变频器基础课 第 5 讲|控制回路:端子定义、启停方式、多段速、常用接线组合

浏览量:107 次 发布时间:2025-11-16 20:48 作者:明扬工控商城 下载docx

最近更新:变频器基础课 第 3 讲|变频器铭牌与关键参数:额定电流、过载能力、载波、加减速时间

导读:变频器不仅要“能带动电机”,更要“听得懂指令”。这些指令大多来自控制回路,也就是外部端子。 通过端子信号,变频器可以实现启停、正反转、多段速、加减速、故障复位等各种控制方式。 本讲将讲清楚控制端子的定义、常见启停方式、多段速设置逻辑,并给出典型接线组合图。


一、控制回路的基本结构

控制回路一般包含两类端子:

  • 数字量输入(DI)端子: 负责“开/关”信号,例如:运行、停止、正转、反转、多段速。
  • 模拟量输入(AI)端子: 负责“连续信号”,例如:速度给定(0–10V、4–20mA)。

此外,还有输出端子:

  • 数字量输出(DO / RO): 状态反馈(运行、报警、到速、故障)。
  • 模拟量输出(AO): 输出电流、转速、频率等信号给仪表或PLC。

典型端子总览(以常见国产/日系变频器为例):

端子类别 常用符号 功能 信号类型
公共端 COM / CM 信号公共参考点 0V(参考地)
数字输入 FWD / REV / X1~X5 正转、反转、多段速 开关量(干接点)
模拟输入 AI1 / AI2 频率给定(电位器/PLC) 0~10V / 4~20mA
模拟输出 AO 输出频率、电流监控 0~10V / 4~20mA
继电器输出 Y1 / Y2 / RY 运行中、故障输出 常开/常闭触点
外部电源 +24V / +12V 为输入端子提供供电 直流电源

二、启停方式:三种常见模式

2.1 面板控制(Local)

  • 启停、频率调整通过变频器面板操作。
  • 适用于调试、单机运行。

设置示例(以台达/富士为例):

P00.01 = 0 (面板运行)
P00.06 = 0 (面板电位器调速)

2.2 端子控制(External)

  • 通过外部按钮、开关、PLC 的接点信号控制启停与方向。
  • 最常用的现场模式。
P00.01 = 1 (端子运行)
P00.06 = 1 (外部 AI1 调速)

2.3 通讯控制(Serial / Fieldbus)

  • 通过 RS-485 / Modbus / Profibus / EtherCAT 等接口,由 PLC 或上位机控制。
  • 适用于多机协同与系统集成。
P00.01 = 2 (通讯控制)
P09.00 = 1 (Modbus-RTU)

三、常见启停接线图

3.1 三线式控制(带停止按钮)

+24V ────┬────────────┐
          │            │
          │          [启动按钮]
          │            │
          │           X1 (FWD)
          │
        [停止按钮]
          │
         COM
  • 启动按钮按下 → X1 导通 → 正转运行。
  • 停止按钮断开 → 信号中断 → 电机停止。

3.2 双向控制(正反转)

+24V ────[正转按钮]─── X1 (FWD)
+24V ────[反转按钮]─── X2 (REV)
COM 共地

FWD/REV 不能同时导通,通常通过互锁电路或逻辑参数限制。


四、多段速控制(Multi-speed)

多段速是变频器的常用功能,通过多个输入端组合,实现多组固定频率的切换(如 4 段、8 段)。

4.1 基本原理

用 2~3 个端子组合不同逻辑状态,映射不同运行频率。

端子状态 运行频率
X3=OFF, X4=OFF 第1段频率 f1
X3=ON, X4=OFF 第2段频率 f2
X3=OFF, X4=ON 第3段频率 f3
X3=ON, X4=ON 第4段频率 f4

参数示例(以通用变频器为例):

P10.00 = 1 (多段速功能开启)
P10.01 = 25.00 Hz
P10.02 = 40.00 Hz
P10.03 = 55.00 Hz
P10.04 = 60.00 Hz

五、模拟量调速(AI 输入)

当使用电位器或外部信号控制频率时,需要设定模拟输入通道。

5.1 电位器调速接线

+10V ─── 电位器 ─── AI1
COM ───────────────┘
  • 旋转电位器,输出电压 0–10V,对应变频器输出频率 0–Fmax。
  • 常用于实验台、小型设备。

5.2 PLC 模拟量调速

PLC AO (4–20mA) → AI1
PLC GND → COM

需将 AI 通道设定为电流模式:

P07.00 = 1 (AI1=4–20mA)
P07.01 = 最大频率对应值

六、常用组合接线示例

6.1 启停 + 多段速 + 电位器组合

+24V ───[启停按钮]──── X1(RUN)
+24V ───[多段速1]──── X2
+24V ───[多段速2]──── X3
+10V ─── 电位器 ─── AI1
COM ────────────────┘

此方案支持手动启停、两位多段速与模拟调速结合,最常见于风机、水泵。

6.2 PLC 控制示意

PLC Y0 → X1(FWD)
PLC Y1 → X2(REV)
PLC Y2 → X3(多段速)
PLC AO → AI1(频率给定)
PLC DO → RY(运行状态反馈)
COM 共地

这种组合可实现完全自动控制,与上位机或触摸屏协同运行。


七、端子布线注意事项

  • 控制线与动力线分开走线,间距 ≥ 10 cm。
  • 控制信号线使用屏蔽线,屏蔽层一端接地。
  • 24V 电源为控制电源,禁止带负载使用。
  • 端子输入为“低电平有效”还是“高电平有效”,需根据参数设定(例如 P05.01)。

八、小结

  1. 控制回路是变频器的“神经系统”,决定其响应与逻辑。
  2. 熟悉端子定义,可自由组合出启停、多段速、正反转等逻辑。
  3. 布线时要注重屏蔽、接地与隔离,防止干扰。

下一讲预告

在《变频器基础课 第 6 讲》中,我们将讲解:

  • 加减速时间的设置原理与计算方法;
  • 频率给定曲线与S形加减速;
  • 防止电机过流、过压的参数优化技巧。

从“通电线”到“通指令”,你已经掌握了变频器应用的核心环节。下一课我们开始进入动态控制的细节。


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