木工刨床正反开关接线(变频器的接线以及参数配置经验之谈)

Posted 2023-05-29

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木工刨床正反开关接线(变频器的接线以及参数配置经验之谈)

众所周知，变频器一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。该种电力变换设备可以实现交流电动机软起动、软停车、无极调速和特殊要求的增、减速等功能，并凭借显著的节电效果，因此在现代工业生产中应用广泛。但是由于变频器控制原理、内部结构、外部接线、功能设定相对来说都比较复杂，很多电工师傅在遇到变频器之后都会产生一种畏惧心理，哪怕会按照图纸接线，但是在进行调试时由于不理解每个参数含义，不会配置参数，最终也无法将变频器正常运转起来。因此，本文将从变频器最基本的接线以及核心参数配置入手，带领大家快速入门变频器的安装接线以及参数配置。

一、需要理解的几个概念

（一）变频器的运行命令通道和频率给定

变频器的运行，就好比行驶在公路上的汽车。变频器的运行命令通道就如同一个司机开车首先需要将车启动并且挂好挡位，而频率给定就如同汽车上路后以多快的速度行驶。具体到变频器，运行命令通道是指以什么方式来让变频器发命令启动，主要包括变频器的运行、停止以及正反转等。想让变频器正常运行，光靠运行命令通道还不够，还需要告诉它以多快的速度来运行，该速度就是变频器的给定频率。这两项功能是变频器控制中最核心的功能，也是变频器正常工作的前提设置条件，因此理解掌握它们的含义和使用方法非常重要。

（二）变频器最常用的二线、三线控制方式

变频器的运行命令通道可以采用变频器上的面板按键，也可以使用变频器端子排上的输入端子，当然也可以使用通讯的方式，工业现场最常用是端子排上的输入端子控制，一般分为二线、三线控制方式。

“三线”的原理就是模仿普通接触器自锁电路，当按下常开按钮SB2时，电动机正转启动，由于T多功能端子自定义为保持信号（或自锁信号）功能，松开SB2，电动机的运行状态将能继续保持下去；当按下常闭按钮SB1时，T与COM之间的联系被切断，自锁解除，电动机停止运行。如要选择反转控制，只需将K吸合，即REV功能作用（反转）。

图1 变频器三线控制方式接线图

“二线”的原理类似于普通的具有分合两位置的开关，利用分与合两个位置来控制变频器的运行及停止。当开关导通时，变频器运行，断开时变频器停止，如果带反转功能的还需要再接一个输入转向控制端子。FWD代表正转端子，REV代表反转端子，K1、K2代表正反转控制的接点信号。图2a中接通FWD和REV的其中一个就能正反转控制，即FWD接通后正转、REV接通后反转，若两者都接通或都不接通，则表示停机。图2b中接通FWD才能正反转控制，即REV不接通表示正转、REV接通表示反转，若FWD不接通，则表示停机。

图2a 变频器二线控制方式接线图（不受控于FWD端子）

图2b 变频器二线控制方式接线图（受控于FWD端子）

（三）变频器的应用宏

变频器厂家为了方便用户，操作简单，比较容易接受，设定好功能不同的使用模式，在变频器内配置了不同的应用宏，用户只需要按照自己需求选择相应的宏模式，就可以达到快速配置变频器的需求。例如，在最基本的场景下，选择默认标准宏即可；需要变频器进行变频器内部PID整定时，选择PID宏；需要两地分别控制时，选择手自动宏。

二、变频器的接线及功能参数设定

有了上述基本概念之后，我们以最常用的ABB ACS510变频器为例，讲述下该变频器在标准宏模式下的接线以及参数配置的具体过程。

图3 ACS510变频器标准宏默认接线图

代码	英文名称	中文名称	范围	设定值	描述
Group 10: 输入指令
1001	EXT1 COMMANDS	外部 1 命令	0…10	2	DI1, 2 2线控制起停、方向
1002	EXT2 COMMANDS	外部 2 命令	0…10	0	未选择
1003	DIRECTION	转向	1…3	3	双向
Group 11: 给定选择
1102	EXT1/EXT2 SEL	外部控制选择	-6…8	0	外部1
1103	REF1 SELECT	给定值 1 选择	0…17, 20, 21	2	AI2
1104	REF1 MIN	给定值 1 下限	0.0…500.0 Hz	0
1105	REF1 MAX	给定值 1 上限	0.0…500.0 Hz	50
Group 13: 模拟输入
1304	MINIMUM AI2	AI2 下限	0.0…100.0%	0%
1305	MAXIMUM AI2	AI2 上限	0.0…100.0%	100%
Group 14: 继电器输出
1401	RELAY OUTPUT 1	继电器输出 1	0…36, 45…47	4	故障
Group 20: 限幅
2007	MINIMUM FREQ	最小频率	-500.0…500.0.0 HZ	20Hz
2008	MAXIMUM FREQ	最大频率	0.0…500.0 Hz	50Hz
Group 22: 加速 / 减速
2202	ACCELER TIME 1	加速时间 1	0.0…1800.0 s	20.0S
2203	DECELER TIME 1	加速时间 1	0.0…1800.0 s	20.0S
Group 99: 启动数据
9901	LANGUAGE	语言	0…3	1	中文
9902	APPLIC MACRO	应用宏	-3…7,15	1	ABB标准宏
9905	MOTOR NOM VOLT	电机额定电压	200…600 V	380V
9906	MOTOR NOM CURR	电机额定电流	0.2I2n…2.0I2n	43.5A
9907	MOTOR NOM FREQ	电机额定频率	10.0…500.0 Hz	50Hz
9908	MOTOR NOM SPEED	电机额定转速	50…30,000 rpm	1470rpm
9909	MOTOR NOMPOWER	电机额定功率	0.2…3.0*Pn	22.0KW
9915	MOTOR COSPHI	电机功率因数	0=识别，0.01-0.97	0.85

表1 实际工程应用中ACS510变频器参数配置表

有了变频器的默认接线图和参数配置表之后，下面将分析变频器在该模式下参数配置和接线之间的对应关系。

首先，9902号参数选择为1，即选择使用变频器的标准宏，该宏的模式为变频器的“二线”控制方式；之后根据现场电机的实际情况，更改9905-9909以及9915参数，配置电机的额定参数至变频器内。

变频器一般都支持两路控制通道，并且每路通道会按照该通道下设定的运行命令通道和频率给定运行，而两路通道的切换，称之为通道控制选择。参数配置表中，1102号参数就是起到了两路通道切换的作用。在标准宏中，设定值为0（只选用通道1，而不选用通道2）。如果对该值进行修改，则变频器的两路控制通道都起作用，每一路通道的切换则是由该值的定义决定。例如，设定为DI3的话，当DI3不得电，变频器的运行走控制通道1，当DI3得电后，变频器的运行走控制通道2。

当选择好控制通道之后，变频器的具体运行情况由该通道下的运行命令通道和频率给定决定。我们还是以上表中的参数配置为例，分析该表内参数配置的具体含义：

由于变频器采用的是标准宏，因此变频器的运行只走控制通道1。该通道的运行命令通道代码为1001，设定值为2，功能描述为DI1, 2（2线控制起停、方向），具体定义为由变频器DI1输入端子控制变频器的启动和停止（DI1 得电= 起动; DI1 断电= 停止），DI2输入端子控制变频器的转向（DI2 得电= 反转; DI2 断电= 正转，同时1003代码参数设置为3，才支持变频器的正反转）。我们能够从接线图中可以看到这些端子的定义和参数都是一一对应的。当然，这些设定值也可以根据实际需求进行更改，但是更改过程中，需要记住每一个参数定义，并且输入端子的功能定义不能够重复。

图4 变频器输入端子接线

图5 变频器模拟量输入通道接线图6 变频器模拟量输入通道拨码开关选择

该通道的频率给定代码为1103，设定值为2，功能描述为AI2，即在该通道下变频器的运行频率大小由AI2（变频器模拟量输入2）决定。首先，通过配置1104和1105号参数，设定该通道给定频率的上下限，如果电动机额定频率为50HZ，则配置50即可。由于该工程实例中控制变频器的运行速度快慢是由PLC模拟量输出（0-20mA）作为变频器的输入，因此，通过设置AI2的拨码开关，将AI2定义为电流信号，然后配置1304和1305号参数，设置该电流信号的上下限。如果PLC输入到变频器的电流信号为4-20mA，则将1304号参数设定为20%就可以达到线性对应的关系。

另外，通过配置2007和2008号参数，可以限定变频器的最小和最大频率。假如对2008号参数设定一个小于50Hz的数值，即使变频器的给定频率达到50Hz，也会按照2008号参数限定的最大频率运行。2202和2203号参数限定了变频器的加速时间和减速时间，该参数需要根据具体控制的机械设备的启停特性来进行调整，对于一些负载惯性比较大的场合，就要把加速时间和减速时间都设置长一点，像刨床、冲床这种对加速时间有特别要求的，就要尽量设置短一些。

图7 变频器继电器输出端子接线

通过上述参数配置，变频器在得到运行命令和给定频率之后，就可以按照给定频率运行。但是变频器在运行过程中，有可能会出现故障，而发出报警，因此参数配置表中，将1401号参数定义为变频器故障报警，可以将该继电器输出作为PLC的信号输入，当变频器产生故障报警后，PLC接收到该报警信号，可以作为整个系统停机的逻辑判断条件，使整个控制系统停机。

以上论述就是工程实例中一台ABB ACS510系列变频器在最基本的二线制接线方式下，参数配置和接线之间一一对应的关系，只要理解了变频器运行的运行命令通道和频率给定两个最主要参数的含义后，即使是面对不同品牌变频器、不同接线方式以及更加复杂的应用场景，也会有一个清晰思路，使接线和调试变得容易起来。

参考文献：ACS510-01变频器用户手册 (1.1…132 kW)