1.6 变频器的主要功能

随着变频调速技术的发展，变频器尤其是高性能通用变频器的功能越来越丰富，制造商在开发、制造变频器时充分考虑了用户的需要，设计了多种可供用户选择的功能。如何能充分发挥这些功能、合理使用变频器，仍是用户需要注意的问题。下面按用途对通用变频器的主要功能进行简要介绍。

1.6.1 系统功能

1. 全范围转矩自动增强功能

由于电动机绕组中阻抗的作用，采用U/f控制的变频器在电动机低速运行区域会出现转矩不足的情况。全范围转矩自动增强功能的变频器在电动机加减速和正常运行的所有区域中可以根据负载情况自动调节U/f值，对电动机的输出转矩进行补偿。

2. 防失速功能

变频器的防失速功能包括加速过程的防失速功能、恒速过程的防失速功能和减速过程的防失速功能三种。

加速和恒速过程防失速功能的基本作用是：当电动机由于加速过快或负载过大等原因出现过电流现象时，变频器将自动降低输出频率，以避免出现过电流使保护电路动作而停止工作。

3. 过转矩限定运行功能

该功能的作用是对机械设备进行保护并保证运行的连续性。利用该功能可以对电动机的输出转矩极限值进行设定，当电动机输出转矩达到该设定值时，变频器停止工作并发出报警信号。

4. 运行状态检测显示功能

该功能主要用于检测变频器的工作状态并及时显示。

5. 自动节能运行功能

该功能的作用是使变频器能自动选择工作参数，使电动机在满足负载转矩要求的情况下以最小电流运行。

6. 自动电压调整功能

当电源电压下降时，使用自动电压调整功能可以维护电动机的高启动转矩。

7. 外部信号控制功能

变频器通常都具有通过外部信号控制变频器启/停的功能。

8. 直流制动功能

当需要电动机减速或停止时，可以采用直流制动。其基本原理是：通过逆变器的开关器件由变频器的直流侧电源在电动机的绕组上施加脉冲式直流电流，由于绕组的电感作用，在电动机的定子绕组内流过直流电，从而产生制动转矩。

1.6.2 频率设定功能

1. 频率给定功能

变频器常见的频率给定方式主要有：操作面板给定、外接信号给定、模拟信号给定和通信方式给定等。

（1）操作面板给定：通过面板上的键盘或电位器进行频率给定（即调节频率）的方式，称为面板给定方式，如图1-40所示。

①键盘给定频率的大小通过键盘上的升键（▲键）和降键（▼键）来进行给定。键盘给定属于数字量给定，精度较高。

② 电位器给定是部分变频器在面板上设置了电位器，频率大小也可以通过电位器来调节。电位器给定属于模拟量给定，精度稍低。

提示

多数变频器在面板上并无电位器，所说的“面板给定”实际上就是键盘给定。变频器的面板通常可以取下，通过延长线安置在用户操作方便的地方，如图1-40（c）所示。此外，采用哪一种给定方式，必须事先通过功能预置来设定。

（2）外接给定：通过外接输入端口输入频率给定信号，来调节变频器输出频率的大小，称为外接给定或远程控制给定。外接给定方式有如下两种。

① 外接输入数字量端口给定：通过外接变频器数字量端口的通断来控制变频器的频率给定。通常有两种方式：一是频率升/降给定或UP/DOWN给定；二是多段速给定。

② 外接模拟量端口给定：通过模拟量端口从变频器外部输入模拟量信号（电压或电流）进行给定，并通过调节给定信号的大小来调节变频器的输出频率。

模拟量给定信号通常采用电压信号和电流信号。电压给定信号的范围有：0～10V、2～10V、0～ ± 10V、0～5V、1～5V、0～ ± 5V等；电流给定信号的范围有：0～20mA、4～20mA等。

提示

模拟量输入给定的电压、电流方式由频率设定功能参数选择决定或由模拟量输入通道决定。

（3）通信接口给定：由PLC或计算机通过通信接口进行频率给定。大部分变频器所提供的都是RS-485接口。如果上位机的通信是RS-232接口，需要接一个RS-485与RS-232转换器。

2. 基本频率和最高频率

电动机的额定频率称为变频器的基本频率。当频率给定信号为最大时，变频器的给定频率称为最高频率。

3. 上限频率和下限频率

上限频率与下限频率是调速系统所要求的变频器工作范围，根据调速系统的工作需要进行设定。

4. 点动频率

生产机械在调试的过程中，以及每次新的加工过程开始前，常需要进行点动控制。变频器可根据生产机械的特点和要求，预先一次性地设定一个点动频率，每次点动时都在该频率下运行，而不必变动已经设定好的给定频率。

1.6.3 加/减速时间设定功能

1. 加速时间的设定

异步电动机在额定频率和电压下直接启动时，启动电流很大。使用变频器后，由于其输出频率可以从很低时开始，频率上升的快慢可以任意设定，从而可以有效地将启动电流限制在一定范围内。

从减小电动机启动电流的角度来说，加速时间应设定得长一些，但若加速时间过长会影响系统的效率。

2. 减速时间的设定

变频器减速时间有两种：一种是工作频率从基本频率降到0Hz所需的时间；另一种是工作频率从最高频率降低到0Hz所需的时间。所有变频器中，减速时间的设定范围和升速时间相同。

提示

加速时间设定的基本原则是：在电动机启动电流不超过允许值的前提下尽可能地缩短加速时间。设定减速时间考虑的主要因素是拖动系统的惯性，一般情况下，惯性越大，设定的减速时间越长。

1.6.4 变频器U/f控制方式的选择功能

在实际电力拖动系统中，通用变频器可能拖动不同性质的机械负载，负载的机械特性、对启动转矩的要求等各不相同，此外改变U/f控制方式可使变频器处于较理想的工作状态，达到节能、工作电流小、不易跳闸等目的。

每台变频器应用到什么负载上是不确定的，而不同负载在低频时对U/f比的要求又很不一致。为此，各种变频器在U/f控制模式下，提供了任意预置U/f比的功能，使用户可以根据电动机在低速运行时负载的轻重来选择U/f比。