1.6 變頻器的主要功能

隨著變頻調速技術的發展，變頻器尤其是高性能通用變頻器的功能越來越豐富，制造商在開發、制造變頻器時充分考慮了用戶的需要，設計了多種可供用戶選擇的功能。如何能充分發揮這些功能、合理使用變頻器，仍是用戶需要注意的問題。下面按用途對通用變頻器的主要功能進行簡要介紹。

1.6.1 系統功能

1. 全范圍轉矩自動增強功能

由于電動機繞組中阻抗的作用，采用U/f控制的變頻器在電動機低速運行區域會出現轉矩不足的情況。全范圍轉矩自動增強功能的變頻器在電動機加減速和正常運行的所有區域中可以根據負載情況自動調節U/f值，對電動機的輸出轉矩進行補償。

2. 防失速功能

變頻器的防失速功能包括加速過程的防失速功能、恒速過程的防失速功能和減速過程的防失速功能三種。

加速和恒速過程防失速功能的基本作用是：當電動機由于加速過快或負載過大等原因出現過電流現象時，變頻器將自動降低輸出頻率，以避免出現過電流使保護電路動作而停止工作。

3. 過轉矩限定運行功能

該功能的作用是對機械設備進行保護并保證運行的連續性。利用該功能可以對電動機的輸出轉矩極限值進行設定，當電動機輸出轉矩達到該設定值時，變頻器停止工作并發出報警信號。

4. 運行狀態檢測顯示功能

該功能主要用于檢測變頻器的工作狀態并及時顯示。

5. 自動節能運行功能

該功能的作用是使變頻器能自動選擇工作參數，使電動機在滿足負載轉矩要求的情況下以最小電流運行。

6. 自動電壓調整功能

當電源電壓下降時，使用自動電壓調整功能可以維護電動機的高啟動轉矩。

7. 外部信號控制功能

變頻器通常都具有通過外部信號控制變頻器啟/停的功能。

8. 直流制動功能

當需要電動機減速或停止時，可以采用直流制動。其基本原理是：通過逆變器的開關器件由變頻器的直流側電源在電動機的繞組上施加脈沖式直流電流，由于繞組的電感作用，在電動機的定子繞組內流過直流電，從而產生制動轉矩。

1.6.2 頻率設定功能

1. 頻率給定功能

變頻器常見的頻率給定方式主要有：操作面板給定、外接信號給定、模擬信號給定和通信方式給定等。

（1）操作面板給定：通過面板上的鍵盤或電位器進行頻率給定（即調節頻率）的方式，稱為面板給定方式，如圖1-40所示。

①鍵盤給定頻率的大小通過鍵盤上的升鍵（▲鍵）和降鍵（▼鍵）來進行給定。鍵盤給定屬于數字量給定，精度較高。

② 電位器給定是部分變頻器在面板上設置了電位器，頻率大小也可以通過電位器來調節。電位器給定屬于模擬量給定，精度稍低。

提示

多數變頻器在面板上并無電位器，所說的“面板給定”實際上就是鍵盤給定。變頻器的面板通常可以取下，通過延長線安置在用戶操作方便的地方，如圖1-40（c）所示。此外，采用哪一種給定方式，必須事先通過功能預置來設定。

（2）外接給定：通過外接輸入端口輸入頻率給定信號，來調節變頻器輸出頻率的大小，稱為外接給定或遠程控制給定。外接給定方式有如下兩種。

① 外接輸入數字量端口給定：通過外接變頻器數字量端口的通斷來控制變頻器的頻率給定。通常有兩種方式：一是頻率升/降給定或UP/DOWN給定；二是多段速給定。

② 外接模擬量端口給定：通過模擬量端口從變頻器外部輸入模擬量信號（電壓或電流）進行給定，并通過調節給定信號的大小來調節變頻器的輸出頻率。

模擬量給定信號通常采用電壓信號和電流信號。電壓給定信號的范圍有：0～10V、2～10V、0～ ± 10V、0～5V、1～5V、0～ ± 5V等；電流給定信號的范圍有：0～20mA、4～20mA等。

提示

模擬量輸入給定的電壓、電流方式由頻率設定功能參數選擇決定或由模擬量輸入通道決定。

（3）通信接口給定：由PLC或計算機通過通信接口進行頻率給定。大部分變頻器所提供的都是RS-485接口。如果上位機的通信是RS-232接口，需要接一個RS-485與RS-232轉換器。

2. 基本頻率和最高頻率

電動機的額定頻率稱為變頻器的基本頻率。當頻率給定信號為最大時，變頻器的給定頻率稱為最高頻率。

3. 上限頻率和下限頻率

上限頻率與下限頻率是調速系統所要求的變頻器工作范圍，根據調速系統的工作需要進行設定。

4. 點動頻率

生產機械在調試的過程中，以及每次新的加工過程開始前，常需要進行點動控制。變頻器可根據生產機械的特點和要求，預先一次性地設定一個點動頻率，每次點動時都在該頻率下運行，而不必變動已經設定好的給定頻率。

1.6.3 加/減速時間設定功能

1. 加速時間的設定

異步電動機在額定頻率和電壓下直接啟動時，啟動電流很大。使用變頻器后，由于其輸出頻率可以從很低時開始，頻率上升的快慢可以任意設定，從而可以有效地將啟動電流限制在一定范圍內。

從減小電動機啟動電流的角度來說，加速時間應設定得長一些，但若加速時間過長會影響系統的效率。

2. 減速時間的設定

變頻器減速時間有兩種：一種是工作頻率從基本頻率降到0Hz所需的時間；另一種是工作頻率從最高頻率降低到0Hz所需的時間。所有變頻器中，減速時間的設定范圍和升速時間相同。

提示

加速時間設定的基本原則是：在電動機啟動電流不超過允許值的前提下盡可能地縮短加速時間。設定減速時間考慮的主要因素是拖動系統的慣性，一般情況下，慣性越大，設定的減速時間越長。

1.6.4 變頻器U/f控制方式的選擇功能

在實際電力拖動系統中，通用變頻器可能拖動不同性質的機械負載，負載的機械特性、對啟動轉矩的要求等各不相同，此外改變U/f控制方式可使變頻器處于較理想的工作狀態，達到節能、工作電流小、不易跳閘等目的。

每臺變頻器應用到什么負載上是不確定的，而不同負載在低頻時對U/f比的要求又很不一致。為此，各種變頻器在U/f控制模式下，提供了任意預置U/f比的功能，使用戶可以根據電動機在低速運行時負載的輕重來選擇U/f比。