变频和工频切换控制电路优化方案

1.开关控制的变频与工频切换控制电路

（1）控制电路

开关控制的变频与工频切换控制电路如图4-12所示。

图4-12 开关控制的变频与工频切换控制电路

（2）电路工作过程

通过开关SA进行工频模式与变频模式的手动切换，当变频器出现故障时自动切换到工频模式运行。

在工频-变频切换控制的主电路中，KM1和KM2动作时为变频运行，KM3动作时为工频运行。工频电源如果接到变频器的输出端U、V、W，将会损坏变频器，因此KM2与KM3绝对不允许同时动作，相互之间必须设置可靠的互锁。

在工频运行时，变频器不能对电动机进行过载保护，因此设置了热继电器FR，以提供工频运行时的过载保护。

三位开关SA用于切换工频运行模式或变频运行模式。按钮SB5用于变频器出现故障后对故障信号复位。

1）工频运行：

2）变频运行：

按下变频停止按钮SB3→KA2失电释放→动合触头KA2（1-3）、KA2（STF-SD）断开。KA2（STF-SD）断开，使变频器停止工作，使电动机减速和停止运行；KA2（1-3）断开，再按下SB1→KA1失电释放→动合触头KA1（1-7）断开→KM2、KM1相继失电释放→切断变频器电源。

3）故障时由变频运行模式切换到工频运行模式：

变频器发生故障时，变频器的端子A、B、C间的C-B（2-4）断开、A-C（2-6）闭合。C-B（2-4）断开→KM2、KM1、KA2相继失电释放→变频器停止工作。A-C（2-6）闭合→KT、HA、HL得电。HA、HL得电，发出声光报警；KT得电→经延时，动合触头KT（7-9）闭合→KM3得电→电动机在工频电压下运行。动断触头KM3（13-15）断开→KM2、KM1不能得电，实现互锁。

2.继电器控制的工频与变频切换控制电路

（1）控制电路

继电器控制的工频与变频切换控制电路如图4-13所示。

图4-13 继电器控制的工频与变频切换控制电路

（2）变频器功能参数设置及端子功能介绍

要实现工频与变频的切换，必须正确地设置相关参数及有关端子功能。

1）工频与变频切换功能设置。工频与变频切换的相关参数功能及设置值见表4-4。

表4-4 工频与变频切换的相关参数功能及设置值

（续）

2）部分输入／输出端子的功能设置。部分输入／输出端子的功能设置见表4-5。

表4-5 部分输入／输出端子的功能设置

3）端子功能。输入端子的状态与功能见表4-3，其输入端子对3个继电器线圈的控制效果见表4-6。

表4-6 输入端子对3个继电器线圈的控制效果

注：1.“不变”表示保护信号运作前的状态。

2.变频器发生故障时，KM1断开，R1、S1要避开KM1的控制，不论KM1导通与否，保持有电。

3.MRS为OFF时不能运行。

IPF、OL、FU为变频器的3个输出信号端子，分别控制直流继电器KA1、KA2、KA3的线圈，线圈上并联有保护二极管和一个指示灯（或发光二极管），它们可以显示变频器3个输出端子的工况。

（3）电路工作过程

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3）工作人员听声赶到后，应立即按下复位按钮SB4，以停止声光报警，并对变频器进行检查。

3.PLC-开关控制的工频与变频切换控制电路

（1）控制电路、PLC的I／O配置和梯形图

控制电路如图4-14所示，PLC的I／O配置见表4-7，梯形图如图4-15所示。

图4-14 控制电路

表4-7 PLC的I／O配置参数表

（2）有关参数典型值

工频电源切换输出端子选择： Pr.135＝1

接触器MC切换互锁时间： Pr.136＝2.0s

起动等待时间： Pr.137＝1.0s

报警时工频电源-变频器切换选择： Pr.138＝1

自动变频器-工频电源切换选择： Pr.139＝50Hz

再起动自由运行时间： Pr.57＝0.5s

再起动上升时间： Pr.58＝0.5s

图4-15梯形图

JOG端子功能选择： Pr.185＝7（JOG→OH）

CS端子功能选择： Pr.186＝6（CS）

IPF端子功能选择： Pr.192＝17（IPF）

OL端子功能选择： Pr.193＝18（OL）

FU端子功能选择： Pr.194＝19（FU）

（3）识读要点

KM1用于将三相电源线接至变频器的输入端，KM2用于将变频器的输出端接至电动机，KM3用于将三相工频电源直接接至电动机。

此外，由于在工频运行时，变频器将不可能对电动机的过载进行保护，因此接入热继电器FR，用于工频运行时的过载保护。

由于变频器的输出端是绝对不允许与电源相接的，接触器KM2和KM3绝对不允许同时接通，互相之间必须有非常可靠的互锁。

旋钮开关SA1用于控制PLC的运行。运行方式由三位开关SA2进行选择，当SA2合至“工频”运行方式时，按下起动按钮SB1，由PLC将KM3接通，电动机接入工频运行状态，按下停止按钮SB2，电动机停止运行；当SA2合至“变频”运行方式时，按下起动按钮SB1，由PLC将KM2接通后，KM1也接通，电动机接入变频运行状态，按下停止按钮SB2，电动机停止运行。SB5用于变频器发生故障后的复位。为了使KM2和KM3绝对不会同时接通，除了在PLC内部的软件（梯形图）中具有互锁环节外，外部电路中也必须在KM2和KM3之间进行互锁。变频运行方式按下SB2的同时，PLC使中间继电器KA动作，变频器的FWD与CM接通，电动机开始升速，进入变频器运行状态。KA动作后，停止按钮SB1将失去作用，以防止直接通过切断变频器电源使电动机停机。蜂鸣器HA和指示灯HL用于在变频运行时，一旦变频器因故障而跳闸，也能进行声光报警。

（4）电路工过程

1）工频运行（见图4-15）：

2）变频通电（见图4-15）：

3）变频器运行（见图4-15）：

4）变频器跳闸（见图4-15）：

5）故障处理（见图4-15）：