繼電器和模擬輸出
文章24
變頻器的主要目的是控制與其相連的電機(jī)的速度。但是,變頻器還提供了許多功能來幫助控制和監(jiān)視變頻器以及整個系統(tǒng)性能。輸出繼電器和模擬量輸出功能就是這樣的例子。
幾乎所有的變頻器都至少有一個輸出繼電器。Invertek的E3有一個繼電器,Eco和P2變頻器有兩個。雖然繼電器是簡單的機(jī)電設(shè)備,但它們的優(yōu)點(diǎn)是易于理解和連接,并提供高水平的隔離,因此不太可能出現(xiàn)EMC問題和損壞變頻器。當(dāng)然,重要的是不要超過繼電器額定值。變頻器上的繼電器容量5A 250V AC(30V DC);其他變頻器可能具有不同的額定值。
在任何情況下,請記住安裝抑制組件,尤其是在切換接觸器線圈或類似部件時。繼電器中的電弧是由線圈等感性負(fù)載的切換引起的,它會迅速損壞繼電器觸點(diǎn),并可能對變頻器造成干擾,盡管變頻器經(jīng)過測試以確保不會發(fā)生這種情況!圖1顯示了可用的各種抑制組件以及它們的連接位置。
圖1 抑制繼電器上的感性負(fù)載
繼電器可編程(通過設(shè)置參數(shù))以選擇多種條件。最簡單的默認(rèn)設(shè)置是“變頻器正常”。換句話說,當(dāng)變頻器沒有顯示故障時,繼電器動作。通常,在這種正常狀態(tài)下閉合的觸點(diǎn)會連接回報警監(jiān)視器,如果它們斷開或?qū)Ь€斷開,監(jiān)控系統(tǒng)會檢測到這一點(diǎn)并做出相應(yīng)的反應(yīng)。在某些變頻器上,還可以編程設(shè)置反向狀態(tài),即出現(xiàn)故障時繼電器動作。
繼電器的其他有用設(shè)置包括“變頻器運(yùn)行”和“變頻器設(shè)定點(diǎn)”(即以目標(biāo)速度運(yùn)行)。這兩種指示都有助于控制系統(tǒng)運(yùn)行,一旦變頻器工作正常,其他進(jìn)程就可以啟動。
Invertek變頻器的一個特別有用的特性是能夠在選定的頻率或電流閾值下繼電器動作(對于P2和Eco變頻器,扭矩也是如此)。所以也許在攪拌機(jī)里,如果攪拌器超過一定的速度,操作員必須檢查是否有泡沫——繼電器可以打開一盞燈來顯示這一點(diǎn)?;蛘?,如果電流或扭矩達(dá)到某個臨界值,則混合物變稠并準(zhǔn)備就緒,繼電器也會指示。在E3驅(qū)動器上,使用單獨(dú)的參數(shù)將閾值設(shè)置為百分比??梢詫⒗^電器設(shè)置為在閾值處關(guān)閉或打開(使用另一個參數(shù)設(shè)置滯后);在P2和Eco驅(qū)動器上,可以設(shè)置單獨(dú)的上限和下限閾值,因此可以輕松設(shè)置滯后。
P2和Eco變頻器具有許多特殊功能,因此提供了額外的繼電器功能來支持這些功能。P2繼電器可設(shè)置為控制電磁制動器(確保使用單獨(dú)的接觸器切換制動線圈,并抑制它?。┰谔嵘J较?,釋放并閉合制動器,以適應(yīng)起重機(jī)或提升機(jī)的操作(見文章:起重機(jī)、提升機(jī)和電梯)。Eco變頻器包括火災(zāi)模式功能,并且繼電器可以在火災(zāi)模式激活時顯示。繼電器還用于增強(qiáng)某些Eco功能,如泵分級和過載檢測。在兩個驅(qū)動器上,STO輸入的狀態(tài)也可以由繼電器監(jiān)控(參見文章:安全和安全輸入)。其他設(shè)置可用于指示維護(hù)需求(例如,如果軸承每50小時需要潤滑一次),并且可以監(jiān)控PID錯誤,以確保閉環(huán)操作正確。
E3上的繼電器有兩個可用連接:繼電器的常開觸點(diǎn)和公共觸點(diǎn)。Eco和P2變頻器在一個繼電器(常開、常閉和公共)上有三個連接點(diǎn),但在第二個繼電器上只有兩個連接點(diǎn)。
電梯專用變頻器也有兩個繼電器,并包括適合電梯運(yùn)行的功能。
在變頻器上通常提供的另一個有用的輸出是模擬量輸出。Invertek的E3變頻器有一個,而P2和Eco有兩個模擬量輸出。這些可配置為0-10V(默認(rèn)設(shè)置)或在P2和Eco變頻器上,可選擇0-20mA、4-20mA等格式。
模擬輸出可設(shè)置為模擬或數(shù)字操作。在數(shù)字操作中,模擬輸出在0V和24V之間切換,以指示與繼電器工作方式相同的條件。因此,可能會指示“變頻器正?!被颉斑_(dá)到目標(biāo)速度”等。
在模擬操作中,諸如輸出頻率、電流或功率等值可以用信號表示,因此這些值可以由外部系統(tǒng)監(jiān)控,也可以簡單地用儀表監(jiān)控。如果需要,P2和Eco變頻器還將顯示扭矩和PID輸出。圖2顯示了如何連接繼電器和模擬輸出,以提供簡單的監(jiān)控;當(dāng)然,它們也可以連接到控制系統(tǒng),如PLC。
圖2 報警和監(jiān)視
模擬輸出可用于直接控制其他變頻器或設(shè)備。例如,如果一個變頻器的模擬輸出指示電機(jī)轉(zhuǎn)矩,則第二個變頻器可以在轉(zhuǎn)矩控制中運(yùn)行并連接到該變頻器。然后兩個變頻器將以相同的扭矩運(yùn)行,分擔(dān)負(fù)載。使用Invertek的主從模式更容易做到這一點(diǎn),但原理適用于所有變頻器。
請記住,模擬輸出不是隔離的,因此需要遵循EMC標(biāo)準(zhǔn)。尤其是在長距離連接到其他設(shè)備時要小心,接地電位的微小差異將導(dǎo)致錯誤讀數(shù)和可能的損壞。這就是輸出繼電器的優(yōu)點(diǎn);觸點(diǎn)是隔離的。
當(dāng)然,變頻器也可以通過串行連接進(jìn)行監(jiān)控,在這種情況下,只讀參數(shù)可以提供有關(guān)變頻器狀態(tài)的大量信息。