要外，还要有一定的保护措施，以防止制动单元、制动电阻过热而造成火灾事故
2．原理
（1）KH--热动断继电器
变频器的外部报警（紧急停止端子）THR端子与CM
（2）原理当制动电阻由于频繁使用过热时，安装在电路中的KH热动断继电器触点断开，使变频器的外部报警THR端子与CM断开，变频器立即停止输出，并发出报警。
二、电动机带抱闸的控制电路某些工作场合，当电动机停止运行后不允许其再滑动，例如起重设备，当重物悬在空中时如果电动机停止运转，必须立即将电动机转子抱住，不然重物会下滑，这是不允许的，因此需要电动机带有抱闸功能。
1．抱闸原理当电磁线圈未通电时，由机械弹簧将闸片压紧，使转子不能转动处于静止状态；当给电磁线圈通入电流，电磁力将闸片吸开，转子可以自由转动，处于抱闸松开状态。
2,控制原理分析
（1）抱闸控制：
电动机停止转动：转子不转动,静止 由机械弹簧将闸片压紧转轴
变频器控制
变频器输出抱闸信号 电磁线圈不通电时
（2）松闸控制
电动机起动动：转轴自由转动 由电磁力将闸片吸开
变频器控制
变频器输出松闸信号 电磁线圈通电
（3）控制电路此电路主要控制变频器的通、断电及正转运行与停止，并在停止时控制电动机抱闸。图中L为电动机抱闸线圈，当KD继电器得电闭合时，L线圈通电，抱闸松开；KD继电器失电断开时，L线圈失电，电动机抱闸制动。VD1为整流二极管，VD2为续流二极管，当KD断开时VD2为L续流。抱闸控制信号是由变频器的多功能输出端子（Y端子）给出的，将此端子定义为“频率到达”输出端，并将“频率到达”信号预置为0.5 HZ。当输出频率高于0.5 HZ时，此端子Y1-CM导通，KD得电闭合，抱闸松开，变频器进入正常调速工作状态；当变频器减速停止，输出频率低于0.5 HZ时，Y1-CM端子截止，L失电抱闸。
三、报警及保护控制电路
1．理由变频器工作过程中出现过载跳闸时，要输出报警信号；如果操作盘与变频器不在一处，变频器的工作状态、输出频率等就需要指示；当负载过热、关键环节出现问题时，变频器就应立即停止输出。
2．原理图分析要点：
（1）30A、30B是总报警输出，当出现报警时其动合触点闭合，外电路接有电铃HA、指示灯HL1，发出声光报警。
（2）Y1是变频器的多功能输出端子，设定为“运行中”，变频器运行时该端子呈低阻状态KA吸合，动合触点闭合，HL2发光指示；变频器停止输出时，此灯灭，用以指示变频器运行及停止的 工作状态。
（3）THR为紧急停止端子，该端子与CM闭合时，变频器停止输出。此端子可接入外界需要保护的各种开关，如压力开关、温度开关、水位开关、限位开关等。
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§4.5 变频器多段速控制电路
教学目的
1．掌握旋转开关控制多段速运行的原理
2．掌握PLC控制多段速运行的原理
重点、难点
PLC控制多段速运行的原理
复习提问
1.由变频器外端子控制多段速运行的设置
作 业
复习
课后小结
1．用旋转开关控制多段速运行的原理
2．PLC控制多段速运行的原理
第五节 变频器多段速控制电路变频器的多段速控制有着广泛的应用，如车床主轴变速、龙门刨床的主运行、高炉的加料料斗的提升等，因此所有的变频器都具有多段速功能。
变频器的多段速是通过功能端子控制的，这些功能端子按照二进制的规律组合接通时，变频器输出各段速。变频器的7段速是通过3个段速端子组合闭合控制的。X1、X 2、X3段速端子组合闭合时对应的段速表。表中“1”表示该端子与CM闭合；“0” 表示该端子与CM断开。由段速表可见，X1、X2、X3功能端子按照表中的对应关系进行闭合时，得到7段速。在实际应用中，由3个端子组合控制7种段速是行不通的，必须是每一种段速对于一个开关或是每一种段速对应旋转开关的一个位置,这样才便于应用。
X3 X 2 X1
段速
0 0 0
0
0 0 1
1
0 1 0
2
0 1 1
3
1 0 0
4
1 0 1
5
1 1 0
6
1 1 1
7
一、用旋转开关控制
1．旋转开关的原理由8位旋转开关控制7段速的过程为：旋转开关通过一个转换编码器来控制X端子，该电路工作原理为：根据段速表的逻辑关系，利用二极管的钳位作
用控制3个继电器的吸合与释放，也就是控制X1、X2,
X3的闭合及断开。例如：旋转开关旋至段速5，12 V电压通过连接在5点的两只二极管使KA3和KA5得电吸合，X1、X3闭合，得到段速5。电路的其他控制部分，如通断电、运行控制（正、反转）以及保护等与前节介绍的相同。
二、用PLC控制多段速运行用PLC控制变频器的分段速运行，使用方便，运行可靠。
1．控制系统电路在PLC多段速运行控制电路中，变频器的接通与断开由 KM接触器控制；变频器的运行由FWD 控制；X1～X3三个端子控制8种段速；由RST进行系统复位；30A、30B为变频器总报警输出。在PLC的输入控制中，SA1为转动开关，用于设定PLC运行控制方式。SB0用于接通主电路；SB1用于断开主电路；SB2用于起动变频器；SB3用于停止变频器；SB4用于变频器复位；SB5用于变频器报警输入；SB10～SB17用于设定所需的八种段速。Y000～Y002根据输入所设定的段速，对变频器进行控制。
2．PLC控制原理根据控制系统所要完成的控制动作，设定输入∕输出控制信号，其输入/ 输出地址分配如下表。
PLC控制梯形图如图，其对应的控制程序如表。在梯形图中，使用编码指令FNC42 ENCO，将SB10～SB17输入中设定的段速进行编码，形成变频器所需要的输入信号。编码指令所实现的输入/输出之间的对应关系如表。
在PLC多段速运行控制梯形图中，各逻辑行所实现的功能如下：
000：控制变频器的主电路接通。按下SB0时，X000闭合（当Y004未工作时），Y010置位，KM得电，变频器通电。
003：控制变频器在停止运行状态下的主电路断开。按下SB1时，X001闭合（当Y004未工作时），Y010复位，KM断电释放。当Y004工作时，其动断触点断开，Y010既不能闭合，也不能复位。当变频器出现故障保护时，X005输入，使Y010复位，KM断电释放。
007：控制变频器开始运行。按下SB2时,X002闭合，Y004置位，启动变频器。
010：控制变频器停止运行。按下SB3时，X003闭合，Y004复位，变频器运行停止。
012：控制变频器复位。按下SB4时，X004接通，Y003输出，对变频器进行复位。
014：变频器故障报警。在变频器出现故障时，30A、30B触点闭合，通过X005输入报警信号，Y11和Y12动作即可进行声光报警。
017：多段速输入。在X010~X017中选择输入所需的段速，通过Y000~Y002进行输出，即可得到所需的转速。
035~039：PLC对变频器的输出。
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§4.6 工频-变频切换控制电路
教学目的
1．掌握手动开关控制工频-变频切换的原理
2．掌握PLC控制工频-变频切换的原理
重点、难点
PLC控制工频-变频切换的原理
复习提问
作 业
复习
课后小结
1．手动开关控制工频-变频切换的原理
2．PLC控制工频-变频切换的原理
第六节 工频--变频切换控制电路应用场合：1.投入运行后就不允许停机的设备 如果由变频器拖动，则变频器一旦出现跳闸停机，应马上将电动机切换到工频电源。
2,应用变频器拖动是为了节能的负载 如果变频器达到满载输出时就失去了节能的作用，这时也应将变频器切换到工频运行一、手动控制切换电路 原理分析要点：
1．工频运行
KM3为工频运行接触器，当KM3主触点闭合，电动机由工频供电。
SB1和SB2为总电源控制按钮；SA为变频、工频切换旋转开关。当将旋转开关SA转到KM3支路，按下总电源控制按钮SB2，KA1中间继电器线圈得电吸合，其两组动合触点闭合，一组自锁SB2，另一组将KM3 线圈接通。KM3得电吸合，电动机由工频供电。当按下停止按钮SB1，KA1失电。KA3也失电，电动机停止。
2．变频运行当将旋转开关SA转到变频控制支路，按下SB2，KM2得电，其两动合触点闭合，使KM1得电吸合，KM2吸合后KM1吸合，两接触器主触点将变频器与电源和电动机接通使其处于变频运行的待机状态。此时串联在KA2支路中的KM1的一组动合触点闭合，为变频器起动做准备。当按下变频器工作按钮SB4，中间继电器KA2线圈得电吸合，一组动合触点将SB4短路自保，另一组动合触点接通变频器FWD与CM端子，电动机正向转动。此时KA2还有一组动合触点将总电源停止按钮SB1短路，使它失效，以防止用总电源开关停止变频器。当变频器需要停止输出时，按下SB3按钮，KA2线圈失电，KA2所有的动合触点断开，变频器FWD与CM端子开路，变频器停止输出。如按下总电源停止按钮SB1，KA1释放，KM2、KM3均释放，变频器断电。
3．故障保护及切换当变频器工作时由于电源电压不稳、过载等异常情况发生时，变频器的集中故障报警输出接点30A、30C动作。30C动断触点由闭合转为断开，KM1、KM2线圈失电释放，其主触点断开，将变频器与电源及电动机切除；与此同时，30A动合触点闭合，将通电延时继电器KT、报警蜂鸣器、报警灯与电源接通，发出声光报警。延时继电器通过一定延时，其延时动合触点将KM3线圈接通，KM3主触点闭合，电动机切换到由工频供电运行。当操作人员发现报警后将SA开关旋转到工频运行位置，声光报警停止，时间继电器断电。
二、用PLC控制工频/变频切换 用FX2系列PLC
（1）PLC控制工频/变频切换电路图中变频器侧用KM1切换变频器的通、断电；用KM2切换变频器与电动机的接通与断开；用 KM3接通电动机的工频运行。KM2和KM3在切换过程中不能同时接通，需要在PLC内、外通过程序和电路进行联锁保护。变频器由电位器RP 进行频率设定；用KA1动合触点控制运行；用KA2动合触点控制复位；由30A、30B输出报警信号。PLC侧SA1为转动开关，用于控制PLC运行。SA2为工频-变频切换开关，SA2旋至X000时，电动机为工频运行；SA2旋至X001时，电动机为变频运行。SB1、SB2为工频/变频运行时的起动/停止开关；SB3、SB4为变频器运行/停止开关；SB5为复位开关，用于对变频器进行复位。
（2）控制原理根据控制系统所要完成的工作方式及控制动作，设定输入输出控制信号，其输入/ 输出地址分配如表4-5所示。PLC控制梯形图如图所示，其对应的控制程序如表所示。在PLC梯形图中，各逻辑行所实现的功能如下：
000：起动电动机工频运行。将SA1开关旋合，PLC开始进入控制工作状态。将SA2开关旋至,工频运行”位置，X000闭合，为工频运行做准备。按下SB1按钮，X002闭合，Y002置位，KM3动作，接通电动机工频运行。同时KM3的辅助触点切断KM2进行联锁。
006：停止电动机工频运行。当需要停机时，按下SB2按钮，X003闭合，Y002复位，KM3断开，电动机停止运行。在工频运行过程中，当电动机过热时，热继电器接通，X007输入，复位Y002。
010：起动电动机变频运行。将SA2开关旋至,变频运行”位置，X001闭合，为变频运行做准备。
014：控制接通变频器电源到电动机。按下SB1按钮，X002闭合，Y001置位，KM2动作，将变频器与电动机接通。同时KM2的辅助触点切断KM3进行联锁。
018：延时控制。为了实现先接通变频器至电动机，再接通主电源至变频器，需利用定时器进行控制。
020：控制接通主电源至变频器。Y000输出，KM1动作，接通主电源至变频器。
022：断开工频电源。按下SB2按钮，X003闭合，Y001复位，切断变频器电源。
026：起动变频器。按下SB3按钮，X004闭合，Y003置位，KA1动作，变频器控制电动机运转。同时Y003动断触点使Y001不能复位，即变频器在运行过程中不能切断电源。
029：停止变频器。按下SB4按钮，X005闭合，Y003复位，KA1断开，变频器停止工作。
032：变频器故障报警。在变频器运行过程中，若出现故障，变频器的30A、30B闭合，X010动作，Y004、Y005闭合进行声光报警；与此同时，X010将Y003、Y001复位，即变频器先停止后断电。同时Y004起动定时器T001，通过延时后将Y002接通，变频器转为工频运行。
040：变频器复位。在变频器出现故障时，操作人员将SA2开关旋至“工频运行”位置，进行故障排除。在故障排除后，应按下复位按钮SB5，使X006闭合，Y006导通，KA2动作，对变频器进行复位。
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§4 变频器常见控制电路 小结、习题
教学目的
1．总结§4内容
2．练习根据要求搭建变频器控制电路
重点、难点
根据要求搭建变频器控制电路
复习提问
作 业
复习
课后小结
根据要求搭建变频器控制电路
§4小 结本章介绍了变频器在工程上的一些具体应用电路，通过这些具体电路的学习，我们要掌握以下要点：
1．变频器的通、断电控制一般均采用电磁接触器，因为采用接触器可以方便地进行自动或手动控制，一旦变频器出现问题，可立即自动切断电源。
2．为了满足变频器的控制要求和人们的操作习惯，在不太复杂的控制电路中均采用了低压电器作为控制元件和由主令开关作为发信元件，这种控制方法虽然比较传统和落后，但它结构简单，成本低，工作可靠，人们还是乐于采用。
3．在控制功能较多的电路中，由于逻辑关系复杂，不适合用低压电器来控制，一般选用PLC控制。由于PLC可以通过内部编程解决逻辑关系问题，可使电路的接点大大减少，降低了电路的故障率。
4．选择控制电路的要点为：电路结构合理，运行可靠，便于维护，适合人们的操作习惯。
习题：一、以前面所学知识为基础，设计如下控制电路
1．两台变频器以2：1比例运行；
2．KM控制两台变频器的通、断电
3,发生故障报警时,能切断变频器电源
4,变频器正反转控制
5,有报警信号输出时，报警铃响，报警灯亮二、同学之间相互讨论设计结果
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教学内容
§5.1 变频器的选择
教学目的
1,了解负载机械特性
2．掌握变频器的选择
重点、难点
变频器的选择
复习提问
电动机的机械特性
作 业
5-1
课后小结
根据要求选择变频器
第五章 变频器的选择与安装变频器的选择与安装是应用过程中的一个重要环节，选型不当会造成变频器不能充分发挥其作用；安装不规范会使变频器因散热不良而过热；布线不合理会使干扰增强，这些都可能造成变频器工作不正常。本章主要学习变频器选择与安装方面的基本知识。
第一节 负载的机械特性及传动机构一、机械传动系统由电动机、传动机构和负载组成电动机是系统的动力源，由它拖动系统运行。
最简单的传动系统，由电动机、连轴器和负载组成，电动机输出转矩TM，它与负载的阻转矩TL大小相等，方向相反，即
TM＝TL （5-1）
当电动机以转速n运行时，输出功率为
（5-2）
式中：n — 电动机转速，单位r /min； 图5-1 传动系统
TM — 电动机输出转矩，单位N.m；
p — 电动机轴输出功率，也是负载侧消耗的总功率，单位kW。
由第一章中的介绍已经知道，电动机的机械特性 ，它必须与负载的机械特性相匹配，整个传动系统才能正常工作。下面对几种二、典型负载的机械特性加以分析。
恒转矩负载这类负载的转矩不随转速的变化而变化，而是一恒定值。
例如起重机的位能性负载，。
电动机拖动卷绕轮将重物吊起，重物受到地球引力为FL，卷绕轮的半径为r,则负载转矩为TL = r FL。不管电动机的转速如何，因为FL不变，TL不变，所以这类负载具有恒转矩特性。
除了电梯、卷扬机、起重机、抽油机等位能性负载具有恒转矩特性之外，摩擦类负载也是具有恒转矩特性的负载，如传送带、搅拌机、挤压成型机、造纸机等。恒转矩负载的机械特性如图5-3中直线①所示，这类负载当转速发生变化，其负载功率与转矩成线性关系，如图5-3中直线②所示。
最后要说明的是，恒转矩负载只是转矩不随转速的变化而变化，而转矩会随负载自身的变化而变化，如起重机的重物发生了变化，则转矩也会发生变化。
2．恒功率负载当负载的转速发生变化时，其转矩也随着变化，而负载的功率始终为一恒定值。例如，车床以相同的切削线速度和吃刀深度加工工件时，若工件的直径大，则主轴的转速低；若工件的直径小，则主轴的转速高，保持切削功率为一恒定值。又如卷绕机，开始卷绕时卷绕直径小，转矩小，则卷绕速度高；当卷绕直径逐渐增大时，转矩增大，则卷绕速度降低，保持卷绕功率为一恒定值。恒功率负载的机械特性如图5-4中直线①所示，其转速与转矩之间的关系如图示。
3．平方转矩负载风机、泵类等流体机械，当叶轮转动时其工作介质（如空气、水、油等）对叶轮的阻力大致与叶轮转速的平方成比例。当叶轮的转速较低时，流体的流速低，对叶轮的阻力小。随着叶轮转速的增加，流体的流速加快，对叶轮的阻力按转速的二次方比例增加，即TL = k n2。平方转矩负载的机械特性如图5-5所示，曲线①是转矩特性，曲线②是功率特性。
由特性曲线可见，这类负载起动转矩小，随着转速的升高，转矩也在增大；其负载功率与转速的三次方成比例，转速发生变化，其负载功率就有较大变化，所以这类负载用变频器调速具有很好的节能效果。
三、齿轮传动机构齿轮传动是传统的机械传动装置。图5-6是只有一对主、从齿轮的传动装置，通过改变输入轴齿轮Z1和输出轴齿轮Z2的齿数比，可以改变输入轴和输出轴的转速比和转矩比。齿轮传动在机械传动中应用非常广泛，例如车床的主轴传动，将电动机的固定转速通过不同的齿数传动比使主轴得到高低不同的多种转速。在变频器调速系统中，虽然电动机可以从0速调整到额定转速，但当调速范围和转矩不符合负载要求时，采用一级齿轮传动还是有必要的。例如，当负载的额定转速比电动机工作在50HZ（基频）时的转速低时，可采用齿轮进行升速传动；如电动机的转矩小于负载的转矩，可采用齿
轮进行减速传动，用提高电动机转速的方法增大驱动转矩。下面介绍齿轮传动各量之间的关系。首先定义传动比：输入轴转速n1与输出轴转速n2之比（见图5-6），称为传动比，用λ表示，即：
由传动比的定义式可知，λ﹤1，为升速传动；λ﹥1为降速传动；λ＝1，为直接传动。
根据传动比的定义式，结合图5-6，可导出下面关系式：
第二节 变频器的选择变频器选择的依据主要是功能、容量、质量等性能指标是否能满足工程要求，其次是产品的品牌、价格等。各种因素综合平衡之后，在满足需要的前提下对变频器的品牌、型号进行选择。
一、风机、泵类负载变频器的选择变频器在风机、泵类等负载中应用，主要目的是利用变频器对负载流量进行控制而有效的节能。实践表明，风机或泵类负载恒速运转改为变频调速后，节能可达30 ~40％。
1．风机、泵类负载的特性风机是输送空气的装置，水泵是输送水或液体的装置，两者的工作原理基本相同。下面以泵类负载为例加以说明。
泵类负载是平方转矩负载，其转速n与流量Q、扬程H（对应风机中的风压）、泵的轴功率P之间的关系为：
或
或
或
式中：Q的单位为m3/s，H的单位为m，P的单位为W，n的单位为r / min，k为各式中的比例系数。
由式中可见，流量之比与转速之比成正比；扬程之比与转速之比的平方成正比；输出功率之比与转速之比的三次方成正比。在工频恒速运转中，当需要小流量时是通过阀门节流，而电动机的输出功率几乎不变。在变频运行中，当需要减小流量时可降低电动机转速，因为转速与输出功率是三次方比例关系，因此有很好的节能效果。图5-9是泵类负运行图，由图可见在低速运行时其节能效果是很可观的。
2．风机、泵类负载变频器选择要点风机、泵类负载是最普通的负载，对变频器的要求不是很高，通常情况下普通U∕f控制变频器即可满足要求。现在很多厂家都设计、生产了专用变频器，这类专用变频器应用更方便，价格也较低廉，很适合于风机、泵类负载应用。选择和应用变频器时要注意以下几个问题：
（1）合理选择变频器的容量 一般应用时，选择变频器的容量等于电动机的容量即可。但空气压缩机、深水泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉等负载，由于电动机工作时冲击电流很大，所以选择时应留有一定的余量。
对新设计系统，可先计算出电动机容量，然后再根据电动机的工作性质选择变频器容量。电动机的容量可由下式来计算：
（5-9）
式中：P－电动机轴输出功率，单位为kW；
Q－流量，单位为m3/s；
H－全扬程，吸程和扬程总合，单位为m；
ηc－ 电动机及传动装置效率，一般取0.8。
ηP－ 泵效率，一般取0.6 ~ 0.7。
ρ－ 液体的密度，单位为kg / m3。
（2）处理好工频－变频切换 风机、泵类负载运行中往往需要进行工频－变频切换，原因是，一方面变频运行在不满载的情况下才可达到节能的目的，如果风机工作在高风量区（90％~ 100％）、泵类工作在大流量区，变频运行反而不如工频运行合适；另一方面，当变频器跳闸或出现故障停止输出时，为使电动机继续运转，需将电动机由变频运行切换到工频运行。因此风机、泵类用变频器都采用工频－变频切换电路。由于变频器的输出为电子开关电路，过载能力差，在切换时要考虑变频器的承受能力。
①由工频运行切换到变频运行时，先将电动机断电，让电动机自由降速运行。同时检测电动机的残留电压，以推算出电动机的运行频率，使接入变频器的输出频率与电动机的运行频率一致，以减小冲击电流。
②当变频运行切换到工频运行时，采用同步切换的方法，即变频器将频率升高到工频，确认频率及相位与工频一致时再进行切换。
（3）起动瞬停再起动功能 对一些重要设备或无人看管的节能设备，当电源瞬时停电时，要求变频器具有“在复电后能够重新起动”的功能，以保证电动机连续运转。
（4）设置合适的运行曲线 一般变频器都有多条U∕f 补偿运行曲线。为了达到节能的目的，变频器要选择平方律补偿曲线或将变频器设置为节能运行状态。
（5）风机、泵类负载一般采用连轴器传动即可满足工作要求。
二、机械传动系统变频器的选择选择机械传动用变频器，除了考虑节能效果之外，更多的是考虑变频器是否能满足传动要求。下面介绍不同应用场合变频器的选择。
1．机床用变频器的选择机床采用变频器作为主轴电动机的驱动系统，不仅可以简化机床的传动结构，提高产量和产品加工精度，同时可以方便地由数控系统发出的指令进行转速控制。因此数控机床主轴电动机均采用变频器驱动，而老式机床经过数控改造后亦可大大提高机床的性能。
（1）数控车床 老式车床的主轴是齿轮传动调速，最多只有30种速度可供选择，无法进行恒线速切削控制，影响工作效率及工件表面加工质量。直流电动机虽可进行无级调速，但由于存在电刷维护困难、最高转速受限等问题，也使其应用受到影响。近年来随着通用型变频器的问世，数控车床的主轴电动机改为变频器驱动。由变频器驱动主轴电动机，可以根据切削需要改变主轴的转速，还可以由数控系统控制主轴运行、停止，正、反转以及与进刀系统保持严格的传动比关系，完成工件的自动加工，从而大大提高工作效率和工件的成品率。图5-10是数控车床应用变频器框图，图5-11是车削工件刀具轨迹和主轴转速图。由图5-11可见，随着工件直径的变化，主轴转速亦随着变化，保持刀具的恒线速切削。
数控车床一般可选用普通U∕f控制变频器，为了提高控制精度选用矢量控制变频器效果更好。考虑到车床的急加速或偏心切削等问题，可适当加大变频器的容量；为了提高低速切削时的主轴转矩，可采用一级降速齿轮传动。
（2）立式车床 立式车床是加工大型圆盘类工件的车床，主轴立式安装，圆盘类工件水平装卡在卡盘上。
立式车床的主轴也是通过齿轮分档调速。当圆盘类工件的端面需要连续从外加工到中心时，由于中途一般不可变速，刀具越接近中心线速度越小，工件表面粗糙度增加，机床效率下降。为解决这一问题，立式车床可采用变频调速。
立式车床为重型机床，主轴电动机在22 ~100 kw，主轴及卡盘的惯性很大，是电动机惯性的10倍以上。在断续切削时是一冲击性负载，但由于有主轴惯性，相当于配有很大的飞轮，因此选择变频器时可不增大变频器的容量。由于主轴有很大惯性，选用变频器时要特别注意到制动装置和制动电阻的容量。立式车床选择通用U∕f控制变频器即可满足要求。
立式车床采用变频器传动取消了变速箱、离合器等机械变速部分，使机床维护大为改善；变频器可无级调速，使工件可恒线速切削，提高了效率和加工质量。图5-12和图5-13是立式车床调速框图和刀具位置与主轴速度图。
2．大惯性负载变频器选择大惯性负载如离心泵、冲床、水泥厂的旋转窑等，此类负载的惯性很大，起动速度慢，起动时可能会产生振荡，电动机减速时有能量回馈。此类负载可选择通用U∕f控制变频器，为提高起动速度，可加大变频器的容量，以避免振荡；使用时要配备制动单元，并要选择足够容量的制动电阻。
3．不均匀负载变频器选择不均匀负载是指系统工作时负载时轻时重，例如轧钢机、粉碎机、搅拌机等。对不均匀负载选择变频器容量，要以负载最大时进行测算；如没有特殊要求，可选择通用U∕f控制变频器。轧钢机除了工作时负载不均匀之外，对速度精度要求很高，原来多采用直流电动机拖动，随着大功率、高性能矢量控制变频器的出现和价格的降低，现在很多轧钢机都选用高性能矢量控制变频器拖动。
4．流水线用变频器选择流水线用变频器，要求具有多台电动机按同一速度（或按一定速度比）运行的特点，选择这一类变频器，要注意在运行时必须具有一定的速度精度。
三、变频器容量计算变频器容量的确定是选择变频器的关键一步，如果容量选择不准确，会造成变频器及电动机发热，也达不到预期的应用效果。选择变频器时，通常以原来（或新选定的）电动机容量和电动机的工作状态作为依据。由于变频器输出回路是电子开关逆变电路，其输出电流过载能力很差，因此，当电动机的额定电压选定后（低电压为220V、380V），选择变频器容量则主要是核算变频器的输出电流，输出电流满足了工作要求，变频器就可以安全工作。
1．连续运行场合连续运行指负载不频繁加减速而连续运行的场合。这种运行场合可以选择变频器的额定电流等于电动机的额定电流，但考虑到变频器的输出电流为脉动电流，比工频供电时电动机的电流要大，所以选择容量时适当留有余地，一般按下式选择：
ION ≥ (1.05 ~1.1) I N
或 ION ≥ (1.05 ~1.1) I maX
式中：ION — 变频器输出额定电流，单位为A；
I N — 电动机额定电流，单位为A；
I max — 电动机实测最大工作电流，单位为A；
如果按电动机的实测最大工作电流选取，变频器的容量可以适当减小。
2．频繁加减速运行的场合变频器加减速时电流大于工作电流，如图5-15所示，若变频器工作时频繁加减速，则选择变频器时容量应适当加大，可按下式计算：
式中：ION — 变频器输出额定电流，单位为A；
I1、I2,I3 — 各运行状态下平均电流，单位为A；
t1、t2,t3 — 各运行状态下运行时间，单位为s；
3．电流变化不规则的场合
不均匀负载或冲击负载，造成电动机电流不规则变化。选择变频器时其额定电流ION应大于电动机工作时的最大转矩电流I max 。
4．电动机直接起动变频器的选择三相异步电动机直接起动时，起动电流很大，是正常工作电流的4 ~7倍，因此变频器一般都是从0 ~几HZ开始起动。如果有些场合需要直接起动，则变频器的容量就要成倍增加，可按下式计算：
ION ≥ I K∕Kg
式中：I K —电动机在额定工频电压下的堵转电流，单位为A；
Kg — 变频器的允许过载倍数，Kg ＝1.3 ~1.5。
5．多台电动机共用一台变频器供电多台电动机共用一台变频器进行驱动，除了以上1~ 4点需要考虑之外，还要考虑这多台电动机是否同时软起动（即同时从0HZ开始起动），是否有个别电动机需要直接起动等等。综合以上因素，变频器的容量可按下式进行计算：
式中：a1 — 电动机总台数；
a2 — 直接起动的电动机台数；
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
12
授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§5.3 变频器的谐波干扰和常用电磁选件
教学目的
1,了解变频器的谐波干扰
2．掌握变频器常用电磁选件
重点、难点
变频器常用电磁选件
复习提问
傅立叶级数的概念
作 业
复习
课后小结
1,变频器的谐波干扰
2．变频器常用电磁选件
第三节 变频器的谐波干扰一．谐波的概念变频器工作时会产生大量的谐波。输入端产生的谐波对电网造成电磁干扰，会降低电网的供电质量；输出端产生的谐波可使电动机发热，谐波的辐射会产生无线电干扰。因此要设法消减变频器工作时的谐波干扰。
1．什么是谐波在交流电（或非交流电）中，除了正弦波之外，还有非正弦波。非正弦波的波形因为用途不同、产生的原因不同而形状各异，我们以前学习过的整流输出波形、PWM波形等都是典型的非正弦波。非正弦波和正弦波有什么内在联系呢？数学研究指出：一个非正弦波的周期函数，可以分解为无穷多个正弦量叠加的形式，这个叠加形式称为傅立叶级数
2．谐波的特点由表5-1中傅立叶级数的展开式可见，各种非正弦波形分解后的直流分量、基波占了波形的主要部分，高次谐波随着频率的增加幅度越来越小，其能量也越来越小。因此，虽然一个非正弦波可以分解为无穷多项正弦量相叠加，但起主要作用的是分解后的前几项。图5-16是矩形波由分解后的前几项叠加出的波形，图5-16a是取了展开式的前3项，即只取到5次谐波，合成曲线如图中虚线所示；图5-16b是取了展开式的前6项，取到11次谐波，合成波形已经非常接近矩形波。
二、变频器运行时产生的谐波干扰变频器工作时，其输入侧将工频交流电通过整流电路变为直流电，由于整流时滤波电容是在交流电压的峰值附近充电，其他时间整流管不导通，因此电流脉动性很大，产生大量谐波，它降低了电源的供电质量，干扰同一电源的用电设备；其输出侧由于是一系列的矩形波，这些矩形波含有丰富的高次谐波成份。高次谐波产生电磁辐射干扰无线电设施；高次谐波加到电动机的绕组上，使电动机的绝缘下降，铜损和铁损增加，温度上升；同时谐波电流会改变电磁转矩，产生振动力矩，使电动机发生周期性转速变动，影响输出频率，并发出噪声。变频器输出侧工作时其谐波干扰途径如图5-17所示。为了抑制变频器的谐波干扰，变频器在安装时要选用一些抑制干扰的电磁选件。
第四节 变频器常用电磁选件变频器安装时为了防止电磁干扰、提高功率因数，以及电动机的制动等，要选用一些选配件（又称为选件），这些选配件由厂家另外供应。图5-18是变频器安装时的连接图，下面具体介绍图中各常用选件。
一、交流输入电抗器交流输入电抗器可以抑制变频器输入电流的高次谐波，明显改善变频器的功率因数。有下列情况之一时就应考虑选配交流输入电抗器。
（1）变频器所用电源变压器的容量超过500 kVA，并与变频器的容量之比为10﹕1以上时，可选择接入交流电抗器；
（2）同一电源上接有晶闸管交流负载或带有开关控制的功率因数补偿装置；
（3）三相电源的电压不平衡度 ≥ 3％时；
（4）需要改善输入侧的功率因数，接入交流输入电抗器后功率因数可增加到0.8 ~ 0.85 。 交流输入电抗器的结构为一铁心电感线圈，
图5-19所示为电抗器的外形尺寸示意图，表5-2是电抗器的配置参数表。各生产厂家都有与自己的变频器相匹配的电抗器产品供选用。
表5-2 交流输入电抗器配置参数表电压
适用变频器∕kW
电抗器型 号
尺 寸 参 数∕mm
重量∕kg
L
B
H
L0
B0
端子孔径
安装孔径
380V
系
列
2.2
TDLI- 0022
120
85
110
70
65
M4
φ8
3.5
3.7
TDLI- 0037
150
105
110
80
65
M4
φ8
4.5
5.5
7.5
TDLI- 0075
170
80
170
80
65
M6
φ8
6.0
11
15
TDLI- 0150
180
140
180
80
65
M6
φ8
9.0
18.5
22
TDLI- 0220
200
150
200
90
70
M8
φ8
11
30
37
TDLI- 0370
200
150
215
110
85
M8
φ10
15
45
44
TDLI- 0550
230
180
210
110
85
M10
φ10
20
75
TDLI- 0900
260
150
270
180
85
M10
φ10
20
二、交流输出电抗器交流输出电抗器的作用是滤除变频器输出端产生的有害谐波。当变频器与电动机之间的配线较长（超过20米）时，交流输出电抗器可抑制由导线分布电容引起的过流，并可抑制变频器的无线电干扰。交流输出电抗器的外形结构与图5-19相同，表5-3为交流输出电抗器选配参数表。
表5-3 交流输出电抗器选配参数表电压
适用变频器∕kW
电抗器型 号
尺 寸 参 数∕mm
重量∕kg
L
B
H
L0
B0
端子孔径
安装孔径
380V
系
列
2.2
TDL - 0022
170
80
130
100
70
M4
φ8
5.5
3.7
TDLO - 0037
180
80
150
110
70
M4
φ8
4.5
5.5
7.5
TDLO- 0075
210
120
170
140
70
M6
φ8
10
11
15
TDLO - 0150
230
140
210
150
80
M6
φ8
17
18.5
22
TDLO - 0220
230
140
230
150
90
M8
φ8
22
30
37
TDLO - 0370
240
150
295
160
90
M8
φ10
36
45
44
TDLO - 0550
255
160
290
160
100
M10
φ10
40
75
TDLO - 0900
285
160
360
190
110
M10
φ10
58
三、电磁滤波器分为输入电磁滤波器和输出电磁滤波器。输入电磁滤波器连接在电源与变频器之间，其作用是抑制变频器产生的高次谐波通过电源传导到其他设备或抑制外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对变频器的干扰。具备线路滤波和辐射滤波双重作用，并具有共模和差模干扰抑制能力。
输出电磁滤波器安装在变频器和电动机之间，可减小输出电流中的高次谐波成份，抑制变频器输出侧的浪涌电压，减小电动机由高次谐波引起的附加转矩，减小电动机噪声，并抑制高次谐波的辐射。 电磁滤波器的外形如图5-20所示，变频器安装时可根据具体要求考虑选用。
四、直流电抗器直流电抗器的主要作用是改善变频器的输入功率因数，防止电源对变频器的影响，保护变频器及抑制高次谐波。其外形如图5-21所示。在下列情况下应考虑配置直流电抗器。
（1）当给变频器供电的同一电源上有开关、无功补偿电容器屏或带有晶闸管调压负载时，因电容器屏开关切换引起的无功瞬变致使电网电压突变或晶闸管调压引起的电网波形缺口，有可能对变频器的输入整流电路造成影响。
（2）当变频器供电三相电源的不平衡度 ≥ 3％时；
（3）当要求变频器输入端的功率因数提高到0.93时；
（4）当变频器接入到大容量供电变压器上时，变频器输入电源回路流过的电流有可能对整流电路造成损害。一般情况下，当变频器供电电源的容量大于550 kW以上时，变频器需要配置直流电抗器。
直流电抗器的结构亦为一铁心电感线圈，图5-22是直流电抗器的外型尺寸，表5-4是直流电抗器与变频器的配置参数表，可根据变频器的容量大小选择直流电抗器的规格、型号。
表5-4 直流电抗器配置参数表电压
适用变频器∕kW
电抗器型 号
尺 寸 参 数∕mm
重量∕kg
L
B
H
L0
B0
端子孔径
安装孔径
380V
11
TDL－0150
130
110
120
80
80
M8
φ6
6.0
15
18.5
TDL－0220
140
115
140
80
90
M8
φ6
8.0
22
30
TDL－0370
160
110
210
60
80
M8
φ10
10
37
45
TDL－0550
170
110
210
60
90
M10
φ10
15
55
75
TDL－0900
180
120
280
80
90
M10
φ10
24
五、制动选件
1．制动电阻当电动机工作在停止时产生再生电能的场合时，就要考虑选择制动电阻。制动电阻的选择包括选择电阻的阻值和选择电阻的耗散功率。电阻的阻值决定制动时流过电阻电流的大小，耗散功率决定制动时电阻的容许发热量；由于制动电阻的发热量与通电时间成正比，因此在频繁起停的场合选择制动电阻时其耗散功率应适当加大；安装时制动电阻要与变频器保持一定距离，以利散热。图5-23是台安N2系列变频器制动电阻外形和安装位置图，表5-7是制动电阻规格参数表。
表5-7 制动电阻规格参数表变频器功率∕kW
阻值∕Ω
功率∕W
尺 寸 参 数∕mm
L1
L2
L3
W
H
L
0.75
200
60
115
80
175
40
20
400
1.5
100
150
210
200
175
40
20
400
2.2
75
200
165
150
125
60
30
400
3.5
40
300
215
200
175
60
30
400
5 ~ 7.5
20
600
335
320
295
60
30
40
2．制动单元选件制动单元是指当变频器产生再生电流使直流侧电压升高时用来控制电能向制动电阻释放的控制单元。这部分电路对于小功率变频器，一般是内置在变频器中；而对于大功率变频器，由于制动单元在工作时会发热，所以通常安装在变频器之外，并作为选件供应。在无内置制动单元的变频器中，制动单元和制动电阻配套选用，将制动电阻接在制动单元上，再将制动单元按要求连接到变频器上。由于制动单元和制动电阻都是发热单元，安装时要互相有一定的距离，以便于散热。制动单元和制动电阻的连接见第三章图3-5所示。
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
12
授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§5.5 变频器的安装、维护保养、故障处理
教学目的
1,掌握变频器的安装知识
2．掌握变频器的维护保养知识
3,掌握变频器的故障处理知识
重点、难点
变频器的安装
复习提问
变频器常用电磁选件有哪些
作 业
5-6
课后小结
1,变频器的安装知识
2．变频器的维护保养知识
3,变频器的故障处理知识
第五节 变频器的安装变频器能否正常发挥作用，与安装环境及安装方法紧密相关，因此各变频器厂家都对自己产品的安装提出了要求。下面就变频器安装中一些共性的问题加以说明。
一主电路控制开关及导线线径选择
1．电源控制开关及导线线径选择电源控制开关及导线线径的选择与同容量的普通电动机选择方法相同，按变频器的容量选择即可。考虑到其输入侧的功率因数较低，应本着宜大不宜小的原则选择线径。
2．变频器输出线径选择变频器工作时频率下降，输出电压也下降。在输出电流相等的条件下，若输出导线较长（l ＞20m），低压输出时线路的电压降ΔU在输出电压中所占比例将上升，加到电动机上的电压将减小，因此低速时可能引起电动机发热。所以决定输出导线线径时主要是ΔU影响，一般要求为：
ΔU ≤（2 ~ 3）％UX
ΔU的计算为：
上两式中：UX —电动机的最高工作电压，单位为V；
IN —电动机的额定电流，单位为A；
R0 — 单位长度导线电阻，单位为mΩ∕m；
l — 导线长度，单位为m 。
常用导线（铜）单位长度电阻值见表5-6。
表5-6 铜导线单位长度电阻值截面积∕(mm)2
1.0
1.5
2.5
4.0
6.0
10.0
16.0
25.0
35.0
R0∕(mΩ／m)
17.8
11.9
6.92
4.40
2.92
1.74
1.10
0.69
0.49
例5-2．已知电动机参数为：P N = 30 kW，U N = 380 V，I N = 57.6 A，f N = 50 HZ，nN = 1460 r/min。
变频器与电动机之间距离30m，最高工作频率为40HZ。要求变频器在工作频段范围内线路电压降不超过2 %，请选择导线线径。
解：已知U N = 380 V，则：U X = 380×（40∕50）＝304（V）
ΔU＝304×2 % = 6.08（V）
取ΔU = 6.08 V，将各参数代入式（5－17）
解得：R 0 = 2.03 。
查表5 ~7，应选截面积为10.0(mm)2的导线。
若变频器与电动机之间的导线不是很长时，其线径可根据电动机的容量来选取。
3．控制电路导线线径选择小信号控制电路通过的电流很小，一般不进行线径计算。考虑到导线的强度和连接要求，请选用0.75(mm)2及以下的屏蔽线或绞合在一起的聚乙烯线。
接触器、按钮开关等强电控制电路导线线径可取1mm2的独股或多股聚乙烯铜导线。
二、变频器的安装环境
1．周围温、湿度变频器的工作环境温度范围一般为－10 o ~＋40 o，当环境温度大于变频器规定的温度时，变频器要降额使用或采取相应的通风冷却措施。变频器工作环境的相对湿度为5 ~ 90％（无结露现象 ）。
2．周围环境变频器应安装在不受阳光直射、无灰尘、无腐蚀性气体、无可燃气体；无油污、蒸汽滴水等环境中。安装场所的周围振动加速度应小于0.6g 。因振动超值会使变频器的紧固件松动，继电器和接触器的触点误动作，导致变频器不稳定运行。因此在振动场所应用时要采取相应的防振措施。
3．海拔高度变频器应用的海拔高度应低于1000 m。海拔增高，空气含量降低，影响变频器散热，因此在海拔高度大于1000 m的场合，变频器要降额使用。表5-9是富士变频器海拔高度与输出降额关系。
表5-9 海拔高度与降额关系海 拔 高 度
输 出 降 额 率
1000 m以下
1.00
1000 ~ 1500 m
0.97
1500 ~ 2000 m
0.95
2000 ~ 2500 m
0.91
2500 ~ 3000 m
0.88
三、安装方向和空间
变频器用螺栓垂直安装在坚固的物体上。从正面就可以看到变频器文字键盘，请勿上下颠倒或平放安装。变频器在运行过程中会产生热量，为保持冷风畅通，周围要留有一定空间，如图5-24所示。
如果将变频器安装在控制柜中，柜的上方要安装排风扇；一个柜内安装多台变频器时，要横向安装，且排风扇安装位置要正确，如图5-25和图5-26
四、变频器在多粉尘现场的安装在多粉尘（特别是多金属粉尘、絮状物）的场所使用变频器时，采取正确、合理的防尘措施是保证变频器正常工作的必要条件。
1．安装设计要求变频器要安装在控制柜中，且最好安装在控制柜的中部或下部。要求垂直安装，其正上方和正下方要避免安装可能阻挡进风、出风的大部件；变频器四周距控制柜顶部、底部、隔板或其它部件的距离不应小于300 mm，如图5-27中的H1、H2间距所示。
2．控制柜通风、防尘、维护要求
（1）总体要求：控制柜应密封，使用专门设计的进风和出风口进行通风散热。
控制柜顶部应设有出风口、防风网和防护盖；底部应设有底板、进线孔、进风口和防尘网。
（2）风道要设计合理，使排风通畅，不易产生积尘。
（3）控制柜内的轴流风机的风口需设防尘网，并在运行时向外抽风。
（4）对控制柜要定期维护，及时清理内部和外部的粉尘、絮毛等杂物。对于粉尘严重的场所，维护周期在1个月左右。
五、安装布线前面介绍了变频器为防电磁干扰而采用电磁选件，这些电磁选件的安装位置是否合理、各连接导线是否屏蔽、接地点是否正确等，都直接影响到变频器对外干扰的大小及自身工作情况，因此合理选择安装位置及布线是变频器安装的重要环节。
1．布线原则变频器应用时往往需要一些外围设备与之配套，如控制计算机、测量仪表、传感器、无线电装置及传输信号线等，为使这些外围设备能正常工作，布线时应采取以下措施：
（1）当外围设备与变频器共用一供电系统时，由于变频器产生的噪声沿电源线传导，可能会使系统中挂接的其他外围设备产生误动作。安装时要在输入端安装噪声滤波器，或将其他设备用隔离变压器或电源滤波器进行噪声隔离。
（2）当外围设备与变频器装入同一控制柜中且布线又很接近变频器时，可采取以下方法抑制变频器干扰：
①将易受变频器干扰的外围设备及信号线远离变频器安装；信号线使用屏蔽电缆线，屏蔽层接地。亦可将信号电缆线套入金属管中；信号线穿越主电源线时确保正交。
②在变频器的输入输出侧安装无线电噪声滤波器或线性噪声滤波器（铁氧体共模扼流圈）。滤波器的安装位置要尽可能靠近电源线的入口处，并且滤波器的电源输入线在控制柜内要尽量短。
③变频器到电动机的电缆要采用4芯电缆并将电缆套入金属管，其中一根的两端分别接到电动机外壳和变频器的接地侧。
（3）避免信号线与动力线平行布线或捆扎成束布线；易受影响的外围设备应尽量远离变频器安装；易受影响的信号线尽量远离变频器的输入输出电缆。
（4）当操作台与控制柜不在一处或具有远方控制信号线，要对导线进行屏蔽，并特别注意各连接环节，以避免干扰信号串入。
2．变频器安装区域划分及注意事项
（1）区域划分 为了抑制变频器工作时的电磁干扰，安装时可依据各外围设备的电器特性，分别安装在不同的区域，如图5-28所示。图中各区域分别为：
1区：控制电源变压器、控制装置及传感器等。
2区：控制信号及电缆接口，要求此区有一定的抗扰度。
3区：进线电抗器、变频器、制动单元、接触器等主要噪声源。
4区：输出噪声滤波器及其接线部分。
5区：电机及电缆。
以上各区应空间隔离，各区间最小距离20cm，以实现电磁去耦。
（2）安装注意事项
电动机电缆的地线应在变频器侧接地，但最好电动机与变频器分别接地。在处理接地时，如采用公共接地端，不能经过其他装置的接地线接地，要独立走线，如图5-29所示。
②电动机电缆和控制电缆应使用屏蔽∕鎧装电缆，机柜内为强制要求，将屏蔽金属丝网与地线两端连接起来，连接方法如图5-30所示。
③如果现场只有个别敏感设备，可单独在敏感设备侧安装电磁滤波器，这样可降低成本。
小 结本章介绍了变频器的选择、抗干扰及安装等基本知识，主要有以下几点：
1．根据工程需要正确选择变频器。
变频器的选择主要是选功能、选容量、选品牌。选功能是选择控制功能和其他基本功能，其控制功能是选择基本U∕f控制变频器还是具有矢量控制的变频器。基本U∕f控制变频器功能少、价格低；矢量控制变频器功能夺、性能优，但价格贵。其他功能选择就是外端子是否符合应用要求，变频器功能是否包括所需要的功能，如应用系统需要变频器具有PID控制功能，那么就必须选择有PID功能的变频器。
选容量有两种方法，一是直选法，即根据现有电动机的容量，进行对比选取；二是计算法，即通过计算变频器的输出功率和输出电流进行选取。而根据计算电流选取更为可靠，因为变频器输出为电子开关电路，过载能力差，如果选取变频器输出电流能满足负载要求，则变频器就能可靠工作。
选品牌是选择哪家的产品。由于变频器的生产厂家众多，各个厂家的产品都有其自己的特点，在功能满足要求的前提下，再比较各个厂家的产品质量、售后服务、价格高低等，再决定选择哪家的产品。
2．合理选择外选件变频器工作时要产生干扰，一是对供电电源及周围环境的干扰，二是对变频器自身的干扰。为了消减干扰就要选择外选件，但这要增加变频器的应用成本，选不选外选件和选择什么样的外选件要根据书中的介绍进行选择。为了消弱电磁辐射对周围环境的干扰，除了接入防电磁辐射的选件外，必要时对变频器还要进行铁箱屏蔽。
3．安装时要考虑散热和防干扰变频器工作时要产生热量，热量如不能及时散去，就会引起变频器过热而跳闸，因此书中对变频器安装环境提出了具体要求。为了防止变频器工作时产生的内外干扰，对安装布线有明确要求，如信号线和主电源线不能绑扎在一起、采用屏蔽线安装、合理接地等。为将相互影响减到最小，还要根据部件的发热及电磁干扰情况进行分区安装。
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
13
授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§6.1变频器在恒压供水中的应用
教学目的
介绍变频器在恒压供水中的应用
重点、难点
变频恒压供水的应用原理
复习提问
作 业
复习
课后小结
1.恒压供水技术的发展历程
2.变频恒压供水的应用
第一节 变频器在恒压供水中的应用一、恒压供水技术的发展历程
1.用水量、管压、电动机转速的关系
2.恒压供水 是指用户端在任何时候，不管用水量的大小，总能保持管网中水压的基本稳定。这样，既可满足各用户、各部门用水的需求，又可在用水量小的时候，减少水泵的开机台数或降低水泵的转速，不使电动机空转，以保持管网压力的恒定，达到节能的目的。
3.恒压供水系统介绍从早期的单泵恒压调速系统到多泵恒压调速系统；从通用变频器恒压调速到专用变频器恒压调速，经历了一个逐步完善的发展过程。国内外不少厂家推出了一系列新型产品，如佳灵的J9Zn供水专用变频器；艾默生的TD2100；施耐德公司的Altivar58泵切换卡；SANKEN公司的SAMCO-I系列；ABB公司的ACS600、ACS400系列产品；富士公司的G11S/P11S系列产品。这些产品将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都综合在变频器内，形成了带有各种应用宏的新型变频器。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分稳定平滑，同时使系统的调试非常简单、方便。恒压供水变频器的价格比通用变频器略微高一点，但功能却强很多，节省了安装调试时间，在满足工艺要求的情况下被工程技术人员广泛采用。
二、变频恒压供水的应用
1．系统的配置及工作原理现以一生活小区变频恒压供水系统为例来说明。系统由变频器（J9Zn-15K）、水泵组（3台15kW）、压力变送器(DT)组成。系统通过安装在出水总管上的压力传感器、流量传感器实时将压力、流量等非电量信号转换为电信号（4 ~20mA），输入至变频器，信号经CPU运算处理后与设定的信号进行比较运算，得出最佳的运行工况参数，控制泵站投运水泵的台数及变量泵的运行工况，并实现对每台水泵根据CPU指令实施软启动、软切换及变频运行。系统可根据用户用水量的变化，自动确定泵组的水泵循环运行，以提高系统的稳定性及供水的质量。
1拖多控制是由1台变频器控制多台水泵的工作方式（水泵最多可至4台），其目的是减少设备费用。电路如图示。
管网供水时，首先1# 泵由变频器供电工作，即1KM1闭合,1KM2断开，水泵电动机的转速随着变频器的输出频率而变化，而变频器的输出频率则由调节器的输出信号来控制，以保持管网压力的稳定。用水量大时，变频器输出频率升高；用水量小时，频率降低。当频率上升到50Hz（即水泵全速运转时）仍不能满足供水需要时，则变频器发出指令，自动将1# 泵切换到工频运行（1KM1断开，1KM2闭合），1# 泵由电网供电全速运行，2 # 泵由变频器供电投入运行（2KM1闭合），供水系统处于“1工1变”的运行状态；如果2 # 泵电动机达到额定转速时仍不能满足供水要求，则变频器自动将2 # 泵切换到工频运行(2KM1断开，2KM2闭合)，3 # 泵由变频器供电投入运行，供水系统处于“2工1变”的运行状态。依此规律逐个投入运行，所有水泵电动机从静止到旋转工作都由变频器来起动，实现带载软起动（即各电动机都是由变频器从0速起动），避免了起动冲击电流和起动水泵时电动机带来的机械冲击。
当1# ~（n－1）# 泵都处于工频全速运行方式，n # 泵处于变频运行工作方式时，如果此时用水量减小，变频器输出频率下降。当频率下降到下限频率后，如果供水量仍大于用水量，则系统自动将1# 泵停止运行；同样，1# 泵停机后，如果此时供水量还大于用水量，则系统自动将2# 泵停止运行，依此类推。如此时用水量又大于供水量，则系统自动将n # 泵投入电网工频运行，1#泵由变频器供电运行 …，如此实现了循环带载软启动、循环停机的工作方式，保证了管网压力稳定。
系统中的1KM1、2KM1、3KM1分别用于将电动机M1、M2、M3接至变频器；1KM2、2KM2、3KM2分别用于将电动机接至工频电源。这6个接触器是由继电器扩展板控制，由变频器内部程序保证了各接触器在切换过程中的互锁关系，应用非常方便。
2．变频器的系统功能介绍
（1）沉睡（睡眠）与唤醒（苏醒）功能
①? 沉睡（睡眠）功能 当变频器的工作频率已经降至下限频率，而压力仍偏高时，水泵应暂停工作（使变频器处于沉睡（睡眠）状态）。以佳灵J9Zn系列变频器为例，当压力传感器的量程为1MPa，而所要求的供水压力为0.2MPa时，则目标值为20%，“沉睡（睡眠）值”可设定为21% ~25%（相当于压力的上限）。
②? 唤醒（苏醒）功能 当水管中的压力小于某一下限值时，应使系统中止沉睡（睡眠）而重新开始工作（即中止暂停或称之为“唤醒（苏醒）” ），唤醒（苏醒）值可设定为15% ~19%。
（2）定时开关机功能 变频器具有定时开关机的时间设定运行功能，换泵周期由变频柜程序设定，一般设定为24小时。可以设定多达6段时间。
（3）自动（手动）巡检功能 虽然平时消防泵自动换泵稳压运行，但对水泵定期巡检还是十分必要，以防偶然因素导致水泵长期不运转而“锈死”。若水泵出现故障，系统可自动报警并记忆。操作面板设有手动巡检按钮，可随时对设备进行巡检。
（4）PID的调节功能 由压力传感器反馈的水压信号(4-20MA或-5V)直接送入变频器的A/D口，变频器可以设定给定压力值，PID参数值，通过计算自动完成切换泵的操作，系统参数在实际运行中调整，使系统控制响应趋于完整。
（5）多种保护及故障报警功能 系统具有断相、过负荷、接地、欠压等保护及报警功能。考虑到消防水泵的功能特点，将变频器的输出电流限制功能设定值调至最大150% 。
系统设有水位接口，用于缺水报警指示。另外还设有与消防中心相联的联动、反馈接口，实现远距离自动启动和泵运行状况反馈。
3．1拖3变频器的参数配置供水系统设计方案选定后，关键在系统现场运作能否适应实际需要，即供水压力不足时系统迅速补水；供水压力过高时系统适当降低压力，减少供水量。因此系统应用中应注意下面几个问题：
（1）根据水泵的功率和额定电流来选择变频器，一般情况下变频器的额定电流是水泵电机额定电流的1.2~ 2倍，以保证系统在恶劣的情况下也能正常工作。
（2）适当设置变频器的载波频率，减小漏电流对水泵电机的破坏。
（3）适当设置变频系统的线性加速、线性减速时间和S型曲线的时间,以保证系统稳定运行。
（4）变频器的下限频率不能过低，一般不能低于25Hz，否则水泵压力不能达到要求。
表6-1是J9Zn系列变频器一拖多恒压供水时几个主要功能参数的选择。
表6-1 功能参数表功能码
功能名称
设定范围
出厂设置
1拖3运行时
Cd00
运行操作选择
0：面板内控信号
1：外部信号
0
1
Cd30
切换频率上限
0~120Hz
50
50
Cd31
切换频率下限
0~120Hz
25
25
Cd32
电机台数选择
0：单台电机标准运行
1：一拖一模式
2：一拖二模式
3：一拖三模式
4：一拖四模式
3
3
Cd33
反馈采样周期
0.01~10S
5
5
Cd38
传感器量程
1~99.9
99.9
50
Cd41
唤醒（苏醒）
0~100
60
20
Cd42
沉睡（睡眠）
0~100
80
25
Cd45
变频起动顺序选择
0：附属电机变频运行，其余工频运行
1：1# 电机首先变频运行
2：2# 电机首先变频运行
3：3# 电机首先变频运行
4：4# 电机首先变频运行
1
0
4．故障处理系统工作不正常有各种情况，如果电动机不转，查看变频器BX-CM是否取消短接片，热继电器是否已动作；如果电动机转速上不去，查看水压是否已接近上限；如果电动机一直升到满速下不来，查看压力变送器有无输出，再检查控制仪输出电流是否已到上限；如果电动机转速不稳定，查看控制仪输入、输出是否稳定，可调节PID参数看有无稳定趋势。
三、变频恒压供水的优点
1．节约电能
2．节约用水
3．延长系统的使用寿命
4．系统管理维护方便
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变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
13
授课方法
讲授
教具
尺
教学内容
§6.2 变频器在塑料机械中的应用
教学目的
了解变频器在塑料机械中的应用
重点、难点
注塑机变频控制原理
复习提问
作 业
复习
课后小结
1,注塑机简介
2,注塑机变频控制原理
3,注塑机变频器控制应用特点及效果
第二节 变频器在塑料机械中的应用一、注塑机简介塑料制品的成型机械，它将颗粒原料通过注塑机的一系列工艺过程制成各种塑料制品，如家电产品的外壳、汽车暖风管、各种玩具等。
注塑机加工过程一般分为以下步骤,合模→锁模→注射保压→熔胶加料→冷却定型→开模顶针。注塑机具体工序过程是：①送模具过程：需低压力，时间较短。②合模具过程：左右两个模具相接，直至完全闭合。需略高压力，时间不长。 ③保压过程：送料至模腔，直到成型。固化完需较高压力，时间长约占整个工作过程的40 ~ 60%。④脱模具过程：加工成型，可开启模具，脱模取出加工件。时间不长，压力略高。⑤退模具过程：加工件取出，模具后退原位，进行辅助工作后，待再次加工。这时需低压力，时间较短。每一动作的完成都有时间、压力、速度、位置等几个参数的精密配合，也就是说在某一位置的位移都有相应的压力和速度，且在不同的位置和时间内其压力和速度都是可变的。同时每一动作完成后发出终止信号传送给程序控制器，程序控制器收到信号后才发出执行下一动作的指令。各阶段所需的工作压力和流量不同，整个注塑过程是处于不断变化的负载状态。
二、注塑机变频控制原理
1．注塑机液压传动即由液压油泵输出高压油，通过各种电磁换向阀将高压油输入各个传动油缸，由这些传动油缸来完成上述注塑机的各种动作。电动机拖动油泵恒速转动，油泵以恒流量输出液压油；各个油缸按照工艺要求顺序工作，由各对应的换向阀进行油路切换，以控制各油缸的前进或后退。这里所要强调的是各油缸工作时所需要的液压油的流量、压力、工作时间均不同，当需要的流量小于油泵的输出流量时，油泵压力升高，多余的油由溢流阀放掉，可见这种恒速定量泵工作时有大量的能量损耗掉了。如果油泵采用变频器变频调速，根据各油缸的应用流量、压力来调节变频器的输出转速，则可大大节省电能，这就是注塑机应用变频器调速的主要目的之一。
2．注塑机变频控制原理注塑机一般采用专为注塑机设计的专用变频器，它采用多端输入信号控制，其控制框图如图6-4所示。以比例压力、流量信号作为主输入信号，另外几路动作阀（如：注射保压、熔胶）作为辅助输入信号，当注塑机执行到某一过程时PLC发出相应的辅助信号给变频器，变频器相应地改变输出频率，提高或降低液压泵的转速，自动补偿负载的变化。当某一个动作工作压力出现不足时，可以单独调整而不影响其他工况，使电动机在整个负载变化范围内的能量消耗达到最小，并确保电动机平稳、精确地运行。
注塑机变频器电气控制原理图如图示。由图可知，工频与变频用SA及 KM3、KM1进行电器切换及互锁，确保工频与变频运行不能同时进行，保护系统安全运行；当选择开关SA在中间位置，即在0档时，电路不工作；SA转至左边，即在1档时，KM1得电（变频运行指示灯 HL2亮），其动合辅助触点先断开，切断工频控制回路。KM1动断辅助触点后闭合，KM2得电吸合。KM1、KM2主触点先后闭合，接通变频器主电路。此时如果有运行信号（FWD-COM闭合），变频器运行，注塑机开始工作。变频器根据注塑机控制系统给出的压力及流量信号，经内部处理后，输出不同的频率，调节电动机转速，即：输出频率与压力和流量同步自动跟踪控制，故可以大大减轻合模、开模的震动，减少机械故障，延长机器使用寿命，提高产品质量。
当变频器检测有异常时，30C、30B断开，切断变频器输出回路。30A、30B闭合，HL1故障指示灯亮。排除故障后，按变频器故障复位键后，既可继续工作。如故障不能及时排除，可将SA转换至右边，工频运行，以确保变频器出现异常时，不影响生产。
三、注塑机油泵特性分析油泵是一平方转矩负载，泵的流量与其转速成正比，泵的扬程与其转速的平方成正比，泵的轴功率与其转速的立方成正比。
由于泵类负载的特性，采用变频技术改造后，节能效果十分显著，一般节能可达25% ~ 60%。另外，使用变频调速技术大大减少了注塑机油泵电动机的无功损耗，提高了电动机的功率因数，降低了线路损耗，从而提高了工厂的供电效率。对于一些供电容量紧张的企业，甚至可以免去昂贵的增容费；油泵电动机实现软起动，减少了机械冲击。
四、注塑机变频器控制应用特点及效果
1．注塑机变频器控制具有如下特点：
（1）过载能力强 过载能力可以达到180%∕1min，有的甚至达到200%∕30s。高过载能力保证了注塑过程中在高压射胶等重负载冲击下，不跳闸。
（2）防护等级较高，采用独立风道全封闭设计，防尘、防腐蚀、环境适应能力强，使用寿命更长。
（3）采用了流量和压力双信号控制，适用于各种复杂模件的生产。
（4）体积小，结构紧凑，安装简便。可以做到柜式和壁挂两用。
2．注塑机采用变频器控制后的效果
（1）高节电率 变频器控制使定量泵变为节能型变量泵；注塑机液压系统与整机运行所需功率匹配，无高压节流溢流能量损失，节电率高达25% ~ 60%。
改善功率因数：改造前功率因数一般为0.6 ~ 0.8，改造后可达0.96以上，故能显著提高电网功率因数，降低无功电流，从而降低线路损耗。对供电设备而言，则起到了增容的作用。
（2）高可靠性 保留注塑机原有控制方式及油路不变，采用变频器后由变频器内的计算机监控，发现故障及时报警；具有过压、过流、过载、过热、欠压及对地短路等多种保护，还可有效地实现油泵电动机采用市电∕变频节能运行控制方式的转换，实现变频器故障时及时切换到工频运行而不影响生产。
(3) 软起动 减轻开锁模震动，延长设备和模具的使用寿命；减轻噪音，改善工作环境，系统发热明显减少；油温稳定，注塑机冷却用水量可节省30%以上；延长密封组件的使用寿命，降低停机维修的次数和维修时间，节省大量维护费用。
(4) 操作简易，无须任何调节。
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班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
14
授课方法
实验
教具
电工工具
教学内容
实训十 变频－工频切换运行
教学目的
1．学习变频器工程应用时的起动、正反转控制方法；
2．学习控制电路的安装。
重点、难点
控制电路的安装与调试
复习提问
1．变频器工程应用时的起动、正反转控制方法；
作 业
实验总结
课后小结
本次实验课题环节较多，内容较复杂，电路连接时容易出错，调试中可能会出现一些意想不到的问题，因此要认真加以总结，并将总结内容在学习小组中进行交流。
实验十 变频器运行控制一、实验器材三相接触器1只（参数根据变频器的使用电压和电流而定）；中间继电器2只（参数根据变频器的使用电压和电流而定）；空气断路器1只；起动停止组合按钮1只；正转、反转、停止组合按钮1只；变频器1台；电动机1台；5000Ω∕2W线绕可变电阻1只；导线若干。
二、电路原理本实训课题为变频器的正、反转运行控制。实际应用电路中根据操作、安全运行等具体情况，往往需要由外接电路对变频器进行控制。选择控制电路时，首先考虑避免由主接触器直接控制电动机的起动和停止；其次是应由使用最为方便的按钮开关进行正、反转运行控制，控制电路如第四章图示，工作原理如文中所述。
三、电路安装电路安装可以在电器控制实训柜中或实训配电屏上进行。由于变频器的接线端子不能也不便于反复拆装，可将变频器安装在一块绝缘板上，在板上安装上接线端子线排，变频器的接线端子连接到线排上，再由线排向外接线。即由绝缘板、变频器及接线端子线排组成一个“变频器组件”，如图示。
电路安装也可以在实训板上进行。材料可选用家装用的细木工板或纤维压合板。各电器元件可用快攻螺钉进行固定，安装时要根据变频器的安装原理进行区域划分，布线按照电工要求进行。控制电路安装完毕，先不要连接主电路，当检查通电无问题后再将主电路接通。连接主电路时要认真核对，以免将输入、输出端接错而造成变频器损坏。
四、调试运行控制电路组装完毕，调试运行要围绕以下几个方面：
1．检查控制线路有无接错。
先对照原理图进行直观检查，确认无错误才可进行通电。通电后分别按下各按钮，检查电路功能是否与设计要求相同。例如，当电动机正、反转运行时，如果按下SB1可以使变频器断电，那么与SB1并联的互锁触点KA1、KA2可能接错或是不起作用；又如，当电动机正转或反转运行时，按下SB3或SB4电动机转动，而一抬手电动机就停止，这是与它们并联的自锁触点KA1或KA2没起作用。控制电路一切正常后，再将变频器接入，接入时要特别注意输入、输出端不要搞错。
2．对变频器进行功能预置。
将变频器的频率预置为外端子控制，并预置上限和下限频率、频率上升和下降时间等。改变外控电位器，观察变频器的频率变化。
3，将电路按某一具体应用对变频器进行功能预置。
可以将此控制电路赋予一定的功能，例如普通车床上的主轴电动机控制，这样就可以按照车床主轴传动要求对变频器进行功能预置。
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
14
授课方法
实验
教具
电工工具
教学内容
实训十一 变频－工频切换运行
教学目的
1.掌握变频－工频切换电路的工作原理；
2.学习控制电路的安装与调试。
重点、难点
控制电路的安装与调试
复习提问
变频－工频切换电路的工作原理的相关内容
作 业
实验总结
课后小结
本次实验课题环节较多，内容较复杂，电路连接时容易出错，调试中可能会出现一些意想不到的问题，因此要认真加以总结，并将总结内容在学习小组中进行交流。
实验十一 变频－工频切换运行一、实验器材
接触器3只；中间继电器2只；旋转开关1只；延时继电器1只；蜂鸣器1只；白炽灯泡1只（以上元器件参数根据所用电源电压值选取）。安装导线若干，变频器1台，电动机1台。
二、控制电路工作原理变频器拖动系统中根据生产要求常常需要进行变频－工频运行切换。例如，变频器运行中出现故障时需及时将电动机由变频运行切换到工频运行。控制原理如第四章文中所述。
三、安装与调试电路安装仍可在电器实训柜、电器实训安装屏及实验板上进行。如果因受电源的限制，而选用的是单相220V供电的变频器，可采用图示的方法进行连接，即工频运行时电动机采用三相改两相运行，电容器的容量视电动机而定。*这在工程上不能采用。
1．电路安装电路如在实验板上安装，要划分安装区域。按钮、旋转开关、蜂鸣器及指示灯等在工程上都安装在控制室的控制台上，因此安装时要在实训板上画出控制区，将这些控制件安装在这个区域，以此来模拟控制台。区域划分亦可按图示进行，安装布线要按照电工安装操作规程进行。
2．电路调试
安装完毕要对照原理图反复核对，确认无误经老师同意后才可通电调试。通电前先将KM3主触点断开，以防止电路动作有误而损坏变频器。将SA旋转到接通KM3支路，按下SB2，检查KA1、KH3控制的有关接点动作是否正常，主要有KM3主触点是否闭合；SB2是否自保等。按下SB1，看KA1、KM3是否释放，这一路正常后，将SA旋转到变频控制回路。
按下SB2，查看KM2、KM 1线圈是否得电吸合，如KM 2没有得电吸合，检查KM 3动断触点是否接错，30 C是否接错，变频器预置是否不对等。如KM 1没有得电吸合，检查KM 2动断触点是否接错。
控制电路调试时最关键之处是KM3和KM2、KM1的互锁关系，即KM2、KM1闭合时 KM3必须断开；而KM3闭合时KM2、KM1必须断开，二者不能有任何时间重叠。确认工作正常后再把KM3的主触点与电路接通，进行切换操作。
3．变频器投入运行后，可先进行工频运行，而后手动切换为变频运行，当两种运行方式均正常，然后再进行故障切换运行。故障切换运行可按实训五中设置一个“外部紧急停止”端子，当这个端子有效，变频器发出故障警报，30C和30A触点动作，自动将变频器切换到工频运行并发出声光报警。
变频器调试时，一些具体和相关的功能参数要根据变频器的具体型号和要求进行预置。
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
15
授课方法
实验
教具
电工工具
教学内容
实训十二 变频－工频切换运行
教学目的
1．学习变频器典型端子的具体应用；
2．学习恒压供水和水位控制供水两种供水控制方法
重点、难点
控制电路的安装与调试
复习提问
变频－工频切换电路的工作原理的相关内容
作 业
实验总结
课后小结
通过实验观察，了解变频器是怎样达到节能的；
将变频器供水与电动机恒转速供水进行比较，总结变频器供水的优点。
实验十二 升降速端子在供水中的应用一、实验器材变频器1台。供水实训系统1套。
二、控制原理变频器的升降速端子在供水中的具体应用，分为两种控制方法：一种是用接点压力表进行恒压控制，一种是用水位接点变送器进行水位控制。这两种控制方法由于价格低廉、运行可靠，在工程上经常被采用。
1．恒压供水恒压供水控制系统如图示。水泵将水箱1中的水压入管道中，由节水阀门1控制出水口的流量。将节水阀门关小时，出水口流量减小，管道中的水压增加；将节水阀门开大时，出水口流量增加，管道中的水压减小。在管道上安装一接点压力表，此压力表中安装有上限压力和下限压力触点，如图7-10所示。这两个压力触点可根据需要进行调整,既可以调整每个触点的压力范围，又可以调整这两个触点的压差大小。当上限和下限压力触点的位置确定之后，压力表的表针达到上限触点位置时，将上限触点与公共端接通；压力表的表针下降到下限触点位置时，将下限触点与公共端接通。变频器利用接点压力表发出的上、下限压力信号调整输出转速（压力高变频器降速，压力低变频器升速），使管道中的水压达到恒定（在一定压力范围）。
2．水位控制供水水位控制系统如图示。水泵将水注入水箱2，调节节水法门2，以模拟供水系统用水量的大小，在水箱中安装有上、下水位控制输出点，水位控制点连接到水位接点变送器。当水箱中水位达到上限水位或低于下限水位时，分别发出水位信号，由水位接点变送器输出到变频器的升、降速端子，控制水泵的转速，将水箱的水位限制在上、下限之间。
此供水系统在进行恒压供水实验时，将节水阀门2开到最大，控制节水阀门1；进行水位控制供水时，将节水阀门1开到最大，控制节水阀门2。
3．控制电路与变频器的连接连接电路如图示。将接点压力表和水位接点变送器的输出通过一只多位开关连接到变频器的升、降速端子。注意上限接降速端子，下限接升速端子，利用转换开关进行两种控制的切换。
三、实验操作电路连接完毕，首先对变频器进行功能参数预置，即定义升、降速端子、预置上限频率和下限频率等。然后将转换开关打到接点压力表，先进行恒压控制实验。将FWD端子闭合，变频器开始正向升速运行。当转速上升到上限压力时，升降停止，并保持恒速运转。这时可将节水阀门1开大，观察变频器的运行情况。
将转换开关打到水位接点变送器控制端，控制节水阀门2，观察变频器的运行情况；当把节水阀门2关至最小，水箱中水位达到上限水位时，观察变频器的运行情况；然后将节水阀门2开大，再观察变频器的运行情况。由以上操作过程可以看出，变频器供水具有节能功能并避免了电动机的频繁起动。
廊坊职业技术学院教案首页课程名称
变频器应用技术
班级
高职04自1班
计划课时
2
周次
14
授课方法
讨论
教具
尺
教学内容
期末复习
教学目的
掌握学生学习中存在的问题
重点、难点
基本概念、基本应用的掌握
复习提问
作 业
总结
课后小结
1.变频器有哪些功能
2.上述功能的应用
3.常见控制电路
4.变频器的选择
