发那科FANUC驱动器变频器工/变频切换的应用

富士变频器G1S发那科FANUC驱动器变频器1.工频变频转换方式 

       无论是高端变频器还是中、低端变频器，所有 电动机变频转工频运行原理都是相同的。当电动机 变频起动、运行频率至 50 Hz、转速达到额定速度 时，将转换开关切换至工频运行。工频转变频分老 式变频器或低端变频器采用的硬转换和高端变频器 所采用的软转换两种方式。

( 1) 硬转换方式。电动机工作在工频 50 Hz 后，如将电路直接切换回变频运行，这时电动机转 速仍然接近额定转速，而且电动机空转时将处于发 电状态; 接通变频电路后，变频器的输出频率和电 压都较低，与电动机相比存在速度差和电压差; 当变频器输出电压低于电动机端电压时，会产生制动 作用，电流将迅速升高。因此，在转换时必须等待 电动机完全停止运行后，方可再次变频起动。 

( 2) 软转换方式。G11S 和 G1S 等变频器无需 停机，可直接将电动机由工频转换至变频状态运 行。当工频运行至 50 Hz 后，只要将转换开关切换 至变频运行，无论变频器设定的频率是多少，变频 器都将直接输出 50 Hz，使电动机惯性运行的转速 和变频输出的转速基本相同，进而实现软转换。

2 变频器内置变频工频转换功能电路 

图 1 为富士 GIS 系列变频器内置变频工频转换 功能电路。由于晶体管输出端子 Y1、Y2、Y3 容量 限制，电路中的接触器控制电路必须采用 ON 状态 下最大负载电流小于 50 mA、额定电压 DC 24 V 的 接触器。如果接触器线圈容量较大，应加装 OPC － G1 － ＲY 型继电器输出卡，或使用小型中间继电 器间接对交流接触器进行控制。与此同时，K2 和 K3 接触器除采用电气连锁外，还必须加装机械连 锁模块，以防止同时闭合。

3 主要参数设置

图 1 中主要端子及设置值如表 1、表 2 所示。 除表 1、表 2 所列功能代码外，功能代码 H13 为瞬 时停电再起动等待时间，设为 1 s; 功能代码 J22 为工频切换时序，用于设置是否在故障后自动切换 工频电源，设为 0 表示电动机运转状态下故障报警 后停止运行，实际应用中设为 1，表示电动机运转 状态下故障报警后自动切换至工频电源运行。 按表 1、表 2 所述进行设置，如果将工频/变 频转换开关 SA 置于闭合位置，那么变频器晶体管 输出端子 Y1、Y2 将分别自动闭合，接通变频器的 输入及输出端接触器 K1 和 K2。此时，按下起动按 钮即可使变频起动并输出。 当变频器检测出电动机及变频器内部有故障或 手动将转换开关置于断路时，变频器立即停止输 出，Y1、Y2 也将同时断开，使 K1 和 K2 复位断 开，经延时后晶体管输出端子Y3自动闭合，接通工频输入接触器 K3 线圈，使电动机工频运行。 如将转换开关再次置于闭合位置，Y3 断开， K3 线圈复位断开。延时后 Y1、Y2 自动闭合，接 通 K1 和 K2，变频器将直接输出 50 Hz 使电动机平 滑转换至变频运行。这样，电动机的变频工频转换 做到无缝切换，实现电动机不间断运行，不会给油 田生产带来重大损失。

4 操作方法 

4． 1 闭合总电源，设置参数

( 1) 闭合总 电 源 QF，由于变频器控制电源Ｒ0、T0 连接于 K1 接触器主触头上端，所以变频 器控制电源也得电。

(2) 根据表 1、表 2 设置变频器参数。设置参 数时如果将 SA 置于闭合位置，当设置完 E02 为 40 后，K1 和 K2 将自动闭合，但是变频器并未输出。 如果将 SA 置于断开位置，三个接触器均不动作。 当设置完 E03 为 9 后，如果 X3 端子为断路，变频 器将显示警报信号 0h2。所以，必须将电动机保护 器的 95、96 端子闭合。

( 3) 由于在外部电路中 K2 和 K3 采用了互锁 设计，所以工频电源侧的 K3 和变频器输出侧的 K2 接触器不可能同时接通，也就不可能从变频器的输 出侧输 入 主 电 源。这 样，保证了变频器的安全 运行。

4． 2 变频起动、运行

( 1) 闭合 SA，K1 ( Y1) 和 K2 ( Y2) 分别自 动闭合，K1 先于 K2 0． 2 s 闭合，变频器输入端 Ｒ、 S、T 和输出端 U、V、W 主电路接通。

( 2) 按下 SB1，FWD 和 CM 回路接通，电动机 按变频器所设置的加速时间加速至外置电位器给定的频率运行。变频器控制面板运行指示灯亮，显示 信息为 “ＲUN”。 

4． 3 变频运行停止

(1) 按下停止按钮 SB2，端子 X1 和端子 CM 回路断开，X1 自保持选择解除，电动机按变频器 所设置的减速时间减速至停止频率后停止运行。变 频器控制面板运行指示灯熄灭，显 示 信 息 为 “STOP ”， 运行频率显示为闪烁的频 率设置 值( 50． 00 Hz) 。

( 2) 如果要重新起动，只需按下 SB1 即可。

4． 4 变频转工频运行 

       当变频器运行至 50 Hz 后，将 SA 置于断路， 断开端子 X2 和端子 CM 回路。Y1、Y2 同时停止 输出，K1 和 K2 主触头立即同时复位断开，经 H13 所设定的时间后 Y3 自动接通，K3 闭合，旁路主 电源接通，电动机工频运行。此时，变频器控制面 板运行指示灯亮，显示信息为 “ＲUN”，运行频率 显示为 “0． 00 Hz”。

  4． 5 工频运行停止 

        按下 SB2，端子 X1 和端子 CM 回路断开，X1 自保持选择解除，K3 立即断开，工频运行停止， 电动机按自由旋转方式惯性停机。此时，变频器控 制面板运行指示灯熄灭，显示信息为 “STOP”，运 行频率显示为闪烁的频率设置值 ( 50． 00 Hz) 。

4． 6 工频直接起动

       将 SA 置于断路，按下 SB1 即可全压直接起动电动机。 由于工频起动时的堵转电流为电动机额定电流 的 6 ～ 7 倍，变频起动时堵转电流为电动机额定电 流的 1． 25 ～ 2． 0 倍，硬起动都将产生较大的机械冲 击电流。起动时应尽量采用变频软起动。 4． 7 工频转变频运行 

( 1) 当电动机处于工频运行时，将 SA 置于闭 合位置，K3 断开。然后，K1 和 K2 分别自动闭合， 变频器输入端 Ｒ、S、T 和输出端 U、V、W 主电路 接通。经 H13 所设置的时间后，变频器输出端 U、 V、W 直接输出 50 Hz。

( 2) 如果外置电位器设置的频率不是 50 Hz， 变频器在输出 50 Hz 后，降频或升频至电位器所设 置的频率连续运行，即无论电位器设置的频率是多 少，变频器都将以 50 Hz 的频率接通电动机，然后 再从 50 Hz 升频或降频至电位器设置的频率连续 运行。 变频工频转换运转时序记录如图 2 所示。 图 2 中，t1 为 0． 2 s + H13 设置值，t2 为 0． 2 s + 主电路运转准备过程结束时间，t3 为0． 2 s + H13 设置值。

5 变频器主电源的连接 

在电路设计时，即使不连接变频器警报总输出 30A、30B、30C端子，当变频器检测到有故障时，报警后也能自动完成变频转工频运行，并停止变频 输出。 如果不使用 K1 供给变频器的主电源，而采用 断路器为变频器直接供电，指令序列也能正常动 作，也能自动完成变频转工频运行，并停止变频 输出。 在使用 K1 供给变频器主电源的情况下，应将 控制电源辅助输入端子 Ｒ0、T0 连接于 K1 主触头 上端，以保证变频器控制电源始终有电。

6 保护功能

        ( 1) 当电路、电动机及变频器发生短路、过载 故障 时，QF1、QF2 断 开，切断主电路及 控 制 电路。

      （ 2) 当变频器检测出变频器及电动机发生故障 时，变频器报警并停止输出，电动机自动转换为工频 运行。在工频运行时，变频器只起控制作用。

       ( 3) 当电动机工频运行时发生故障，电动机保 护器的 95、96 端子断开，X3 端子得到外部故障指 令，切断 K3 回路，电动机停止运行，变频器显示报 警信号“0h2”。 故障排除以后，如需要复位，则须先将电动机保 护器复位，然后按下控制面板的复位键，使变频器恢 复正常。

       ( 4) 变频器发生警报时，指令序列还能动作，但 在变频器内部严重故障的情况下，有可能不能正常 动作。所以在重要的设备上，应在外部设计能够紧 急切换工频运行的电路。