LAC2——输出侧交流电抗器,变频器的输出是脉冲宽度调制的电压波,它是前后沿很陡的一连串脉冲方波,存在丰富的谐波,这些谐波有害于电动机和负载的寿命,以及对周围电气的干扰;当负载端电容分量大时,造成变频器的开关器件流过大的冲击电流,会损坏开关器件。使用输出侧交流电抗器可进行平滑滤波,减小瞬变电压的影响。
Z2——输出侧无线电干扰抑制电抗器,对输出布线距离大于20m时尤其需要安装。 由于变频器有比较完善的过电流和过载保护功能,且低压断路器也具有过电流保护功能,故进线侧可不必接熔断器。又因为变频器内部具有电子热保护功能,故在只接一台电机的情况下,可不必接热继电器。
5.5.2 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。
所以,为了避免误动作低压断路器的额定电流IQN≥(1.3~1.4)IN,其中IN为变频器的额定电流。
2.接触器KM (1)主要作用
① 可通过按钮方便的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:不能用接触器启动和停止变频器,这样将降低变频器的寿命。 (2)选择原则
由于接触器可能存在误动作,故选择原则是,主触点的额定电流IKN≥IN。 3.输出接触器
变频器的输出端一般不接接触器。如由于某种原因需要接入时,如工频切换电路,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IKM≥1.5IMN.其中IMN是电动机的额定电流。
5.6变频器的启停控制电路
变频器常用启停控制电路如图5.10所示。
25
图5.10 变频器启停控制电路
在图5.10中,接触器KM控制变频器的接通或断开电源,中间继电器KA控制变频器启动或停止。通过按钮SB1可以控制接触器KM的通断,使变频器运行或停止,但是,电源接通时所流过的瞬间电流会缩短变频器的使用寿命(开关寿命为100万次左右),因此要尽量的减少频繁地启动和停止变频器。可以通过变频器启动控制用端子(STF,STR)来使变频器运行和停止,在图5.10中,只有当接触器接通电源后,KM的常开触点闭合,此时按下变频器启动按钮SB3,中间继电器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。
KA线圈电路串联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5.10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。
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,要将控制回路的电源端子R1、S2连接到KM的前面。
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由正传端子STF接到反转端子STR上。
(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.17的设定值变为1来实现。
3. 变频器在电源侧而不在电机侧接接触器的原因
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启动和停止。这是因为:
(1) 控制电路的电源在尚未充电至正常电压之前,其工作状况有可能出现紊乱。
26
尽管近代的变频器对此已经做出了处理,但所做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的到充分的保证。
(2) 通过接触器KM切断电机电源时,电机已不受变频器控制,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,充电电流时很大的,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。
5.7 PLC控制的变频器启停电路
在工业自动化控制系统中,最为常见的是变频器和PLC的组合应用,并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法,构成了不同类型的变频PLC控制系统。
可编程控制器(PLC)是一种数字运算与操作的控制装置。它作为传统继电器的替代品,广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来改变控制过程,并且具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点,因此特别适用于恶劣环境下运行。
一个变频PLC控制系统通常由三部分组成,即变频器本体、PLC、变频器与PLC接口部分。
变频器通常利用继电器接点或具有开关特性的晶体管与PLC相连,得到运行状态或获取运行指令。对于继电器输出型或晶体管输出型PLC,其输出端子可以和变频器的输入端子直接相连。
变频器中也存在一些数值型(频率、电压)指令信号的输入,可分为数字量输入和模拟量输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定;模拟输入则通过接线端子由外部给定,通常采用PLC的特殊模块给变频器提供输入信号。
1. 设计思路
采用PLC控制变频器启停运行时,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,其启停控制的I/O分配如表5-3所示。
表5-3 变频器启停控制的I/O分配
输入 输入继电器 X0 X1 X2 X3 X4 输入原件 SB1 SB2 SB3 SB4 A-C 作用 接通电源按钮 切断电源按钮 变频器启动 变频器停止 报警信号 输出 输出继电器 Y0 Y1 Y4 Y5 Y6 输出原件 KM STF-SD HL1 HL2 HL3 作用 接通KM 变频器启动 电源指示 运行指示 报警指示 变频器启停控制电路如图5.11所示。变频器的速度由外接电位器RP条节,由于PLC是继电器输出型,所以变频器的启动信号由PLC得Y1直接接到正转启动端子STF上,然后将PLC输出的公共端子COM1和变频器的公共端子SD相连。变频器的故障报警信号
27
A-C(常开触点)直接连接到PLC的输入端子X4上,然后将PLC输入的公共端子COM和变频器的C端相连。一旦变频器发生故障,PLC的报警指示灯Y6亮,并使系统停止工作,按钮SB用于在处理完故障后使变频器复位。为了节约PLC的输入输出点数,该信号不接入PLC的输入端子。
由于接触器线圈需要AV220V电源驱动,而指示灯需要DC24V电源驱动,它们采用的电压等级不同,因此将PLC的输出分为两组,一组是Y0~Y3,其公共端是COM1;另一组是Y4~Y7,其公共端是COM2。注意,由于两组所使用的电压不同,所以不能将COM1和COM2连接在一起。
2.参数设置
由于变频器采用外部操作模式,所以设定Pr.79=2.
28