变频器常用的控制电路完整讲课课件
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主要内容
• 变频器输入端子控制方法 • 变频器的外接主电路 • 变频器的起停控制电路 • 变频器正反转控制电路 • 变频器的外接两地控制电路 • 变频器并联控制电路 • 变频器制动及保护控制电路 • 工频切换电路 • 变频器多段速电路
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1.2 变频器的外接主电路
1.2.1 外接主电路的接线
• LAC1——电源侧交流电抗器。 • Zl——进线侧无线电干扰抑制电抗器。 • LDC——直流电抗器。 • RB——制动电阻。 • PW——制动单元。 • LAC2——输出侧交流电抗器 • Z2——输出侧无线电干扰抑制电抗器
图4外接主电路
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1.2.2 外接主电路主要电器的功能和选择 1.低压断路器QF （1）主要作用 低压断路器QF主要有两个作用：一是隔离作用，当变频器需要检修 时，或者因某种原因而长时间不用时，将QF切断，使变频器与电源 隔离；二是保护作用，当变频器的输入侧发生短路等故障时，进行 保护。 （2）选用原则 由于： ①变频器在刚接通电源的瞬间，对电容器的充电电流可高达额定电 流的2～3倍。 ②变频器的进线电流是脉冲电流，其峰值常可能超过额定电流。 ③变频器允许的过载能力为150％、1min。
是，主触点的ห้องสมุดไป่ตู้定电流IKN≥IN。
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3.输出接触器 变频器的输出端一般不接接触器。如由于某种需要而接入时，如工频
切换电路图5所示的KM2，则因为电流中含有较强的谐波成分，故变频器的
主触点的额定电流 IKN≥1.5IMN。其中IMN是电动机的额定电流。
图5 工频切换主电路
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在KA线圈电路中串联KM的常开触点，是保证KM未吸合前，继 电器KA线圈不得电，从而防止先接通KA的误动作。而当KA接通时， 其常开触点闭合使停止按钮SB2失去作用，从而保证了只有在电动 机先停机的情况下，才能使变频器切断电源。
在图7所示的控制电路中，串入了报警输出端子B-C的常闭触 点，其作用是当变频器发生故障而报警时，B-C触点断开，使KM和 KA线圈失电，将变频器的电源切断。
（2）接至STF端子上的接线不变，而通过功能预置来改变旋转方向。例 如三菱FR-S540变频器就可以通过将Pr.7的设定值变为1来实现。
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3.变频器电源侧接接触器的原因 当变频器通过外接信号进行控制时，一般不推荐由接触器KM来直
接控制电动机的起动和停止。这是因为： （1）控制电路的电源在尚未充电至正常电压之前，其工作状况有可
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1.将控制回路的电源端子R1、S1接到变频器主触点之前 在变频器的保护回路动作后，需要保持异常信号的输出时，请将控
制回路的电源端子L11、L21连接到KM的一次侧。
2.改变电动机的旋转方向 如果电动机的旋转方向反了，可以不必更换电动机的接线，而通过
以下方法来更正：
（1）继电器的常开触点KA由正转端子STF接到反转端子STR上。
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1.3 变频器的起停控制电路
图7 变频器起停控制电路
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接触器KM:控制变频器接通或断开电源， 中间继电器KA:控制变频器起动或停止。通过接触器KM的按钮SB1可以 使变频器运行或停止，可以通过变频器起动控制用端子（STF，STR） 来使变频器运行或停止，此时应设定Pr.79＝2（外部操作模式）。 只有当接触器接通电源后，KM的常开触点闭合，此时按下变频器起动 按钮SB3，中间继电器线圈KA才会得电并自锁，KA的常开触点闭合，接 通变频器的STR或STF端子，变频器开始运行。
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PLC控制的一台变频器起停电路
1.设计思路 采用PLC控制变频器起停运行时，首先根据控制要求，确定PLC
的输入输出，并给这些输入输出分配地址。这里的PLC采用三菱 FX2N-48MR继电器输出型PLC，变频器采用三菱FR-A540变频器，其起 停控制的I/O分配如表1所示。
能出现紊乱。尽管近代的变频器对此已经作了处理，但所作的处理仍须 由控制电路来完成。因此，其准确性和可靠性难以得到充分的保证。
（2）通过接触器KM切断电源时，变频器已经不工作了，电动机将处 于自由制动状态，不能按预置的减速时间来停机。
（3）变频器在刚接通电源的瞬间，充电电流是很大的，会构成对电 网的干扰。因此，应将变频器接通电源的次数降低到最少程度。
制动单元YB是由GTR或IGBT及其驱动电路构成。其功能是当直 流回路的电压UD超过规定的限值时，接通耗能电路，使直流回路通 过制动电阻RB释放能量。
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（2）制动电阻的连接
一般每个变频器制造厂家都会为变频器提供合适的制动单元，称为独立选 件单元。
①连接专用外接制动电阻（选件）。
内置制动电阻是连接在P和PR端子上。当内置制动电阻在频繁地制动时， 由于散热能力不足，需要安装外接制动电阻（选件）替代内置制动电阻。
②连接FR-BU制动单元 （选件）
如图6所示，为了提高减速时的制动能力，连接FR-BU制动单元选件。
注意：连接时应使变频器端子（P、N）与FR-BU制动单元的端子的记号 相同。（接错时会损坏变频器）。另外，对7.5kW以下型号的变频器，请 拆下PR-PX间的短路片。
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图6 制动单元的接线
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4. 制动电阻RB和制动单元YB （1）主要作用
电动机在工作频率下降过程中，将处于再生制动状态，拖动 系统的动能要反馈到直流电路中，使直流电压UD不断上升（该电压 通常称为泵升电压），甚至可能达到危险的地步。因此，必须将再 生到直流电路的能量消耗掉，使UD保持在允许范围内。制动电阻RB 就是用来消耗这部分能量的。
1.4）所IN，以其，中为I了N为避变免频误器动的作额，定低电压流断。路器的额定电流IQN≥（1.3～
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2.接触器KM （1）主要作用
①可通过按钮方便地控制变频器的通电与断电。 ②变频器发生故障时，可自动切断电源。 注意，请不要用接触器起动和停止变频器，这样将降低变频器的寿命。 （2）选择原则 由于接触器自身并无保护功能，不存在误动作的问题，故选择原则
• 变频器输入端子控制方法 • 变频器的外接主电路 • 变频器的起停控制电路 • 变频器正反转控制电路 • 变频器的外接两地控制电路 • 变频器并联控制电路 • 变频器制动及保护控制电路 • 工频切换电路 • 变频器多段速电路
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1.2 变频器的外接主电路
1.2.1 外接主电路的接线
• LAC1——电源侧交流电抗器。 • Zl——进线侧无线电干扰抑制电抗器。 • LDC——直流电抗器。 • RB——制动电阻。 • PW——制动单元。 • LAC2——输出侧交流电抗器 • Z2——输出侧无线电干扰抑制电抗器
图4外接主电路
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1.2.2 外接主电路主要电器的功能和选择 1.低压断路器QF （1）主要作用 低压断路器QF主要有两个作用：一是隔离作用，当变频器需要检修 时，或者因某种原因而长时间不用时，将QF切断，使变频器与电源 隔离；二是保护作用，当变频器的输入侧发生短路等故障时，进行 保护。 （2）选用原则 由于： ①变频器在刚接通电源的瞬间，对电容器的充电电流可高达额定电 流的2～3倍。 ②变频器的进线电流是脉冲电流，其峰值常可能超过额定电流。 ③变频器允许的过载能力为150％、1min。
是，主触点的ห้องสมุดไป่ตู้定电流IKN≥IN。
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3.输出接触器 变频器的输出端一般不接接触器。如由于某种需要而接入时，如工频
切换电路图5所示的KM2，则因为电流中含有较强的谐波成分，故变频器的
主触点的额定电流 IKN≥1.5IMN。其中IMN是电动机的额定电流。
图5 工频切换主电路
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在KA线圈电路中串联KM的常开触点，是保证KM未吸合前，继 电器KA线圈不得电，从而防止先接通KA的误动作。而当KA接通时， 其常开触点闭合使停止按钮SB2失去作用，从而保证了只有在电动 机先停机的情况下，才能使变频器切断电源。
在图7所示的控制电路中，串入了报警输出端子B-C的常闭触 点，其作用是当变频器发生故障而报警时，B-C触点断开，使KM和 KA线圈失电，将变频器的电源切断。
（2）接至STF端子上的接线不变，而通过功能预置来改变旋转方向。例 如三菱FR-S540变频器就可以通过将Pr.7的设定值变为1来实现。
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3.变频器电源侧接接触器的原因 当变频器通过外接信号进行控制时，一般不推荐由接触器KM来直
接控制电动机的起动和停止。这是因为： （1）控制电路的电源在尚未充电至正常电压之前，其工作状况有可
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1.将控制回路的电源端子R1、S1接到变频器主触点之前 在变频器的保护回路动作后，需要保持异常信号的输出时，请将控
制回路的电源端子L11、L21连接到KM的一次侧。
2.改变电动机的旋转方向 如果电动机的旋转方向反了，可以不必更换电动机的接线，而通过
以下方法来更正：
（1）继电器的常开触点KA由正转端子STF接到反转端子STR上。
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1.3 变频器的起停控制电路
图7 变频器起停控制电路
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接触器KM:控制变频器接通或断开电源， 中间继电器KA:控制变频器起动或停止。通过接触器KM的按钮SB1可以 使变频器运行或停止，可以通过变频器起动控制用端子（STF，STR） 来使变频器运行或停止，此时应设定Pr.79＝2（外部操作模式）。 只有当接触器接通电源后，KM的常开触点闭合，此时按下变频器起动 按钮SB3，中间继电器线圈KA才会得电并自锁，KA的常开触点闭合，接 通变频器的STR或STF端子，变频器开始运行。
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PLC控制的一台变频器起停电路
1.设计思路 采用PLC控制变频器起停运行时，首先根据控制要求，确定PLC
的输入输出，并给这些输入输出分配地址。这里的PLC采用三菱 FX2N-48MR继电器输出型PLC，变频器采用三菱FR-A540变频器，其起 停控制的I/O分配如表1所示。
能出现紊乱。尽管近代的变频器对此已经作了处理，但所作的处理仍须 由控制电路来完成。因此，其准确性和可靠性难以得到充分的保证。
（2）通过接触器KM切断电源时，变频器已经不工作了，电动机将处 于自由制动状态，不能按预置的减速时间来停机。
（3）变频器在刚接通电源的瞬间，充电电流是很大的，会构成对电 网的干扰。因此，应将变频器接通电源的次数降低到最少程度。
制动单元YB是由GTR或IGBT及其驱动电路构成。其功能是当直 流回路的电压UD超过规定的限值时，接通耗能电路，使直流回路通 过制动电阻RB释放能量。
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（2）制动电阻的连接
一般每个变频器制造厂家都会为变频器提供合适的制动单元，称为独立选 件单元。
①连接专用外接制动电阻（选件）。
内置制动电阻是连接在P和PR端子上。当内置制动电阻在频繁地制动时， 由于散热能力不足，需要安装外接制动电阻（选件）替代内置制动电阻。
②连接FR-BU制动单元 （选件）
如图6所示，为了提高减速时的制动能力，连接FR-BU制动单元选件。
注意：连接时应使变频器端子（P、N）与FR-BU制动单元的端子的记号 相同。（接错时会损坏变频器）。另外，对7.5kW以下型号的变频器，请 拆下PR-PX间的短路片。
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图6 制动单元的接线
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4. 制动电阻RB和制动单元YB （1）主要作用
电动机在工作频率下降过程中，将处于再生制动状态，拖动 系统的动能要反馈到直流电路中，使直流电压UD不断上升（该电压 通常称为泵升电压），甚至可能达到危险的地步。因此，必须将再 生到直流电路的能量消耗掉，使UD保持在允许范围内。制动电阻RB 就是用来消耗这部分能量的。
1.4）所IN，以其，中为I了N为避变免频误器动的作额，定低电压流断。路器的额定电流IQN≥（1.3～
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2.接触器KM （1）主要作用
①可通过按钮方便地控制变频器的通电与断电。 ②变频器发生故障时，可自动切断电源。 注意，请不要用接触器起动和停止变频器，这样将降低变频器的寿命。 （2）选择原则 由于接触器自身并无保护功能，不存在误动作的问题，故选择原则