变频器调速详解：从有级到无极的全面解析

一、变频器调速方法综述

    针对变频器调速，我们主要探讨两种方法：有级调速和无极调速。有级调速意味着变频器的频率无法连续变化，只能通过开关选择预设的频率，例如多段速设定和简易PLC程序设定。而无极调速则能实现变频器的连续或任意频率运行，这是更常用的调速方式，主要通过模拟量和通信控制来实现。
    接下来，我们将以英威腾GoodDrive200A变频器为例，详细解析这两种调速方法。

    上图展示了变频器的正面视图。通过键盘上的数字加减和电位器，我们可以进行本地的频率设定。此外，还可以利用下方的端子来实现其他调速方法。具体来说，AI2、AI3和10V端子用于模拟量输入，而AO1、AO2则作为模拟量输出端子。查阅使用手册可知，AI2端子可接收电压(0~10v)或(0~20ma)的信号控制，AI3端子则处理-10v~+10v的信号。绿色框内所示的是多段速的接线端子，而蓝色部分则为485通讯接口，支持MODBUS协议的半双工通信。

◆ 本机调速
    本机调速功能可以通过键盘数字和本机电位器两种方式实现。若采用键盘数字进行调速，需修改P00.10参数，并将频率指令设置为0，以启用键盘数字设定功能。而本机电位器则提供了一种模拟量调速的方法，通过旋转键盘上的模拟电位器进行设定，此时同样需要将频率指令设置为1，即选择模拟量AI1进行调速。
◆ 多段速调速
    多段速调速是一种简便的频率设定方式，属于有级调速范畴。用户只需根据实际工作需求预设好频率值，并通过多功能端子S进行相应频率的选择。例如，我们可以将S3端子设置为30Hz，S4端子设置为35Hz，而S5端子则设定为40Hz。当S3端子接通时，变频器将按照30Hz的频率运行；同样，若S5端子接通，则变频器会以40Hz的频率运行。

◆ 模拟量控制
    模拟量控制是变频器常用的控制方法，它通过模拟量信号来调节变频器的输出频率。这种控制方式下，控制信号与变频器输出频率呈比例关系。例如，我们可以将变频器的最大输出频率设置为50.00Hz，那么控制信号在0~10v的范围内变化时，对应的输出频率就是0~50.00Hz。若要输出20.00Hz的频率，只需将模拟量信号调整到4v；若要输出30.00Hz，则将模拟量信号调整到6v。
    那么，这个模拟量信号是如何产生的呢？它通常来源于外接电位器或DA数字转模拟装置。外接电位器类似于本机电位器，具有三个端子接口，其中两端接变频器的10v和GND或外接10V直流电源，而中间端子则输出电压信号接AI2端子（需注意同源问题）。另一方面，DA模块通常与PLC相连，通过数字方式接收控制信号，再将其转换为模拟量进行控制。例如，我们可以直接给PLC一个30.00Hz的信号，然后通过DA模块将其转换为相应的模拟量来控制变频器。

◆ 通讯控制
    通讯控制方式在多台变频器调速的应用中尤为适用，它主要采用MODBUS协议或CAN总线进行数据传输。现在，大多数变频器都支持MODBUS通讯，只需将RS485接口相连即可。需要注意的是，在PLC编程方面可能会稍显复杂，因为MODBUS通信数据既可采用ASCII码格式，也可选择RTU模式，而不同变频器可能对这两种模式的支持情况有所不同。
    对于人机PLC控制变频器的频率，我们可以选择多段速、模拟量或通信中的任意一种方式。若采用模拟量控制，需要外接DA扩展模块；若选择通信方式，则需配备相应的通讯模块（除非变频器自带）。此外，人机界面（如触摸屏）也可直接通过COM口支持MODBUS协议来控制变频器。

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