为了提高电机控制系统的灵活性,变频驱动器 (VFD) 是解决许多电机控制问题的常用设备。在本文中,了解如何控制 VFD 的手动输入。
变频驱动器解决了与驱动三相电机相关的许多挑战,包括可调速度、将多台电机联网以实现整个过程,以及最终在不改变接线的情况下调整操作的能力。然而,对于简单的操作,这些驱动器仍然可以使用与电机启动电路中相同的手动按钮控制,但具有额外的功能。
使用合适的设备驱动三相电机是一个非常简单的过程。包括接触器和启动器在内的手动控制电路可能非常便宜,但它们在许多方面受到限制。首先,这些电路不会以低于全速的速度驱动电机。此外,如果您想改变操作模式,您必须重新连接整个控制电路。
为了提高电机控制系统的灵活性,变频驱动器 (VFD) 是解决许多电机控制问题的常用设备。特别是,当需要改变运行速度时,VFD 是仅有的几个选项之一。
幸运的是,使用 VFD 不需要 PLC 或大型网络控制系统。但如果不存在更大的控制系统,VFD 为将电机集成到未来的控制系统中提供了一个简单的选择。面向未来的系统非常有用,尤其是在它不是很昂贵的时候。
使用简单的手动控制元件(如启动/停止按钮、方向开关和速度控制)连接到 VFD 并不难。尽管有许多品牌和型号,但所有 VFD 的总体策略都是相同的。为了正确操作,必须考虑两个不同的元素:接线和参数。
变频器 I/O 接线
每个 VFD 都将包括一组端子,允许用户连接 I/O 线。通常,这些将与控制系统设备的其余部分位于同一 24 vDC 系统上。电线可以直接连接到旋入式接线端子,也可以是电路板上的一组一个或多个预接线连接器。确保至少使用这些控制线的最小线规尺寸,但它们可能非常小,因为使用的控制电源非常少。
通过一个 NO 按钮、一个 NC 按钮、多个选择开关和一个电位器,几乎可以连接任何种类的控制场景。
首先,确定接线图,该接线图可能在网上或随附的文档中找到。该图应显示几个终端功能:
电源端子应标有 24 伏
共同点,或 COM
通常为模拟速度控制设备提供 10 伏输出
下一组端子是数字输入,可能是“DI”或“In”,通常有四到六个这样的端子
单个模拟输入,可能标记为“AI”或“V”表示电压
许多 VFD 还包括一个机电继电器,以提供输出信息,根据某些操作点进行切换
数字输入
如果 VFD 设置为“源”或“漏”接线类型,则必须注意以正确连接电线。一些 VFD 有一个拨动开关来选择哪种类型,而其他 VFD 只需通过以最合适的方案连接电源来设置。
如果 VFD 设置为“漏型”接线,则每个控制设备都应连接到正电压。然后,每个设备还连接到其相应的数字输入端子。通常,但不总是,第一个端子总是连接到 STOP 常闭按钮。每个数字输入的实际功能将由参数配置,稍后。
如果 VFD 设置为“源”接线,则上述情况相同,只是 COM 连接到每个设备而不是 +V。
一个重要提示:出于安全原因,某些 VFD 需要将电线或 NC 开关连接到停止端子。在这些型号中,即使它与网络控制一起使用,也必须从 +V 端子跨接至此输入。
模拟输入
模拟输入,例如旋转电位器旋钮是选择电机速度的经典、简单的方法。对于三端子电位器,端子 1 和 3 将连接到 10 伏电源和 COM。这些顺序将决定顺时针旋转还是逆时针旋转会加速电机。第二个端子 (2) 应连接到“AI”或“V”端子。
有时,这种模拟电压信号可以从 PLC 或简单的 0-10v 控制器信号发送,从而使 VFD 可以在各种情况下工作。
参数
每个 VFD 的定制不是基于 I/O 接线,而是基于控制每个端子如何影响操作的参数菜单。
单元前面的一组按钮几乎可以肯定是访问参数的方式,但应查阅手册以确定结构的确切工作原理。就存在多少参数、如何访问它们、默认值是什么以及如何表示每种操作模式而言,每个 VFD 都是完全不同的。
图 3. PowerFlex 40 VFD 手册的摘录显示了数字输入端子,以及在最底部的漏极 (SNK) 和源极 (SRC) 接线之间切换的选择器开关。数字输入的功能是参数的作用(特别是本单元中的 A051 到 A054)。
无论品牌和型号如何,都有许多相似之处。
首先,必须将控制参数设置为使用输入端子 — NOT 本地控制(键盘)和 NOT 网络控制(例如 Modbus RS-485 或以太网)。
接下来,数字输入参数可以确定几种操作模式:
一个DI端子正转,另一个DI端子反转
停止和启动,单向
停止,带有用于正向或反向运动的拨动开关
停止,带启动和手动方向控制切换
使用几个拨动开关停止和启动,用于在不同的预设速度之间进行选择
使用 Start 或 Jog 停止,可通过拨动开关选择
这些数字输入甚至可能有一些额外的好处:
故障复位
增加或减少速度
概括
如果灵活性是电机控制的要求,那么 VFD 可能是最好的选择。它还可以集成到几乎任何现有的控制系统中,或者可以围绕现有的 VFD 构建新的控制系统。
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