摘要：变频器在现代工业生产中应用广泛。主要讲述西门子变频器工作原理和参数设置，并通过不同操作模式对电动机的速度进行控制。

    0 引言
    变频器集成了大功率晶体管技术和电子控制技术，使复杂的调速控制简单化，用变频器对三相交流异步电动机进行调速，具有体积小、维修率低、操作方便等优点，在自动化生产线、电梯、恒压供水等系统中，得到了广泛应用。

    1 通用变频器简介
    当三相交流异步电动机绕组电源的频率为f电机磁极对数为P，转差率为，时，异步电动机的转速n=60f（1-s）lp。通常采用通用变频器对电机的电源频率f进行调节，从而对电动机进行调速。通用变频器由整流器、中间直流环节、逆变器和控制回路组成。其中，整流器通过整流桥对50 Hz的外部电源进行整流；中间直流环节由大容量的电解电容或电感组成，对整流器输出的直流电源进行平滑，得到高质量的直流电源；逆变器是变频器最重要的部分，在控制回路的作用下将中间直流环节输出的高质量直流电源转换为频率和电压都可以任意调节的交流电源。为保证交流电机内磁通量不变，变频的同时必须要变压，通常采用U/F变频调速方式。
    MM420系列变频器是西门子公司近期的通用变频器产品，电源电压为380V，额定功率为750 W，其外形尺寸为A型，采用基本操作板（BOP）作为操作面板，如图1所示。拆卸盖板后可以看到变频器的接线端子，其中DIN1～DIN3（5～7）为数字输入点，通过指定DIN 1～DIN3的状态与功能，实现电动机的多段调速；AIN ＋AIN-（3、4）为模拟输入点，外接一4.7 kΩ的滑动变阻器，旋动电位器即可实现电机速度连续控制。

    2 西门子变频器的常用参数
    对变频器的内部参数进行设置即可对电动机进行调速。在实际使用中，变频器不能正常工作的原因往往是参数设置不当，为了充分发挥变频器的性能，对其参数进行合理设置非常关键。西门子变频器的参数有上千个，并且每个参数都有多个设定值可供选择，为了能快速访问指定参数，西门子MM420变频器内可将参数分类，把不需要访问的参数类别屏蔽掉。其中，P0004为参数过滤器，将P0004的值设定好后，在LCD上只能访问到P0004设定值所指定类别的参数。将P0004=2时，只能访问到变频器参数。P0003用于定义用户访问参数组的权限等级，1为标准级，2为扩展级，3为专家级，4为维修级。设置为标准级时，可以访问最经常使用的参数，对于大多数简单的应用对象，可以满足要求；设置为扩展级时，允许扩展访问参数的范围，例如变频器的I/O功能。P0010为调试参数过滤器，其功能是过滤与调试相关的参数，筛选出那些与特定功能组相关的参数，设置为1时可进行快速调试。
    对电动机进行速度控制时，经常需要设置一些参数。P0700用于指定命令源，设置为1时，变频器的启停及频率调节由BOP键盘设置；设置为2时，由外部端子控制。P1000用于选择频率设定值的信号源，设置为1值时，选择基本操作板（BOP）的按键指定输出频率；设置为2时，输出频率由模拟输入端子AIN＋、AIN－两端的模拟电压设定，用于连续调速；设置为3时，输出频率由数字输入端子DIN 1～DIN3的状态指定，用于多段调速。P0701～P0703用来确定数字输入端子DIN 1～DIN3功能，设置为16时，一个数字输入选择一个固定频率，如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和。

    3 变频器的不同操作模式
    西门子变频器通常有两种操作模式，操作面板控制模式和外部端子控制模式。不管采用哪种模式，为了避免之前设置的参数对电动机造成影响，在设置参数之前都需要将变频器复位，即设置P0010=30、P0970=1，等待60s即可将全部参数复位为默认值。另外，变频器对电动机进行调速，首先应当与电动机的参数匹配，否则会出现R0922这样的错误代码。这就要求按照电动机铭牌上的规格数据对变频器进行快速调试，设置P0010=1，之后会访问到与电机相关的参数。如P0304是电动机的额定电压；P0305是额定电流；P0307是额定功率；P0310是额定频率；P0311是额定转速。

    3.1基本操作面板（BOP ）操作模式
    采用面板操作模式控制电动机运行时，应先设置P0700=1、P1000=1。按下绿色启动键，变频器启动，电动机运转；按下箭头键，电动机反向运行；按下红色停止键，变频器停止运行，电机将按照选定的斜坡下降频率减速停转；停转后，按下jog键，电动机点动运行，变频器运行时，按jog键不起作用。FN键为功能键，用于浏览辅助信息，短时间按下此键，可立即跳转到r00000 P键为参数访问键。先按FN键，再按P键，可看到变频器的输出频率值，按下数值增加三角键，电机转速连续增加，最大增至50 Hz；按下数值减少三角键，电机转速逐渐减慢。面板操作模式简单方便，在参数设置较少的小型控制系统中应用较多。
    3.2外部端子操作模式
    通常采用外部端子操作模式对电动机进行多段调速。如要求电机能正反转，并能实现高、中、低三种速度运行，其运行频率分别是40 Hz、25 Hz和15 Hz。首先将P0700=2，选择命令源为外部端子；将P1000=3，频率给定输入方式设置为固定频率值。对电机进行多段调速，还需要设置数字输入端子DIN1～DIN3的状态，这就需要访问变频器的1/0相关的设置参数（P701-703），由于P701～703属于“命令、二进制I/O，参数组，需先设置P0004=7。之后，将DIN1和DIN2的功能设置为固定频率设定值（直接选择＋ON），即P0701和P0702设置为16；将DIN3的功能设置为接通时反转，即P0703=12。要确定多段速度值，需设置两个固定频率值，将P1001=25、P1002=15，由于这两个参数属于设定值通道和斜坡函数发生器参数组，故需先设置P0004=10。这样当数字输入点DIN 1为高电平，DIN2和DINS为低电平时，电动机以25 Hz的频率中速正转；当DIN2为高电平，DIN I和DIN3为低电平时，电动机以15 Hz的频率低速正转；当DIN I和DIN2为高电平，DIN3为低电平时，电动机以40 Hz的频率高速正转；当DIN3为高电平时，电动机反转。

    4 结束语
    本文主要介绍了西门子变频器MM420的常用参数以及如何通过操作面板和外部端子对电动机进行调速控制，在自动化领域的应用广泛。