基于VFO—200的變頻調速系統實驗探討

陳振 梅順齊 張智明

摘 要：文章主要介紹了變頻調速基本工作原理，以松下VFO-200系列變頻器為例，詳細分析講解了面控和外控兩種變頻調速方法，對高校變頻調速教學以及從事變頻設備研究的工作人員都具有一定的參考價值。

關鍵詞：變頻調速；實驗；VF0-200

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.027

0 引言

隨著科技進步，工業化和自動化化正在逐步改變著我們的生活，而工業化和自動化的實現離不開執行單元交流異步電機，在變頻調速系統中，變頻器是核心部件，通過調節改變變頻器的電阻，來實現改變電流的頻率，從而達到異步電機隨著電流頻率的改變而以不同的速度轉動[1]。

1 變頻調速基本原理

眾所周知，異步電機轉速的基本表達式為[2]：，其中：

n—— 異步電機的轉速；

f—— 異步電機的通過電流頻率；

s—— 異步電機的轉差率；

p—— 異步電機的極對數。

對于一臺異步電機，其轉差率s和極對數p是固定的，由上述表達式，我們可以清楚的看到，異步電機的轉速n與電流頻率f成正比。因此作者以松下VFO-200系列0.4kW變頻器為例，結合變頻調速實驗教學實踐，分別從面控調速和外控調速兩個方面對變頻調速進行歸納總結和講解，希望對有興趣從事變頻控制學習的人員有一定的幫助和啟發作用。

2 VFO-200變頻器的基本結構及重要參數[3]

VFO-200系列0.4KW變頻器主要由控制面板、主電路接線端子、控制電路輸入輸出端、散熱底座幾大部分構成，在實踐教學過程中我們接觸較多的主要是前三部分。

控制面板的主要功能是運行停止控制、顯示電流即時頻率、設定變頻器參數和切換模式等如圖1所示：

主電路接線端子主要有主回路端子、接地端子排、制動電阻接線端子。主回路端子有五個接線端，其中L和N分別與電源的陽極、陰極相連，需要注意的是不能錯位相連，否則燒毀變頻器，U、V、W分別與電機相連。在0.2kW型號變頻器上沒有制動電阻接線端子。主電路端子及接線示意圖如圖2所示：

VFO-200變頻器的控制電路的接線端子示意圖如圖3所示：

控制電路各接線端子的功能以及所對應的關聯數據可參讀VFO-200系列變頻器的使用手冊。

3 變頻調速控制實例

由使用手冊我們可知，變頻器關聯數據P08、P09分別關聯運行指令和頻率設定指令，其參數設定直接控制變頻系統的面孔與外控選擇。P08、P09的參數可以再0—5之間進行設定，當P08參數設定為0或1時，此時運行指令是面控，由控制面板上的按鈕來控制異步電機的啟動、停止、正轉和反轉，當P08參數設定為2—5之間的數值時，控制電路的極限端子3為公共端子，通過接線端子3、5、6之間的組合來控制。當P09參數設定為0或1時，頻率指令為面控，通過旋轉控制面板上的調節旋鈕來控制電機轉動的頻率，當P09設定為2—5之間的數值時，通過變頻器控制端子的7、8、9進行組合，對應不同階頻率進行運轉，不同階轉速轉速頻率對應著不同的關聯參數（詳見變頻器使用手冊）。

（1）變頻器調速實驗面控。以運行頻率25HZ為例，第一步既然我們要進行面控，毫無疑問要先把變頻器的運行指令和頻率指令設定為0或1；例如設定P08=0、P09=0，此時通電源按ON，變頻器工作指示燈亮，按下運行按鈕RUN電機就會以變頻器液晶顯示屏上顯示的頻率進行運轉，旋轉頻率調節旋鈕至25HZ，電機即以25HZ的轉速頻率進行運轉；通過面控我們一樣可以實現電機的正反轉，通過控制面板上的MODE和上下鍵按鈕調整，F對應正轉，R對應反轉。

（2）變頻器調速實驗線控。在變頻器調速實驗中，線控也是外控的一種，分別在變頻器的控制電路接線端子3、5、6、7、8、9接上一根導線；例如設置P08=2、P09=2，我們將3、5短接電機以第一極轉速正轉，斷開電機停止；將3、5、6短接電機以第一極轉速反轉，7、8、9對應變頻器的SW功能，3、5或者3、5、6分別與7、8、9進行組合時，電機會以不同的轉速進行轉動，不同級別轉速可以通過設置變頻器關聯參數進行設置，7、8、9轉速極對應見下表：

（3）PLC變頻調速綜合實驗。PLC變頻調速綜合實驗其實也是外控的一種，利用PLC來控制變頻器控制電路接線端子之間的組合以及閉合斷開，并聯兩個開關按鈕，一個常開一個常閉分別作為啟動和停止按鈕，根據不同的需求，我們可以編寫不同的梯形圖來控制變頻系統，變頻系統接線電路圖如圖4所示。

4 總結

變頻系統是運動控制中較為關鍵的重要轉換器[4]，然而對于初學入門者，很難理解和掌握變頻系統的基本操作和含義。本文結合本科變頻調速系統教學實驗，將變頻調速實驗進行歸納總結，以文字步驟的形式呈現，通俗易懂，有助于幫助初學者輕松掌握變頻調速系統，具有一定的參考價值。

參考文獻：

[1]陳和權.變頻調速的基本方法[J].工礦自動化，2010（02）：122-123.

[2]變頻器VFO使用手冊[M].上海松下電工自動化控制有限公司.

[3]李濤.變頻調速的原理與控制方法[J].科技信息，2011（27）：108.

[4]孫國華，張慶華，商柔.可編程無級三相變頻調速系統的設計[J].現代工業經濟和信息化，2017（17）：29-30.

作者簡介：陳振（1987-），男，湖北黃岡人，碩士研究生，助理實驗師，研究方向：機電一體化、紡織裝備制造。