变频器使用4~20mA电流信号的原因

变频器使用4~20mA电流信号的原因主要有以下几点：

一、传输稳定性与精度

 

长距离传输的稳定性：在工业自动化中，现场与控制室之间的距离可能较远，连接电线的电阻也会相应增大。如果使用电压源信号进行远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压作用，会导致较大的误差。而使用恒电流源信号（如4~20mA）进行远传时，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度和稳定性。

 

二、安全性

 

低电流火花安全：安全火花仪表只能采用低电压、低电流的设计。20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯等易燃物质，因此在需要防爆的工业环境中，使用4~20mA电流信号更为安全。

 

三、实用性

 

负载与连接距离：4~20mA电流信号的选择还考虑了生产现场仪表之间的连接距离和所带负载等因素。这种信号范围能够在各种实际工况下提供稳定可靠的传输。

 

四、功耗与成本

 

低功耗与成本效益：从功耗和成本的角度来看，4~20mA电流信号对电子元件的要求相对较低，同时供电功率也较低，有助于降低整个系统的运行成本。

 

五、故障识别与诊断

 

“活零点”设计：4~20mA电流信号的起点设为4mA，这不仅是变送器的静态工作电流，还使得仪表电气零点不与机械零点重合。这种“活零点”设计有利于识别断电和断线等故障情况，提高了系统的可靠性和可维护性。

 

六、与其他系统的兼容性

 

广泛兼容性：4~20mA电流信号已成为工业自动化领域的标准信号之一，因此变频器采用这种信号可以与其他采用相同信号的设备和系统进行无缝连接和兼容。

 

综上所述，变频器使用4~20mA电流信号主要是基于传输稳定性与精度、安全性、实用性、功耗与成本以及故障识别与诊断等多方面的考虑。这种信号范围在工业自动化领域具有广泛的应用和重要的意义。