1.3 频率给定和运转指令

1.3.1 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。

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1-15）。

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。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。一般情况下，可以选用5m以下的延长线，对于距离较远的则不能简单地加长延长线，而是必须使用远程操作器键盘。

2.接点信号给定

接点信号给定就是通过变频器的多功能输入端子的UP和DOWN接点来改变变频器的设定频率值。该接点可以外接按钮或其他类似于按钮的开关信号（如PLC或DCS的继电器输出模块、常规中间继电器）。具体接线如图1-16所示。

图1-17所示为接点频率给定方式下的变频器运行时序。

3.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等控制电路（见图1-18）。

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。

小贴士

有些模拟量端子可以同时输入电压和电流信号（但必须通过跳线或短路块进行区分），因此对变频器已经选择好模拟量给定方式后，还必须按照以下步骤进行参数设置：选择模拟量给定的输入通道；选择模拟量给定的电压或者电流方式及其调节范围，同时设置电压/电流跳线，注意必须在断电时进行操作；选择模拟量端子多个通道之间的组合方式（叠加或者切换）；选择模拟量端子通道的滤波参数、增益参数线性调整参数。

4.频率给定曲线

所谓频率给定曲线，就是指在模拟量给定方式下，变频器的给定信号 P 与对应的变频器输出频率 f （ x ）之间的关系曲线 f （ x ）= f （ P ）。这里的给定信号P，既可以是电压信号，也可以是电流信号，其取值范围在0～10V或0（4）～20mA之内。

一般的电动机调速都是线性关系，因此频率给定曲线可以简单地通过定义首尾两点的坐标（模拟量，频率）即可确定该曲线。如图1-19a所示，定义首坐标为（P _min ，f _min ）和尾坐标（ P _max ，fmax），可以得到设定频率与模拟量给定值之间的正比关系。如果在某些变频器运行工况需要频率与模拟量给定成反比关系，也可以定义首坐标为（ P _min ，f _max ）和尾坐标（ P _max ，fmin），如图1-19b所示。

a）正比关系 b）反比关系

5.模拟量给定的正反转控制

一般情况下，变频器的正反转功能都可以通过正转命令端子或反转命令端子来实现。在模拟量给定方式下，还可以通过模拟量的正负值来控制电动机的正反转，即正信号（0～+10V）时电动机正转，负信号（-10V～0）时电动机反转。如图1-20所示，10V对应的频率值为 f _max ，-10V对应的频率值为- f _max 。

在用模拟量控制正反转时，零界点即0V时应该为0Hz，但实际上真正的0Hz很难做到，且频率值很不稳定，在频率0Hz附近时，常常出现正转命令和反转命令共存的现象，并呈“反反复复”状。为了克服这个问题，预防反复切换现象，就定义在零速附近为死区。

6.脉冲给定

脉冲给定方式即通过变频器特定的高速开关端子从外部输入脉冲序列信号进行频率给定，并通过调节脉冲频率来改变变频器的输出频率。如图1-21所示为某变频器对于脉冲输入的定义：脉冲频率为0～32kHz，低电平电压为0.0～0.8V，高电平电压为3.5～13.2V，占空比为30%～70%。

7.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、特定的通信介质将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1-22所示。

1.3.2 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，这些功能包括起动、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。

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。在操作器键盘控制下，变频器的正转和反转可以通过正反转键切换和选择。

2.端子控制

（1）正转与反转

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构成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，可以在远距离控制变频器的运转（见图1-23）。

显然，由变频器拖动的电动机负载实现正转和反转功能非常简单，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。

常见的正反转控制有两种方法，如图1-24所示。FWD代表正转端子，REV代表反转端子，K ₁ 、K2代表正反转控制的接点信号（“0”表示断开、“1”表示吸合）。图1-24a的方法中，接通FWD和REV的其中一个就能实现正反转控制，即FWD接通后正转、REV接通后反转，若两者都接通或都不接通，则表示停机。图1-24b的方法中，接通FWD才能实现正反转控制，即REV不接通表示正转、REV接通表示反转，若FWD不接通，则表示停机。

a）控制方法一 b）控制方法二

（2）二线制和三线制控制模式

所谓三线制控制，就是模仿普通的接触器控制电路模式，当按下常开按钮SB ₂ 时，电动机正转起动，由于T多功能端子自定义为保持信号（或自锁信号）功能，松开SB ₂ ，电动机的运行状态将能继续保持下去；当按下常闭按钮SB ₁ 时，T与COM之间的联系被切断，自锁解除，电动机停止运行。如要选择反转控制，只需将K吸合，即REV功能作用（反转）。

三线制控制模式的“三线”是指自锁控制时需要将控制线接入到3个输入端子，与此相对应的就是以上讲述的“二线制”控制模式。

三线制控制模式共有两种类型，如图1-25a和图1-25b所示。两者的唯一区别是右边一种可以接收脉冲控制，即用脉冲的上升沿来替代SB ₂ （起动），下降沿替代SB ₁ （停止）。在脉冲控制中，要求SB ₁ 和SB ₂ 的指令脉冲能够保持时间达50ms以上，否则为不动作。

（3）点动

端子控制的点动命令将比键盘更简单，它只要是在变频器运行的情况下（无论正转还是反转），都能设置单独的两个端子来实现正向点动和反向点动，其点动运行频率、点动间隔时间以及点动加减速时间跟键盘控制和通信控制方式下相同，均可在参数内设置。

3.通信控制

通信控制的方式与通信给定的方式相同，在不增加电路的情况下，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。

a）控制方法一 b）控制方法二 FxZ7XRP9vSWakI2vlQarWHtl8dYsUBVXe+aRYLIb2qU3Vnvkqz2TZpjT0u1hZdj5