浅析变频器常见的频率给定方式

摘要：本文介绍变频器常见的频率给定方式，通过分析其优缺点，为正确使用变频器提供参考。

关键词：变频器；频率给定方式；模拟量；数字量

变频器（Variable—frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变交流电动机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器能实现电机无极调速，具有调速性能好，调速范围宽，静态稳定性好；能实现电机的软启动，冲击小，运行效率高，具有节能的特点。近十多年以来，随着电力电子器件制造技术、微电子技术和变频控制技术高速发展，变频器性能快速提高，得到了大量的推广，现已被广泛应用在机械、化工、冶金、轻工等领域。

变频器频率给定方式即变频器的频率设定方式，也就是调节变频器输出频率的具体方法。频率给定方式主要有：操作面板给定、端子多段给定、端子频率增减给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通讯给定方式等。这里以三菱FR—E700变频器为例子，简要分析常见的频率给定方式：操作面板给定、端子多段给定、模拟信号给定、通讯给定方式。

一、操作面板给定方式

操作面板给定方式是通过变频器操作面板上的电位器或上下按键设定频率的方式，是内部PU给定。三菱FR—E700变频器操作面板自带电位器（也称为“M旋钮”），输出频率可以通过电位器来调节，这种给定属于模拟量给定方式，频率调节精度稍低。有些变频器操作面板（例如：三菱E540变频器）自带上下按键，变频器输出频率是通过上下按键来调节，这种给定属于数字量给定方式，频率调节精度高。操作面板给定方式的电路图如图1所示。

操作面板给定方式优点是不需要外部额外接线，变频器输出频率连续可调，是变频器最简单的频率给定方式，使用非常方便，适用于单台变频器的手动设定。缺点是只能通过手动设定，在经常改变输出频率的场合使用有些不太方便。

二、端子多段给定方式

端子多段给定方式通过设置变频器的内部参数，用开关信号控制变频器输入端子来设定变频器频率的方式，是外部给定，电路如图2所示。开关信号可以用按钮、中间继电器和PLC等，输入端RH、RM和RL分别是高速、中速和低速，3种输出频率可以通过参数Pr.4～Pr.6设置（3段调速）。这种给定方式是数字量给定方式，优点是频率调节精度高，抗干扰能力强，接线简单，与电压信号给定相比不存在温度漂移现象，常用于传送带调速控制。缺点是只能分段调速。

三、模拟信号给定方式

模拟信号给定方式是通过模拟信号（电压信号或电流信号）控制变频器输入端子来设定输出频率的给定方式，变频器输出频率的高低通过模拟量的大小调节，属于外部给定。根据模拟量给定信号的种类不同，可以分为电压信号给定和电流信号给定。

（一）电压信号给定。

电压信号给定电路如图3所示。端子10是电位器电源，电压为DC5V；端子5为频率设定公共端；端子2是频率设定电压信号输入端，电压信号为DC0～5V（或0～10V，可以通过参数Pr.73设定），5V（10V）为最大输出频率。电压信号给定优点是接线简单，操作方便。缺点是会产生温度漂移，抗干扰能力低，安装距离受到一定的限制，频率调节精度稍低。

（二）电流信号给定。

电流信号给定电路如图4所示。将输入端RH设定为“AU”信号（Pr.182设置为“4”），并使之为ON（连接SD端）；端子5为频率设定公共端；端子4为电流信号输入端，输入信号为DC4mA～20mA（或0～5V，0～10V），通过参数Pr.267和电压/电流输入切换开关切换操作，在20mA时为最大输出输出频率，输入与输出按比例。与电压信号给定方式比较，优点是不受传输电压损失影响，可以较远距离安装，抗干扰能力较强。缺点是电流信号源电路较复杂，频率调节精度稍低。

（三）通讯给定方式。

近年来，工厂自动化得到迅速的发展，变频器通讯给定方式应用也越来越普遍。频器通讯给定方式是指PLC或计算机通过变频器通讯口（PU接口）按照专用通讯协议把数据写到变频器来改变变频器的输出频率的给定方式。三菱变频器的通讯接口标准采用RS—485，通信方式一般采用异步串行通讯，PU接口插针排列如图5所示。

变频器的通讯参数设置如下表：

变频器通讯给定方式给定的优点是频率设定操作方便，极大提高系统的自动化、智能化程度。缺点是接线比较复杂，需要设置通讯参数和编写相应的程序。

变频器的频率给定方式选择的一般原则是优先选择操作面板给定，优先选择数字量给定，优先选择电压信号给定。总之，变频器的频率给定方式选择要根据实际要求，合理选择，达到操作方便和最佳效果。

（作者单位：广东省轻工职业技术学校）

参考文献：

[1]吴忠智.变频器应用手册第3版[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]曹菁.三菱PLC触摸屏和变频器应用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2010.

[3]郑凤翼.轻松解读三菱变频器原理与应用[M]. 北京：机械工业出版社，2012.

[4]吴启红.变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书[M].北京：机械工业出版社，2007.