變頻器的功能是將工頻（50Hz或60Hz）交流電源轉(zhuǎn)換成頻率可變的交流電源提供給電動機(jī)，通過改變交流電源的頻率來對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。變頻器種類很多，主要可分為兩類：交-直-交型變頻器和交-交型變頻器。

交-直-交型變頻器利用電路先將工頻電源轉(zhuǎn)換成直流電源，再將直流電源轉(zhuǎn)換成頻率可變的交流電源，然后提供給電動機(jī)，通過調(diào)節(jié)輸出電源的頻率來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

 

交-直-交型變頻器的典型結(jié)構(gòu)框圖

交-交型變頻器利用電路直接將工頻電源轉(zhuǎn)換成頻率可變的交流電源并提供給電動機(jī)，通過調(diào)節(jié)輸出電源的頻率來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

 

交-交型變頻器的典型結(jié)構(gòu)框圖

交-交變頻電路一般只能將輸入交流電頻率降低輸出，而工頻電源頻率本來就低，所以交-交型變頻器的調(diào)速范圍很窄，另外這種變頻器要采用大量的晶閘管等電力電子器件，導(dǎo)致裝置體積大、成本高，故交-交型變頻器使用遠(yuǎn)沒有交-直-交型變頻器廣泛，因此本文主要介紹交-直-交型變頻器。

總接線圖

以三菱FR-A540型變頻器為例，總接線圖如下：

 

三菱FR-A540型變頻器總接線

變頻器的端子可分為主回路端子和控制回路端子。

 

主回路端子說明

 

 

 

控制回路端子說明

主回路接線

主回路接線端子排如下圖所示。端子排上的R、S、T端子與三相工頻電源連接，若與單相工頻電源連接，必須接R、S端子；U、V、W端子與電動機(jī)連接；P1、P端子，RP、PX端子，R、R1端子和S、S1端子用短接片連接；接地端子用螺絲與接地線連接固定。

 

主回路接線端子排

1.變頻器主回路接線原理

 

主回路接線原理圖

R、S、T端子外接工頻電源，內(nèi)接變頻器整流電路。

U、V、W端子外接電動機(jī)，內(nèi)接逆變電路。

P、P1端子外接短路片（或提高功率因素的直流電抗器），將整流電路與逆變電路連接起來。

PX、PR端子外接短路片，將內(nèi)部制動電阻和制動控制器件連接起來。如果內(nèi)部制動電阻制動效果不理想，可將PX、PR端子之間的短路片取下，再在P、PR端外接制動電阻。

P、N端子分別為內(nèi)部直流電壓的正、負(fù)端，如果要增強(qiáng)減速時的制動能力，可將PX、PR端子之間的短路片取下，再在P、N端外接專用制動單元（即制動電路）。

R1、S1端子內(nèi)接控制電路，外部通過短路片與R、S端子連接，R、S端的電源通過短路片由R1、S1端子提供給控制電路作為電源。如果希望R、S、T端無工頻電源輸入時控制電路也能工作，可以取下R、R1和S、S1之間的短路片，將兩相工頻電源直接接R1、S1端。

2.電源、電動機(jī)與變頻器的連接

 

電源、電動機(jī)與變頻器的連接

在連接時要注意電源線絕對不能接U、V、W端，否則會損壞變頻器內(nèi)部電路，由于變頻器工作時可能會漏電，為安全起見，應(yīng)將接地端子與接地線連接好，以便泄放變頻器漏電電流。

3.選件的連接

變頻器的選件較多，主要有外接制動電阻、FR-BU制動單元、FR-HC提高功率因數(shù)整流器、FR-RC能量回饋單元和改善功率因數(shù)直流電抗器等。下面就先介紹常用的外接制動電阻和直流電抗器的連接，其它選件的連接可參見三菱FR-A540型變頻器使用手冊。

(1)外部制動電阻的連接

 

外接制動電阻的連接

先將PR、PX端子間的短路片取下，然后用連接線將制動電阻與PR、P端子連接。

(2)直流電抗器的連接

 

直流功率因數(shù)電抗器的連接

先將P1、P端子間的短路片取下，然后用連接線將直流電抗器與P1、P端子連接。

4.控制回路外接電源接線

 

控制回路外接電源接線

控制回路電源端子R1、S1默認(rèn)與R、S端子連接。在工作時，如果變頻器出現(xiàn)異常，可能會導(dǎo)致變頻器電源輸入端的斷路器（或接觸器）斷開，變頻器控制回路電源也隨之?dāng)嚅_，變頻器無法輸出異常顯示信號。為了在需要時保持異常信號，可將控制回路的電源R1、S1端子與斷路器輸入側(cè)的兩相電源線連接，這樣斷路器斷開后，控制回路仍有電源提供。

控制回路接線

1.變頻器控制回路端子排

 

控制回路端子排

2.改變控制邏輯

FR-A540型變頻器有漏型和源型兩種控制邏輯，出廠時設(shè)置為漏型邏輯。若要將變頻器的控制邏輯改為源邏輯，可按下圖進(jìn)行操作，具體操作過程如下：

 

將變頻器前蓋板拆下。

 

松開控制回路端子排螺絲，取下端子排；在控制回路端子排的背面，將控制邏輯設(shè)置跳線上的短路片取下，再安裝到旁邊的另一個跳線上。

這樣就將變頻器的控制邏輯由漏型控制轉(zhuǎn)設(shè)成源型控制。

 

變頻器工作在漏型控制邏輯的典型接線圖

圖中的正轉(zhuǎn)按鈕接在STF端子與SD端子之間，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕時，變頻器內(nèi)部電源產(chǎn)生電流從STF端子流出，經(jīng)正轉(zhuǎn)按鈕從SD端子回到內(nèi)部電源的負(fù)極，該電流的途徑如圖所示。另外，當(dāng)變頻器內(nèi)部三極管集電極開路輸出端需要外接電路時，需要以SE端作為公共端，外接電路的電流從相應(yīng)端子（如圖中的RUN端子）流入，在內(nèi)部流經(jīng)三極管，最后從SE端子流出，電流的途徑如圖中箭頭所示，圖中虛線連接的二極管表示在漏型控制邏輯下不導(dǎo)通。

 

變頻器工作在源型控制邏輯的典型接線圖

圖中的正轉(zhuǎn)按鈕需接在STF端子與PC端子之間，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕時，變頻器內(nèi)部電源產(chǎn)生電流從PC端子流出，經(jīng)正轉(zhuǎn)按鈕從STF端子流入，回到內(nèi)部電源的負(fù)極，該電流的途徑如圖所示。另外，當(dāng)變頻器內(nèi)部三極管集電極開路輸出端需要外接電路時，須以SE端作為公共端，并要求電流從SE端流入，在內(nèi)部流經(jīng)三極管，最后從相應(yīng)端子（如圖中的RUN端子）流出，電流的途徑如圖中箭頭所示，圖中虛線連接的二極管表示在源型控制邏輯下不能導(dǎo)通。

3.STOP、CS和PC端子的使用

(1)STOP端子的使用

 

啟動信號自保持的接線圖（漏型邏輯）

需要進(jìn)行停止控制時使用該端子。

上圖中的停止按鈕是一個常閉按鈕，當(dāng)按下正轉(zhuǎn)按鈕時，STF端子會流出電流，途徑是：STF端子流出→正轉(zhuǎn)按鈕→STOP端子→停止按鈕→SD端子流入，STF端子有電流輸出，表示該端子有正轉(zhuǎn)指令輸入，變頻器輸出正轉(zhuǎn)電源給電動機(jī)，讓電動機(jī)正轉(zhuǎn)。松開正轉(zhuǎn)按鈕，STF端子無電流輸出，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。如果按下停止按鈕，STOP、STF、STR端子均無法輸出電流，無法啟動電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)CS端子的使用

 

端子 CS-SD 短接

在需要進(jìn)行瞬時掉電再啟動和工頻電源與變頻器切換時使用該端子。

例如在漏型邏輯下進(jìn)行瞬時掉電再啟動，先將端子 CS-SD 短接，如上圖所示，再將參數(shù)Pr.57設(shè)定為除“9999”以外的“瞬時掉電再啟動自由運(yùn)行時間”。

(3)PC端子的使用

使用PC、SD端子可向外提供直流24V電源時，PC為電源正極，SD為電源負(fù)極（公共端）。PC端可向外提供18V至26V直流電壓，容許電流為0.1A。

PU接口的連接

 

PU接口外形與各引腳定義

1.PU接口與帶有RS-485接口的計算機(jī)連接

計算機(jī)與單臺變頻器連接時，PU接口的連接如下圖所示。在連接時，計算機(jī)的RS-485接口和變頻器的PU接口都使用RJ45接頭（俗稱水晶頭），中間的連接線使用10BASE-T電纜（如計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)用的雙絞線）。

 

計算機(jī)與單臺變頻器PU接口的連接

PU接口與RS-485接口的接線方法如下圖所示。由于PU接口的引腳②和引腳⑧的功能是為操作面板提供電源，在與計算機(jī)進(jìn)行RS-485通訊時不用這些引腳。

 

PU接口與RS-485接口的接線方法

計算機(jī)與多臺變頻器連接時，PU接口的連接如下圖所示。圖中分配器的功能是將一路信號分成多路信號，另外，由于傳送速度、距離的原因，可能會出現(xiàn)信號反射造成通信障礙，為此可給最后一臺變頻器的分配器安裝終端阻抗電阻（100Ω）。

 

計算機(jī)與多臺變頻器連接

 

計算機(jī)與多臺變頻器接線方法

2.PU接口與帶有RS-232C接口的計算機(jī)連接

由于大多數(shù)計算機(jī)不帶RS-485接口，而帶RS-232C接口（串口，又稱COM口）的計算機(jī)較多，為了使帶RS-232C接口的計算機(jī)也能與PU口連接，可使用RS-232C轉(zhuǎn) RS-485接口轉(zhuǎn)換器。

 

PU接口與帶有RS-232C接口的計算機(jī)連接