ABB变频器培训讲义

ABB变频器工作原理 一、基本概念：

把电压和频率固定不变的交流电变换为电压和频率可变的交流电的装臵称作“变频器”。 所有变频器的工作原理基本上相同。主要工作方式：三相交流电经桥式整流变为直流电，通过限流电阻给电容充电75％时，接触器吸合，限流电阻被短接，然后直接充电到变频器的额定电压。变频器的CPU当接到启动信号时，发出触发信号，使驱动电路工作触发LGBT，将直流电压变成频率可调的三相交流电，驱动电机。目前，变频装臵有两种 ，一种是交—交变频装臵，三相感应电动机的每相绕组由两套极性相反的晶闸管整流装臵供电，交替地以低于电源频率切换正、反两组整流电路的工作状态，使负载端得到相应频率的交变电压。第二种是交—直—交变频装臵，先用晶闸管整流装臵将交流转换成直流，再用逆变器将直流变成频率可调的交流供给电动机。最常见的是后一种，它主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等

组成的。变频器的调速公式：n=(1-s)n0= (1-s)60f/p

n: 转速 s: 转差率 n0: 同步转速 f: 电源频率 p: 电机极对数

由上式可看出，电机的转差率及极对数已经固定不变，要想改变电机转速，将电源的频率改变即可。由于电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的，由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以一般不适合通过改变该值来调整电

机的速度。由上式可以看出，转速n 与频率f 成正比，如果不改变电动机的极数，只要改变频率f 即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽，变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。频率能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。

变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动，电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。通常，变频器输出频率在额定频率（如我国额定频率50Hz）以下时，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。通过使用磁通矢量控制的变频器，可以改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。通常的电机是按照额定频率电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。变频器输出频率大于额定频率时，电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。额定频率之上的调速称为恒功率调速。 二、ACS550系列变频器基本设臵： 1、应用宏设臵：

宏是一组预先定义的参数集。应用宏将现场实际使用过程中所需设定的参数的数量减至最少。选择一个宏会将所有的参数设臵为该宏的默认值。除了与电机本身有关的一些参数。同时也定义了端子功能。ACS550系列的变频器共有8种应用宏：ABB标准宏、3-线宏、交变宏、电动电位器宏、手动/自动宏、PID控制宏、PFC控制宏、转矩控制宏。干二线该系列变频器均采用“手动/自动宏”，其端子功能定义如下： 端子号 X1：1 X1：5 X1：6 X1：7 端子功能 信号电缆屏蔽端 速度给定 速度反馈 X1：9 X1：8 X1：9 X1：10 X1：16 X1：10 X1：18 X1：19 X1：21 X1：22 X1：24 X1：25 X1：27 电流反馈 复位 驱动 备妥 运行 故障 注意：手动/自动宏方式：参数 2108 START INHIBIT （禁止起动）必须保持为默认设臵 0 (OFF)。 2、接线举例 : 1 SCR 信号电缆的屏蔽层 ( 屏蔽端 ) 2 AI1 外部速度给定 1: 0… 10 V ( 手动控制 ) 3 AGND 模拟输入电路的公共端 4 10V 参考电压 10 VDC 5 AI2 外部速度给定 2: 0… 20 mA ( 自动控制 ) 6 AGND 模拟输入电路的公共端 7 AO1 电机速度 : 0… 20 mA 8 AO2 电机电流 : 0… 20 mA 9 AGND 模拟输出电路的公共端 10 24V 辅助电压输出 +24 VDC 11 GND 辅助电压输出的公共端 12 DCOM 所有数字输入的公共端 13 DI1 起动 / 停车 ( 手动 ): 得电起动 14 DI2 正转 / 反转 ( 手动 ): 得电转向为反转 15 DI3 EXT1/EXT2 选择 : 得电选择自动控制 16 DI4 运行允许 : 一旦断开变频器将停车 17 DI5 正转 / 反转 ( 自动 ): 得电转向为反转 18 DI6 19 RO1C 20 RO1A 21 RO1B 22 RO2C 23 RO2A 24 RO2B 25 RO3C 26 RO3A 27 RO3B 3、参数设臵： 参数代码 设定值 9901 9902 9904 9905 9906 9907 9908 9909 9910 1001 1002 1003 1101 1102 1103 1 5 1 380 107.5 50 1480 55 0 6 1 1 1 0 2 起动 / 停车 ( 自动 ): 得电起动 继电输出 1, 可编程 默认动作 准备 =>19 接至 21 继电输出 2, 可编程 默认动作 运行 =>22 接至 24 继电输出 3, 可编程 默认动作 : 故障 =>25 接至 26 说明 语言选择“中文显示” 应用宏选择“手动/自动宏” 电机控制模式选择“矢量速度控制”( rpm ) 电机额定电压( V ) 电机额定电流( A ) 电机额定频率( Hz ) 电机额定转速( rpm ) 电机额定功率( KW ) 电机辨识运行，初次运行时设置为1辨识结束后自动为0 外部控制1选择“DI6控制远程自动起、停” 外部控制2选择“DI1控制本地手动起、停” 转向控制选择“正向” 在本地方式下，选择控制盘给定方式，取决于9904 选择外部控制1 给定值1选择“给定来自AI2” 1104 1105 1106 1304 1305 1401 1402 1403 1501 1502 1503 1504 1505 1507 1508 1509 1510 1511 1601 1602 1604 1608 1609 1610 2001 0 1480 2 20% 100% 1 2 4 102 0 1480 4 20 104 0 107.5 4 20 0 1 4 0 0 1 0 最小的模拟输入信号对应的给定值( rpm ) 最大的模拟输入信号对应的给定值( rpm ) 给定值2选择“给定来自AI2” 以模拟信号满量程的的百分比定义AI2低限 以模拟信号满量程的的百分比定义AI2高限 定义输出继电器1为“备妥” 定义输出继电器2为“运行” 定义输出继电器3为“故障” 定义模拟输出1（AO1）的内容为速度反馈 与最小的模拟输出值对应的AO1速度反馈最小值( rpm ) 与最大的模拟输出值对应的AO1速度反馈最大值( rpm ) 设定AO1最小的模拟输出电流( mA ) 设定AO1最大的模拟输出电流( mA ) 定义模拟输出2（AO2）的内容为速度反馈 与最小的模拟输出值对应的AO2电流反馈最小值( A ) 与最大的模拟输出值对应的AO2电流反馈最大值( A ) 设定AO2最小的模拟输出电流( mA ) 设定AO2最大的模拟输出电流( mA ) 允许变频器不需要连接外部允许运行信号就可以起动 允许通过操作面板修改参数值 定义DI4为变频器复位信号 允许变频器不需要连接外部允许运行信号就可以起动 允许变频器不需要连接外部允许运行信号就可以起动 允许2001、2002、2003、2009报警信息显示 最小转速( rpm )

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