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1、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 流电的装置称作“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，变频装置有两种 ，一种是 交交变频装置，三相感应电动机的每相绕组由两套极性相反的 晶闸管整流装置供电，交替地以低于电源频率切换正、反两组整 流电路的工

2、作状态，使负载端得到相应频率的交变电压。第二种 是交直交变频装置，先用晶闸管整流装置将交流转换成直 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）n 0= （1-s）60f/pn: 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

3、，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 050Hz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

4、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系列变频器基本设置：1、应用宏设置：宏是一组预先定义的参数集。应用宏将现场实际

5、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置 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：端子号端子功能X11信号电缆屏蔽端X15速度给疋X16X17速度反馈X19X18电流反馈X19X110复位X116X110驱动X118X119备妥X121X122运行X124X125 :故障X127注意：手动/自动宏方式：参数 2108 START

6、 INHIBIT （禁止起动）必须保持为默认设置 0 （OFF）。2、接线举例：1SCR信号电缆的屏蔽层（屏蔽端）2AI1外部速度给定1: 010 V （手动控制）3AGND模拟输入电路的公共端410V参考电压10 VDC5AI2外部速度给定2: 020 mA （自动控制）6AGND模拟输入电路的公共端7AO1电机速度:020 mA8AO2电机电流:020 mA9AGND模拟输出电路的公共端1024V辅助电压输出+24 VDC11GND辅助电压输出的公共端12DCOM所有数子输入的公共端13DI1起动/停车（手动）:得电起动14DI2正转/反转（手动）:得电转向为反转15DI3EXT1/EXT

7、2选择:得电选择自动控制16DI4运行允许:旦断开变频器将停车17DI5正转/反转（自动）：得电转向为反转18DI6起动/停车（自动）：得电起动19R01C继电输出1,可编程默认动作准备=19接至2120R01A21R01B22R02C继电输出2,可编程默认动作运行=22接至2423R02A24R02B25R03C继电输出3,可编程默认动作:故障=25接至2626R03A27R03B3、参数设置:参数代码设定值说明99011语言选择屮文显示99025应用宏选择“手动/自动宏”99041电机控制模式选择 矢量速度控制 （rpm ）9905380电机额定电压（V ）9906107.5电机额定电流（

8、A ）990750电机额定频率（Hz ）99081480电机额定转速（rpm ）990955电机额定功率（KW ）99100电机辨识运行，初次运行时设置为 1辨识结束后自动为010016外部控制1选择“ DI6控制远程自动起、停”10021外部控制2选择“ DI1控制本地手动起、停”10031转向控制选择“正向”11011在本地方式下，选择控制盘给定方式，取决于 990411020选择外部控制111032给定值1选择“给定来自AI2 ”11040取小的模拟输入信号对应的给疋值（rpm ）11051480取大的模拟输入信号对应的给疋值（rpm ）11062给定值2选择“给定来自AI2 ”1304

9、20%以模拟信号满量程的的百分比定义 AI2低限1305100%以模拟信号满量程的的百分比定义 AI2高限14011定义输出继电器1为“备妥”14022定义输出继电器2为“运行”14034定义输出继电器3为“故障”1501102定义模拟输出1 （AO1的内容为速度反馈15020与最小的模拟输出值对应的 AO1速度反馈最小值（rpm ）15031480与最大的模拟输出值对应的 AO1速度反馈最大值（rpm ）15044设定AO1最小的模拟输出电流（mA ）150520设定AO1最大的模拟输出电流（mA ）1507104定义模拟输出2 （AO2的内容为速度反馈15080与最小的模拟输出值对应的 A

10、O2电流反馈最小值（A ）1509107.5与最大的模拟输出值对应的 AO2电流反馈最大值（A ）15104设定AO2最小的模拟输出电流（mA ）151120设定AO2最大的模拟输出电流（mA ）16010允许变频器不需要连接外部允许运行信号就可以起动16021允许通过操作面板修改参数值16044定义DI4为变频器复位信号16080允许变频器不需要连接外部允许运行信号就可以起动16090允许变频器不需要连接外部允许运行信号就可以起动16101允许2001、2002、2003、2009报警信息显示20010最小转速（rpm ）20021480最大转速（rpm ）2003161.25最大电流（A

11、） “额定电流的1.5倍，允许1.8倍20051激活过压控制20062激活欠压控制20070最小频率（Hz ）200850最大频率（Hz ）21011选择自动起动方式21021选择自由停车方式，直接切断电机电源，电机自由停车2201-6定义DI6得电选择加速曲线、失电选择减速曲线220260疋义加速时间（由最小频率到最大频率的时间） （s ）220360定义减速时间（由最大频率到最小频率的时间） （s ）22040.0定义加减速曲线形状为线性三、常见故障变频器本身具有异常故障显示、报警和保护功能。当故障发生时，变频器将异常故障代码显示在屏幕上，或者将故障信息储存在 程序的某个参数内，以便维修检

12、查。变频器异常故障分为软故障和硬故障两大类，软故障多是因操作或参数设置不当造成的，而 硬故障则是由于变频器本身器件损坏造成的，维修起来难度大。1、参数设置类故障常用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器 的参数设置非常重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不能 正常工作。常用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一 个默认值，这些参数叫工厂值。在这些参数值的情况下，用户能 以面板操作方式正常运行的，但以面板操作并不满足大多数传动 系统的要求。所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参 数时从以下几个方面进行：a、 确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电 压、转速、最

13、大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到。b、 变频器采取的控制方式，即速度控制、转距控制、 PID控制 或其他方式。采取控制方式后，一般要根据控制精度，需要进行 静态或动态辨识。c、设定变频器的启动方式，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以根据实际情况选择启动方式，可以用面板、外部端 子、通讯方式等几种。d、给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方 式：面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方式给 定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方式的一种或几 种方式之和。正确设置以上参数之后，变频器基本上能正常工 作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参 数。

14、一旦发生了参数设置类故障后，变频器都不能正常运行，一 般可根据说明书进行修改参数。如果以上不行，最好是能够把所 有参数恢复出厂值，然后按上述步骤重新设置，对于每一个公司 的变频器其参数恢复方式也不相同。2、过压类故障变频器的过电压集中表现在直流母线的支流电压上。正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值。若以 380V线电压计算，则平均直流电压 Ud=1.35U 线=513V。在过电压发时，变频器过电压保护动作。因此，变频器来说，都有一个正常 的工作电压范围，当电压超过这个范围时很可能损坏变频器，常 见的过电压有两类。一是输入交流电源过压， 这种情况是指输入电压超过正常范围，一般发生在节假日负载较轻，电压升高或 降低而线路出现故障，此时最好断开电源，检查、处理。第二种 是发电类过电压，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电 动机处于发电状态。3、过载故障过载故障