变频器的频率和运转指令方式

1.变频器的频率给定方式

在使用一台变频器的时候，目的是通过改变变频器的输出频率，即改变变频器驱动电动机的供电频率从而改变电动机的转速。如何调节变频器的输出频率呢？关键是必须首先向变频器提供改变频率的信号，这个信号，就称之为“频率给定信号”。所谓频率给定方式，就是调节变频器输出频率的具体方法，也就是提供给定信号的方式。

变频器常见的频率给定方式主要有操作器键盘给定、接点信号给定、模拟信号给定、脉冲信号给定和通信方式给定等。这些频率给定方式各有优缺点，必须按照实际的需要进行选择设置，同时也可以根据功能需要选择不同频率给定方式之间的叠加和切换。针对数控机床最常用的有以下几种。

（1）操作器键盘给定

操作器键盘给定是变频器最简单的频率给定方式，用户可以通过变频器的操作器键盘上的电位器、数字键或上升下降键来直接改变变频器的设定频率（见图4-10）。

操作器键盘给定的最大优点就是简单、方便、醒目（可选配LED数码显示和中文LCD液晶显示），同时又兼具监视功能，即能够将变频器运行时的电流、电压、实际转速、母线电压等实时显示出来。如果选择键盘数字键或上升下降键给定，则由于是数字量给定，精度和分辨率非常高，其中精度可达最高频率×±0.01%、分辨率为0.01Hz。如果选择操作器上的电位器给定，则属于模拟量给定，精度稍低，但由于无需像外置电位器的模拟量输入那样另外接线，实用性非常高。

变频器的操作器键盘通常可以取下或者另外选配，再通过延长线安置在用户操作和使用方便的地方。

图4-10 操作器键盘给定方式

（2）模拟量给定

模拟量给定方式即通过变频器的模拟量端子从外部输入模拟量信号（电流或电压）进行给定，并通过调节模拟量的大小来改变变频器的输出频率。模拟量给定中通常采用电流或电压信号，常见于电位器、仪表、PLC和DCS等控制回路（见图4-11）。

电流信号一般指0～20mA或4～20mA。电压信号一般指0～10V、2～10V、0～±10V、0～5V、1～5V、0～±5V等。电流信号在传输过程中，不受线路电压降、接触电阻及其压降、杂散的热电效应以及感应噪声等影响，抗干扰能力较电压信号强。但由于电流信号电路比较复杂，故在距离不远的情况下，仍以选用电压给定为模拟量信号居多。

（3）通信给定

通信给定方式就是指上位机通过通信口按照特定的通信协议、特定的通信介质进行数据传输到变频器以改变变频器设定频率的方式。上位机一般指计算机（或工控机）、PLC、DCS、人机界面等主控制设备，如图4-12所示。

图4-11 模拟量给定方式

图4-12 通信给定方式

上位机和变频器之间传输数据的方式主要有两种：(www.xing528.com)

1）串行方式。它每次只传送二进制的一位，主要优点是连线少，一般只有2根或3根，缺点是传送速度较低；

2）并行方式。它每次可传送一个完整的字符，传送速度快，但所需的连线较多，一般需要8根或16根，成本相应就高了许多。由于上位机与变频器之间的距离一般不会太远，对传输速度的要求也不是很高，因此在通常情况下都采用串行传输方式。

2.变频器的运转指令方式

变频器的运转指令方式是指如何控制变频器的基本运行功能，这些功能包括启动、停止、正转与反转、正向点动与反向点动、复位等。与变频器的频率给定方式一样，变频器的运转指令方式也有操作器键盘控制、端子控制和通信控制三种。这些运转指令方式必须按照实际的需要进行选择设置，同时也可以根据功能进行相互之间的方式切换。

（1）操作器键盘控制

操作器键盘控制是变频器最简单的运转指令方式，用户可以通过变频器的操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键来直接控制变频器的运转。

（2）端子控制

端子控制是变频器的运转指令通过其外接输入端子从外部输入开关信号（或电平信号）来进行控制的方式。这些由按钮、选择开关、继电器、PLC或DCS的继电器模块就替代了操作器键盘上的运行键、停止键、点动键和复位键，可以在远距离来控制变频器的运转。

在图4-13中，正转FWD、反转REV、点动JOG、复位RESET、使能ENABLE在实际变频器的端子中有三种具体表现形式：

图4-13 端子控制原理

1）上述几个功能都是由专用的端子组成，即每个端子固定为一种功能。在实际接线中，非常简单，不会造成误解，这在早期的变频器中较为普遍。

2）上述几个功能都是由通用的多功能端子组成，即每个端子都不固定，可以通过定义多功能端子的具体内容来实现。在实际接线中，非常灵活，可以大量节省端子空间。

3）上述几个功能除正转和反转功能由专用固定端子实现，其余如点动、复位、使能融合在多功能端子中来实现。在实际接线中，能充分考虑到灵活性和简单性于一体。现在大部分主流变频器都采用这种方式。

由变频器拖动的电动机负载在实现正转和反转功能时非常简单，只需改变控制电路（或激活正转和反转）即可，而无须改变主电路。

（3）通信控制

通信控制的方式与通信给定的方式相同，在不增加线路的情况下，只需对上位机给变频器的传输数据改一下即可对变频器进行正反转、点动、故障复位等控制。