任務五FR-E700變頻器的安裝和接線1課件

機電工程系王文華設計三相異步電動機7段速運行的PLC變頻器綜合控制任務機電工程系王文華設計三相異步電動機7段速運行1PLC與變頻器的綜合控制三相交流異步電動機的異步轉速n=(1-S)60f/p，可通過變極、變轉差率和變頻進行調節(jié)，在轉差率S變化不大的情況下，電動機的轉速n與電源頻率f成正比，若均勻地改變電源頻率f，則能平滑的改變電動機的轉速n.PLC與變頻器的綜合控制三相交流異步電動機的異步轉速2變頻器的發(fā)展及應用范圍

長期以來，異步電動機在調速方面一直處于性能不佳的狀態(tài)。雖然改變定子側的電流頻率就可以調節(jié)轉速，是由異步電動機的基本原理所決定的，是和異步電動機“與生俱來”的。然而，異步電動機誕生于19世紀80年代，而變頻調速技術發(fā)展到迅速普及的實用階段，卻是在20世紀80年代.是什么原因使變頻調速技術從愿望到實現經歷了長達百年之久呢？首先，從目前迅速普及的“交-直-交”變頻器的基本結構來看，“交→直”（由交流變直流）的整流技術是很早就解決了的。而“直→交”（由直流變交流）的逆變過程實際是不同組合的開關交替地接通和關斷的過程，它必須依賴于滿足一定條件的開關器件。變頻器的發(fā)展及應用范圍

長期以來，異步電動機在調速方面一直處3變頻器的發(fā)展及應用范圍直至20世紀70年代，電力晶體管（GTR）的開發(fā)成功，才比較滿意地滿足了上述條件，從而為變頻調速技術的開發(fā)、發(fā)展和普及奠定了基礎。20世紀80年代，又進一步開發(fā)成功了絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）其工作頻率比GTR提高了一個數量級，從而使變頻調速技術又向前邁進了一步。目前，中小容量的新系列變頻器中的逆變部分，已基本上被IGBT壟斷了。變頻器的發(fā)展及應用范圍直至20世紀70年代，電力晶體管（GT4變頻器的概念：是一種將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可調的交流電，以供給電動機運轉的電源裝置。

變頻器的概念：是一種將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可5變頻器分類：按變頻的原理分類(1)交－交變頻器(2)交－直－交變頻器先將頻率固定的交流電整流后變成直流，再經過逆變電路，把直流電逆變成頻率連續(xù)可調的三相交流電，由于把直流電逆變成交流電較易控制，因此在頻率的調節(jié)范圍，以及變頻后電動機特性的改善等方面，都具有明顯的優(yōu)勢，目前使用最多的變頻器均屬于交－直－交變頻器。

變頻器分類：按變頻的原理分類6變頻器分類：2)按變頻器的用途分類(1)專用變頻器專用變頻器是針對某一種（類）特定的控制對象而設計的，這種變頻器均是在某一方面的性能比較優(yōu)良。如前述的風機、水泵用變頻器、電梯及起重機械用變頻器、中頻變頻器等。(2)通用變頻器通用變頻器是變頻器家族中，數量最多，應用最廣泛的一種，也是我們講解的主要品種。而大容量變頻器主要用于冶金工業(yè)的一些低速場合。變頻器分類：2)按變頻器的用途分類7通用型變頻器變頻調速控制方式通用型變頻器必須使變頻后電動機的機械特性符合生產機械的要求。因此這種變頻器功能較多，價格也較貴?？刂品绞匠薞/F控制，還使用了矢量控制技術。因此，在各種條件下均可保持系統(tǒng)工作的最佳狀態(tài)。除此之外，高性能的變頻器還配備了各種控制功能如：PID調節(jié)、PLC控制、PG閉環(huán)速度控制等，為變頻器和生產機械組成的各種開、閉環(huán)調速系統(tǒng)的可靠工作提供了技術支持。通用型變頻器變頻調速控制方式通用型變頻器必須使變頻后電動機的8三菱變頻器FR－E540外形三菱變頻器FR－E540外形9三菱變頻器FR－E540的端子板三菱變頻器FR－E540的端子板10任務五FR-E700變頻器的安裝和接線1課件11三菱變頻器FR－E540端子接線圖

三菱變頻器FR－E540端子接線圖12◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎L1L2L3○○○○○○○○○○○○PC直流24V輸出和外部晶體管公共端子正轉啟動反轉啟動STFSTR高速中速低速｛多段速度選擇RHRMRL輸出停止復位公共輸入端●●●●●●●●●MRSRES○10(+5V)2DC0-5VDC0-10V切換5(模擬信號公共端)123頻率設定器1/2W1KΩDC4-20mA(+)4(DC4-20mA)⌒PU接口(RS-485)IM電機短路片采用提高功率因數的直流電抗器時,請卸去這個短接片SDUVWP1＋PR－ABC異常輸出NFBMC3相交流電源RUNFUSE運行頻率檢測集電極開路輸出公共端集電極開路輸出}AM5(+)模擬信號輸出(-)(DC0-10V)◎◎接地主回路端子控制回路輸出端子控制回路輸入端子●◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎L1L2L3○○○○○○○○○○○○PC13變頻器的接線端子主要分為兩大類，

主回路端子和控制回路端子。

主回路接線端子排列圖如下變頻器的接線端子主要分為兩大類，

主回路端子和控制回路端子。14

主回路接線端子及外接選件端子

1．主回路接線端子（1）L1.L2.L3(R．S．T)工頻交流電輸入端子（2）U．V．W變頻器輸出端子,接三相異步電動機。2．外接選件及其它端子（1）P/+、PR外接制動電阻端子。變頻器內部裝有制動電阻，聯接在P/+、PR之間。出廠時已用短路片連接PR-PX，使用時拆下PR-PX之間的短路片，在P/+、PR之間接入制動電阻。（2）P/+、N/-外接制動單元端子。連接FR-BU型制動單元或電源再生單元。（3）P/+、P1外接電抗器端子。為提高功率因數和抗電磁干擾，可外接電抗器。使用時，折下P/+和P1之間的短路片。（4）PR、PX內部制動回路端子。用短路片將PR和PX連接時，內部制動有效。（5）接地端子安全和降低噪聲的需要，防止漏電和干擾，必須可靠接地。主回路接線端子及外接選件端子

1．主回路接線端子153.控制回路接線端子排列圖如下：3.控制回路接線端子排列圖如下：16控制回路接線端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端子。1．控制信號輸入端子（1）基本開關控制信號(數字量)輸入端子①STF正轉啟動端子。當STF閉合（ON）時正轉，斷開（OFF）時停止。②STR反轉啟動端子。（2）可編程控制信號端子①RH.、RM.、RL多檔轉速選擇端子。通過三個端子的不同組合，可選擇多檔轉速控制。此端子通過參數設置可有第二功能。②RT第二加/減速時間選擇端子。當RT處于閉合（ON）時選擇第二加速時間。（3）功能設定端子①MRS輸出停止端子。當MRS處于閉合（ON）20ms以上時，變頻器輸出停止。用于電磁抱閘停止電動機或在系統(tǒng)發(fā)生故障時停止變頻器的輸出。②RES復位端子。RES閉合（ON）0.1s以上然后斷開，用于解除保護電路的保護狀態(tài)。⑤SD輸入信號公共端子（漏型）。⑥PC輸入信號公共端子（源型）。控制回路接線端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端17控制回路接線端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端子?？刂菩盘栞斎攵俗樱?）模擬頻率給定信號端子①10E頻率設定電源DC10V端子，允許負載電流10mA。②10頻率設定電源DC5V端子，允許負載電流10mA。③2模擬電壓頻率設定端子。輸入DC0～5V或0～10V時，所對應的變頻器輸出頻率為0～fmax，輸入電壓與變頻器輸出頻率成比例關系。④4模擬電流頻率設定端子。輸入DC4～20mA電流時，所對應的變頻器輸出頻率為0～fmax，輸入電流與變頻器輸出頻率成比例關系。⑤1輔助頻率設定端子。⑥5頻率設定公共端子?？刂苹芈方泳€端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端18控制信號輸出端子

控制信號輸出端子可分為報警信號輸出端子和測量信號輸出端子。

控制信號輸出端子

控制信號輸出端子可分為報警信號輸出端子和測19使用變頻器之前，首先要熟悉它的面板顯示和鍵盤操作單元，按照使用現場的要求合理設下參數。其操作面板如圖所示，其上半部為面板顯示器，下半部為各種按鍵。使用變頻器之前，首先要熟悉它的面板顯示和鍵盤操作單元，按照使20掌握三菱FR-A540變頻器面板操作技能，學會功能及參數的設置。表1操作面板各按鍵功能按鍵說明RUN鍵正轉運行指令鍵。MODE鍵可用于選擇操作模式或設定模式SET鍵用于確定頻率和參數的設定↑／↓鍵用于連續(xù)增加或降低運行頻率。FWD鍵用于給出正轉指令。REV鍵用于給出反轉指令。STOP/RESET鍵用于停止運行/保護功能動作輸出停止時復位變頻器。掌握三菱FR-A540變頻器面板操作技能，學會功能及參數的設21FR-DU04操作面板單位及運行狀態(tài)表示見表2。

表2操作面板單位表示表示說明Hz表示頻率，燈亮。A表示電流時，燈亮。RUN變頻器運行時燈亮；正轉時：燈亮，反轉時：閃亮。MON監(jiān)控顯示模式時燈亮。PUPU操作模式時燈亮。EXT外部操作模式時燈亮。FR-DU04操作面板單位及運行狀態(tài)表示見表2。

表2操作221.用MODE鍵切換各種模式（1）按要求連接電源線和輔助設備，接線完成后檢查是否正確，然后合上空氣開關，接通變頻器電源。（2）接通電源后，顯示屏進入顯示模式。（3）按下圖中的操作步驟，認真領悟MODE鍵的作用。按下MODE鍵，有五種可供用戶選擇的功能模式，分別是：顯示模式、頻率設定模式、參數設定模式、運行模式和幫助模式。1.用MODE鍵切換各種模式（1）按要求連接電源線和輔助設23

3.功能運行模式顯示的改變方法如圖所示。3.功能運行模式顯示的改變方法如圖所示。244.監(jiān)控顯示

監(jiān)控顯示運行中也可改變，改變方法如圖所示。

4.監(jiān)控顯示

監(jiān)控顯示運行中也可改變，改變方法如圖所示25

5.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行頻率。設置步驟如圖4所示。5.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行265.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行頻率。設置步驟如圖4所示。1.接通變頻器電源，LED顯示屏顯示“OOO”；2.按MODE鍵，切換到頻率設定模式；3.按鍵“上下”鍵（可調整頻率數值），使給定頻率升/降到所要求的數值；4.按SET鍵，寫入給定頻率；5.按FWD或REV鍵，變頻器的輸出頻率按所設置的升/降速時間開始上升或下降到給定頻率，電動機的運行方向由FWD與REV鍵決定。5.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行頻276.參數設定

在操作變頻器時，通常要根據負載和用戶的要求向變頻器輸入一些指令，如上限和下限頻率的大小，加速和減速時間的長短等等。另外，要完成某種功能，例如采用組合操作方式，也要輸入相應的指令。(1)如果須將操作模式設定為PU操作模式，即Pr.79＝1可按以下步驟進行：1)按[MODE]鍵改變設定模式，使顯示器顯示為“參數設定模式”。2)按[SET]鍵和鍵設定Pr.79=1。3)按[SET]鍵1.5s寫入設定。如果此時顯示器交替顯示參數號即Pr.79和參數1，則表示參數設定成功。否則設定失敗，須重新設定。設置步驟如圖5所示。6.參數設定

在操作變頻器時，通常要根據負載和用戶的要求向變286.參數設定

6.參數設定

296.參數設定6.參數設定306.參數設定如上圖所示，為功能與參數模式設置流程圖。同學們先熟悉流程，然后再行操作。（1）按下MODE鍵，切換到參數設定模式，按SET鍵，LED中的最高位閃爍；（2）按SET鍵，LED中間位閃爍；（3）按“上下”鍵（可選擇數字0～9），選擇“7”，按SET鍵，寫入“7”，最低位閃爍；（4）按“上下”鍵（可選擇數字0～9），選擇“9”，既Pr.79,完成了操作模式選擇；（5）按SET鍵，選擇參數設定值“1”，按SET鍵，寫入“1”，完成了面板操作模式選擇。6.參數設定如上圖所示，為功能與參數模式設置流程圖。同學們先316、操作模式的切換如圖

6、操作模式的切換如圖327、幫助模式操作如圖77、幫助模式操作如圖7335種操作模式通過參數Pr.79來控制實現1.外部操作模式外部操作模式通常在出廠時已經設定。也可通過功能與參數設定Pr.79=2來實現。特點：啟動信號：外接啟動開關控制頻率信號：由外部電位器來控制如圖所示為外部操作電路。外接啟動開關與變頻器正轉STF、反轉STR連接。頻率設定電位器與變頻器的10、2、5端子相連接。可輸入DC0～10V、DC0～5V模擬電壓信號或DC4～20mA的模擬電流信號控制變頻器輸出頻率，DC10V、DC5V、DC20mA所對應的變頻器輸出的最高頻率。5種操作模式通過參數Pr.79來控制實現1.外部操作模式342.面板PU操作模式設定Pr.79=1來實現。特點：啟動信號：由操作面板控制頻率信號：由操作面板控制2.面板PU操作模式設定Pr.79=1來實現。353組合操作模式1

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可按下列兩種方法中任意一種操作來控制變頻器。

啟動信號用外部信號設定

啟動信號用外部信號設定，采用按扭，繼電器、PLC等指令電器控制正轉STF和反轉STR。頻率信號由面板PU操作設定。這種模式的功能與參數設定通過Pr.79=3來實現。

3組合操作模式1

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可按364.組合操作模式2

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可按下列兩種方法中任意一種操作來控制變頻器。

啟動信號用控制面板PU設定啟動信號用控制面板PU設定，采用外部頻率設定電位器設定頻率。這種模式的功能與參數設定通過Pr.79=4來實現。4.組合操作模式2

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可375.計算機通訊模式

通過RS-485接口電路和通訊電纜可將變頻器的PU接口與PLC、數字化儀表和計算機（稱為上位機）相連接，實現數字化控制。當上位機的通訊接口為RS232電路時，應加接一個RS232與RS485的轉換器。計算機通訊模式可通過功能與參數設定Pr.79=6來實現。5.計算機通訊模式

通過RS-485接口電路和通訊電纜可將變38實訓著手點PLC控制程序的編寫仿真

FR-E700變頻器

參數設置PLC與變頻器的結合應用實訓著手點39項目一

PLC控制系統(tǒng)

PLC控制程序的編寫仿真

我們要利用PLC的對外輸出點來控制變頻器的外部接線端子的通與斷，從而達到對電動機運動速度的控制，那么編寫正確的控制程序是達到要求的主要手段之一。一>.輸入/輸出地址表二>.控制程序的編寫三>.程序的仿真四>.程序設計點評項目一

PLC控制系統(tǒng)

PLC控制程序的編寫仿真40項目二

變頻器的使用訓練二.三菱FR-E700變頻器

任務一簡介:該變頻器額定電壓等級為三相400V，適用電機容量0.75kW及以下的電動機。a)FR-E700變頻器外觀（b）變頻器型號定義項目二

變頻器的使用訓練二.三菱FR-E700變頻器41任務二變頻器常用端子名稱及功能STF

（STF信號ON時為正轉、OFF時為停）存放用戶的應用程序RH.RM.RL（用RH、RM和RL信號的組合可以選擇多段速度）STR

（STR信號ON時為反轉、OFF時為停止指令。）二、三、項目二

變頻器的使用訓練一、任務二變頻器常用端子名稱及功能STF（STF信號ON時42任務三FR-E700型變頻器的使用訓練一）、FR-E700系列的操作面板

使用變頻器之前，首先要熟悉它的面板顯示和鍵盤操作單元（或稱控制單元），并且按使用現場的要求合理設置參數。

項目二

變頻器的使用訓練任務三FR-E700型變頻器的使用訓練項目二

變頻器的使用43二）.參數的設定

變頻器參數的出廠設定值被設置為完成簡單的變速運行。如需按照負載和操作要求設定參數，則應進入參數設定模式，先選定參數號，然后設置其參數值。設定參數分兩種情況，一種是停機STOP方式下重新設定參數，這時可設定所有參數；另一種是在運行時設定，這時只允許設定部分參數，是可以核對所有參數號及參數。圖四是參數設定過程的一個例子，所完成的操作是把參數Pr.1（上限頻率）從出廠設定值120.0Hz變更為50.0Hz，假定當前運行模式為外部/PU切換模式（Pr.79=0）。

項目二

變頻器的使用訓練二）.參數的設定項目二

變頻器的使用訓練44參數設定實示例圖：項目二

變頻器的使用訓練參數設定實示例圖：項目二

變頻器的使用訓練451、輸出頻率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18）為了限制電機的速度，應對變頻器的輸出頻率加以限制。用Pr.1“上限頻率”和Pr.2“下限頻率”來設定，可將輸出頻率的上、下限鉗位。2、加減速時間（Pr.7、Pr.8、Pr.20、Pr.21）Pr.7加速時間5S0～3600/360sPr.8減速時間5S0～3600/360s3、多段速運行模式的操作項目二

變頻器的使用訓練1、輸出頻率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18）為了限制46任務四通過模擬量輸入（端子2、4）設定頻率變頻器的頻率設定，除了用PLC輸出端子控制多段速度設定外，也有連續(xù)設定頻率的需求。例如在變頻器安裝和接線完成進行運行試驗時，常常用調速電位器連接到變頻器的模擬量輸入信號端進行連續(xù)調速試驗。此外，在觸摸屏上指定變頻器的頻率，則此頻率也應該是連續(xù)可調的。需要注意的是，如果要用模擬量輸入（端子2、4）設定頻率，則RH、RM、RL端子應斷開，否則多段速度設定優(yōu)先項目二

變頻器的使用訓練任務四項目二

變頻器的使用訓練47任務五FR-E700變頻器的安裝和接線1）.主電路接線圖項目二

變頻器的使用訓練三菱FR-E700系列變頻器中的主電路的通用接線圖任務五FR-E700變頻器的安裝和接線項目二

變頻器的使用482）.控制電路接線圖FR-E700變頻器的控制電路的接線圖項目二

變頻器的使用訓練2）.控制電路接線圖FR-E700變頻器的控制電路的接線圖49項目三綜合應用

PLC與變頻器的綜合應用

變頻器在外部操作模式或組合操作模式2下,變頻器可以通過外接的開關器件的組合通斷改變輸入端子的狀態(tài)來實現。這種控制頻率的方式稱為多段速控制功能。FR-E740變頻器的速度控制端子是RH、RM和RL。通過這些開關的組合可以實現3段、7段的控制。轉速的切換：由于轉速的檔次是按二進制的順序排列的，故三個輸入端可以組合成3檔至7檔（0狀態(tài)不計）轉速。其中，3段速由RH、RM、RL單個通斷來實現。7段速由RH、RM、RL通斷的組合來實現。項目三PLC與變頻器的綜合應用50任務描述三相異步電動機7段速運行的綜合控制

用PLC、變頻器設計一個三相異步電動機7段速運行的綜合控制。其控制要求如下：按下啟動按鈕，電動機按下表設置的頻率進行7段速運行，每隔5秒變化一次速度，最后電動機以45Hz的頻率穩(wěn)定運行，按下停止按鈕，電動機停止工作。7段速1段2段3段4段5段6段7段端子閉合參數號設定值10Hz20Hz25Hz30Hz35Hz40Hz45Hz任務描述三相異步電動機7段速運行的綜合控制用PL51任務分析三相異步電動機7段速運行的綜合控制多段速運行模式的操作7段速1段2段3段4段5段6段7段設定值10Hz20Hz25Hz30Hz35Hz40Hz45Hz端子閉合RHRMRLRM、RLRH、RLRH、RMRH、RM、RH參數號P4P5P6P24P25P26P27任務分析三相異步電動機7段速運行的綜合控制多段速運行模式52任務分析三相異步電動機7段速運行的綜合控制異步電動機7段速運行可采用變頻器的多段速運行來控制，變頻器的多段速運行信號通過PLC的輸出端子來提供，即通過PLC控制變頻器的RH、RM、RL、STR、STF端子的通和斷。將Pr.79設為3，采用外部操作模式與操作面板PU組合操作控制，用操作面板PU設定運行頻率，用外部端子控制電動機的啟動、停止。

任務分析三相異步電動機7段速運行的綜合控制異步電動機7段53任務實施變頻器的參數設定上限頻率P1=50Hz下限頻率P2=0Hz基波頻率P3=50Hz加速時間P7=2.5s減速時間P8=2.5s操作模式P79=3多段速設定（1速）P4=10Hz多段速設定（2速）P5=20Hz多段速設定（3速）P6=25Hz多段速設定（4速）P24=30Hz多段速設定（5速）P25=35Hz多段速設定（6速）P26=40Hz多段速設定（7速）P27=45Hz將STR端子功能選擇設為“復位”功能，即P63=10任務實施變頻器的參數設定上限頻率P1=50Hz54任務實施PLC的I/O分配任務實施PLC的I/O分配55任務實施PLC的接線圖任務實施PLC的接線圖56任務實施PLC的梯形圖任務實施PLC的梯形圖57任務五FR-E700變頻器的安裝和接線1課件58任務實施PLC的系統(tǒng)調試1.變頻器上電，進行變頻器的參數設定。2.梯形圖寫入PLC3.PLC模擬調試，連接好輸入設備，觀察PLC的輸出指示燈是否按要求指示。按下啟動按鈕SB1，PLC輸出指示燈Y0、Y1亮；5s后Y1滅，Y0、Y2亮；再過5s后Y2滅，Y0、Y3亮；再過5s后Y1滅，Y0、Y2、Y3亮；再過5s后Y2滅，Y0、Y1、Y3亮；再過5s后Y3滅，Y0、Y1、Y2亮；再過5s后Y0、Y1、Y2、Y3亮；任何時候按下停止按鈕SB2，Y0-Y3都熄滅，Y4閃一下。任務實施PLC的系統(tǒng)調試1.變頻器上電，進行變頻器的59任務實施PLC的系統(tǒng)調試4.空載調試，將PLC與變頻器連接好，但不接電動機，進行PLC與變頻器的空載調試，通過變頻器的操作面板觀察變頻器的輸出頻率是否符合要求。即按下啟動按鈕SB1，變頻器輸出10Hz，5s后輸出20Hz，以后以5s間隔輸出25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz，任何時候按下停止按鈕SB2，變頻器在2s內減速至停止。若變頻器的輸出頻率不符合要求，檢查變頻器的參數、PLC程序，直至變頻器按要求運行。任務實施PLC的系統(tǒng)調試4.空載調試，60任務實施PLC的系統(tǒng)調試4.系統(tǒng)調試，將PLC與變頻器、電動機全部連接好，進行系統(tǒng)調試，觀察電動機運行是否符合要求。即按下啟動按鈕SB1，變頻器輸出10Hz，5s后輸出20Hz，以后以5s間隔輸出25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz，任何時候按下停止按鈕SB2，電動機在2s內減速至停止。否則，檢查系統(tǒng)接線、變頻器的參數、PLC程序，直至電動機按要求運行。任務實施PLC的系統(tǒng)調試4.系統(tǒng)調試，61機電工程系王文華設計三相異步電動機7段速運行的PLC變頻器綜合控制任務機電工程系王文華設計三相異步電動機7段速運行62PLC與變頻器的綜合控制三相交流異步電動機的異步轉速n=(1-S)60f/p，可通過變極、變轉差率和變頻進行調節(jié)，在轉差率S變化不大的情況下，電動機的轉速n與電源頻率f成正比，若均勻地改變電源頻率f，則能平滑的改變電動機的轉速n.PLC與變頻器的綜合控制三相交流異步電動機的異步轉速63變頻器的發(fā)展及應用范圍

長期以來，異步電動機在調速方面一直處于性能不佳的狀態(tài)。雖然改變定子側的電流頻率就可以調節(jié)轉速，是由異步電動機的基本原理所決定的，是和異步電動機“與生俱來”的。然而，異步電動機誕生于19世紀80年代，而變頻調速技術發(fā)展到迅速普及的實用階段，卻是在20世紀80年代.是什么原因使變頻調速技術從愿望到實現經歷了長達百年之久呢？首先，從目前迅速普及的“交-直-交”變頻器的基本結構來看，“交→直”（由交流變直流）的整流技術是很早就解決了的。而“直→交”（由直流變交流）的逆變過程實際是不同組合的開關交替地接通和關斷的過程，它必須依賴于滿足一定條件的開關器件。變頻器的發(fā)展及應用范圍

長期以來，異步電動機在調速方面一直處64變頻器的發(fā)展及應用范圍直至20世紀70年代，電力晶體管（GTR）的開發(fā)成功，才比較滿意地滿足了上述條件，從而為變頻調速技術的開發(fā)、發(fā)展和普及奠定了基礎。20世紀80年代，又進一步開發(fā)成功了絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）其工作頻率比GTR提高了一個數量級，從而使變頻調速技術又向前邁進了一步。目前，中小容量的新系列變頻器中的逆變部分，已基本上被IGBT壟斷了。變頻器的發(fā)展及應用范圍直至20世紀70年代，電力晶體管（GT65變頻器的概念：是一種將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可調的交流電，以供給電動機運轉的電源裝置。

變頻器的概念：是一種將固定頻率的交流電變換成頻率、電壓連續(xù)可66變頻器分類：按變頻的原理分類(1)交－交變頻器(2)交－直－交變頻器先將頻率固定的交流電整流后變成直流，再經過逆變電路，把直流電逆變成頻率連續(xù)可調的三相交流電，由于把直流電逆變成交流電較易控制，因此在頻率的調節(jié)范圍，以及變頻后電動機特性的改善等方面，都具有明顯的優(yōu)勢，目前使用最多的變頻器均屬于交－直－交變頻器。

變頻器分類：按變頻的原理分類67變頻器分類：2)按變頻器的用途分類(1)專用變頻器專用變頻器是針對某一種（類）特定的控制對象而設計的，這種變頻器均是在某一方面的性能比較優(yōu)良。如前述的風機、水泵用變頻器、電梯及起重機械用變頻器、中頻變頻器等。(2)通用變頻器通用變頻器是變頻器家族中，數量最多，應用最廣泛的一種，也是我們講解的主要品種。而大容量變頻器主要用于冶金工業(yè)的一些低速場合。變頻器分類：2)按變頻器的用途分類68通用型變頻器變頻調速控制方式通用型變頻器必須使變頻后電動機的機械特性符合生產機械的要求。因此這種變頻器功能較多，價格也較貴。控制方式除了V/F控制，還使用了矢量控制技術。因此，在各種條件下均可保持系統(tǒng)工作的最佳狀態(tài)。除此之外，高性能的變頻器還配備了各種控制功能如：PID調節(jié)、PLC控制、PG閉環(huán)速度控制等，為變頻器和生產機械組成的各種開、閉環(huán)調速系統(tǒng)的可靠工作提供了技術支持。通用型變頻器變頻調速控制方式通用型變頻器必須使變頻后電動機的69三菱變頻器FR－E540外形三菱變頻器FR－E540外形70三菱變頻器FR－E540的端子板三菱變頻器FR－E540的端子板71任務五FR-E700變頻器的安裝和接線1課件72三菱變頻器FR－E540端子接線圖

三菱變頻器FR－E540端子接線圖73◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎L1L2L3○○○○○○○○○○○○PC直流24V輸出和外部晶體管公共端子正轉啟動反轉啟動STFSTR高速中速低速｛多段速度選擇RHRMRL輸出停止復位公共輸入端●●●●●●●●●MRSRES○10(+5V)2DC0-5VDC0-10V切換5(模擬信號公共端)123頻率設定器1/2W1KΩDC4-20mA(+)4(DC4-20mA)⌒PU接口(RS-485)IM電機短路片采用提高功率因數的直流電抗器時,請卸去這個短接片SDUVWP1＋PR－ABC異常輸出NFBMC3相交流電源RUNFUSE運行頻率檢測集電極開路輸出公共端集電極開路輸出}AM5(+)模擬信號輸出(-)(DC0-10V)◎◎接地主回路端子控制回路輸出端子控制回路輸入端子●◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎L1L2L3○○○○○○○○○○○○PC74變頻器的接線端子主要分為兩大類，

主回路端子和控制回路端子。

主回路接線端子排列圖如下變頻器的接線端子主要分為兩大類，

主回路端子和控制回路端子。75

主回路接線端子及外接選件端子

1．主回路接線端子（1）L1.L2.L3(R．S．T)工頻交流電輸入端子（2）U．V．W變頻器輸出端子,接三相異步電動機。2．外接選件及其它端子（1）P/+、PR外接制動電阻端子。變頻器內部裝有制動電阻，聯接在P/+、PR之間。出廠時已用短路片連接PR-PX，使用時拆下PR-PX之間的短路片，在P/+、PR之間接入制動電阻。（2）P/+、N/-外接制動單元端子。連接FR-BU型制動單元或電源再生單元。（3）P/+、P1外接電抗器端子。為提高功率因數和抗電磁干擾，可外接電抗器。使用時，折下P/+和P1之間的短路片。（4）PR、PX內部制動回路端子。用短路片將PR和PX連接時，內部制動有效。（5）接地端子安全和降低噪聲的需要，防止漏電和干擾，必須可靠接地。主回路接線端子及外接選件端子

1．主回路接線端子763.控制回路接線端子排列圖如下：3.控制回路接線端子排列圖如下：77控制回路接線端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端子。1．控制信號輸入端子（1）基本開關控制信號(數字量)輸入端子①STF正轉啟動端子。當STF閉合（ON）時正轉，斷開（OFF）時停止。②STR反轉啟動端子。（2）可編程控制信號端子①RH.、RM.、RL多檔轉速選擇端子。通過三個端子的不同組合，可選擇多檔轉速控制。此端子通過參數設置可有第二功能。②RT第二加/減速時間選擇端子。當RT處于閉合（ON）時選擇第二加速時間。（3）功能設定端子①MRS輸出停止端子。當MRS處于閉合（ON）20ms以上時，變頻器輸出停止。用于電磁抱閘停止電動機或在系統(tǒng)發(fā)生故障時停止變頻器的輸出。②RES復位端子。RES閉合（ON）0.1s以上然后斷開，用于解除保護電路的保護狀態(tài)。⑤SD輸入信號公共端子（漏型）。⑥PC輸入信號公共端子（源型）?？刂苹芈方泳€端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端78控制回路接線端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端子?？刂菩盘栞斎攵俗樱?）模擬頻率給定信號端子①10E頻率設定電源DC10V端子，允許負載電流10mA。②10頻率設定電源DC5V端子，允許負載電流10mA。③2模擬電壓頻率設定端子。輸入DC0～5V或0～10V時，所對應的變頻器輸出頻率為0～fmax，輸入電壓與變頻器輸出頻率成比例關系。④4模擬電流頻率設定端子。輸入DC4～20mA電流時，所對應的變頻器輸出頻率為0～fmax，輸入電流與變頻器輸出頻率成比例關系。⑤1輔助頻率設定端子。⑥5頻率設定公共端子。控制回路接線端子分為兩大類，

即控制信號輸入端子和輸出信號端79控制信號輸出端子

控制信號輸出端子可分為報警信號輸出端子和測量信號輸出端子。

控制信號輸出端子

控制信號輸出端子可分為報警信號輸出端子和測80使用變頻器之前，首先要熟悉它的面板顯示和鍵盤操作單元，按照使用現場的要求合理設下參數。其操作面板如圖所示，其上半部為面板顯示器，下半部為各種按鍵。使用變頻器之前，首先要熟悉它的面板顯示和鍵盤操作單元，按照使81掌握三菱FR-A540變頻器面板操作技能，學會功能及參數的設置。表1操作面板各按鍵功能按鍵說明RUN鍵正轉運行指令鍵。MODE鍵可用于選擇操作模式或設定模式SET鍵用于確定頻率和參數的設定↑／↓鍵用于連續(xù)增加或降低運行頻率。FWD鍵用于給出正轉指令。REV鍵用于給出反轉指令。STOP/RESET鍵用于停止運行/保護功能動作輸出停止時復位變頻器。掌握三菱FR-A540變頻器面板操作技能，學會功能及參數的設82FR-DU04操作面板單位及運行狀態(tài)表示見表2。

表2操作面板單位表示表示說明Hz表示頻率，燈亮。A表示電流時，燈亮。RUN變頻器運行時燈亮；正轉時：燈亮，反轉時：閃亮。MON監(jiān)控顯示模式時燈亮。PUPU操作模式時燈亮。EXT外部操作模式時燈亮。FR-DU04操作面板單位及運行狀態(tài)表示見表2。

表2操作831.用MODE鍵切換各種模式（1）按要求連接電源線和輔助設備，接線完成后檢查是否正確，然后合上空氣開關，接通變頻器電源。（2）接通電源后，顯示屏進入顯示模式。（3）按下圖中的操作步驟，認真領悟MODE鍵的作用。按下MODE鍵，有五種可供用戶選擇的功能模式，分別是：顯示模式、頻率設定模式、參數設定模式、運行模式和幫助模式。1.用MODE鍵切換各種模式（1）按要求連接電源線和輔助設84

3.功能運行模式顯示的改變方法如圖所示。3.功能運行模式顯示的改變方法如圖所示。854.監(jiān)控顯示

監(jiān)控顯示運行中也可改變，改變方法如圖所示。

4.監(jiān)控顯示

監(jiān)控顯示運行中也可改變，改變方法如圖所示86

5.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行頻率。設置步驟如圖4所示。5.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行875.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行頻率。設置步驟如圖4所示。1.接通變頻器電源，LED顯示屏顯示“OOO”；2.按MODE鍵，切換到頻率設定模式；3.按鍵“上下”鍵（可調整頻率數值），使給定頻率升/降到所要求的數值；4.按SET鍵，寫入給定頻率；5.按FWD或REV鍵，變頻器的輸出頻率按所設置的升/降速時間開始上升或下降到給定頻率，電動機的運行方向由FWD與REV鍵決定。5.頻率設定

在PU操作模式下用SET鍵和增減鍵設定運行頻886.參數設定

在操作變頻器時，通常要根據負載和用戶的要求向變頻器輸入一些指令，如上限和下限頻率的大小，加速和減速時間的長短等等。另外，要完成某種功能，例如采用組合操作方式，也要輸入相應的指令。(1)如果須將操作模式設定為PU操作模式，即Pr.79＝1可按以下步驟進行：1)按[MODE]鍵改變設定模式，使顯示器顯示為“參數設定模式”。2)按[SET]鍵和鍵設定Pr.79=1。3)按[SET]鍵1.5s寫入設定。如果此時顯示器交替顯示參數號即Pr.79和參數1，則表示參數設定成功。否則設定失敗，須重新設定。設置步驟如圖5所示。6.參數設定

在操作變頻器時，通常要根據負載和用戶的要求向變896.參數設定

6.參數設定

906.參數設定6.參數設定916.參數設定如上圖所示，為功能與參數模式設置流程圖。同學們先熟悉流程，然后再行操作。（1）按下MODE鍵，切換到參數設定模式，按SET鍵，LED中的最高位閃爍；（2）按SET鍵，LED中間位閃爍；（3）按“上下”鍵（可選擇數字0～9），選擇“7”，按SET鍵，寫入“7”，最低位閃爍；（4）按“上下”鍵（可選擇數字0～9），選擇“9”，既Pr.79,完成了操作模式選擇；（5）按SET鍵，選擇參數設定值“1”，按SET鍵，寫入“1”，完成了面板操作模式選擇。6.參數設定如上圖所示，為功能與參數模式設置流程圖。同學們先926、操作模式的切換如圖

6、操作模式的切換如圖937、幫助模式操作如圖77、幫助模式操作如圖7945種操作模式通過參數Pr.79來控制實現1.外部操作模式外部操作模式通常在出廠時已經設定。也可通過功能與參數設定Pr.79=2來實現。特點：啟動信號：外接啟動開關控制頻率信號：由外部電位器來控制如圖所示為外部操作電路。外接啟動開關與變頻器正轉STF、反轉STR連接。頻率設定電位器與變頻器的10、2、5端子相連接。可輸入DC0～10V、DC0～5V模擬電壓信號或DC4～20mA的模擬電流信號控制變頻器輸出頻率，DC10V、DC5V、DC20mA所對應的變頻器輸出的最高頻率。5種操作模式通過參數Pr.79來控制實現1.外部操作模式952.面板PU操作模式設定Pr.79=1來實現。特點：啟動信號：由操作面板控制頻率信號：由操作面板控制2.面板PU操作模式設定Pr.79=1來實現。963組合操作模式1

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可按下列兩種方法中任意一種操作來控制變頻器。

啟動信號用外部信號設定

啟動信號用外部信號設定，采用按扭，繼電器、PLC等指令電器控制正轉STF和反轉STR。頻率信號由面板PU操作設定。這種模式的功能與參數設定通過Pr.79=3來實現。

3組合操作模式1

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可按974.組合操作模式2

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可按下列兩種方法中任意一種操作來控制變頻器。

啟動信號用控制面板PU設定啟動信號用控制面板PU設定，采用外部頻率設定電位器設定頻率。這種模式的功能與參數設定通過Pr.79=4來實現。4.組合操作模式2

外部操作模式與控制面板PU組合操作，可985.計算機通訊模式

通過RS-485接口電路和通訊電纜可將變頻器的PU接口與PLC、數字化儀表和計算機（稱為上位機）相連接，實現數字化控制。當上位機的通訊接口為RS232電路時，應加接一個RS232與RS485的轉換器。計算機通訊模式可通過功能與參數設定Pr.79=6來實現。5.計算機通訊模式

通過RS-485接口電路和通訊電纜可將變99實訓著手點PLC控制程序的編寫仿真

FR-E700變頻器

參數設置PLC與變頻器的結合應用實訓著手點100項目一

PLC控制系統(tǒng)

PLC控制程序的編寫仿真

我們要利用PLC的對外輸出點來控制變頻器的外部接線端子的通與斷，從而達到對電動機運動速度的控制，那么編寫正確的控制程序是達到要求的主要手段之一。一>.輸入/輸出地址表二>.控制程序的編寫三>.程序的仿真四>.程序設計點評項目一

PLC控制系統(tǒng)

PLC控制程序的編寫仿真101項目二

變頻器的使用訓練二.三菱FR-E700變頻器

任務一簡介:該變頻器額定電壓等級為三相400V，適用電機容量0.75kW及以下的電動機。a)FR-E700變頻器外觀（b）變頻器型號定義項目二

變頻器的使用訓練二.三菱FR-E700變頻器102任務二變頻器常用端子名稱及功能STF

（STF信號ON時為正轉、OFF時為停）存放用戶的應用程序RH.RM.RL（用RH、RM和RL信號的組合可以選擇多段速度）STR

（STR信號ON時為反轉、OFF時為停止指令。）二、三、項目二

變頻器的使用訓練一、任務二變頻器常用端子名稱及功能STF（STF信號ON時103任務三FR-E700型變頻器的使用訓練一）、FR-E700系列的操作面板

使用變頻器之前，首先要熟悉它的面板顯示和鍵盤操作單元（或稱控制單元），并且按使用現場的要求合理設置參數。

項目二

變頻器的使用訓練任務三FR-E700型變頻器的使用訓練項目二

變頻器的使用104二）.參數的設定

變頻器參數的出廠設定值被設置為完成簡單的變速運行。如需按照負載和操作要求設定參數，則應進入參數設定模式，先選定參數號，然后設置其參數值。設定參數分兩種情況，一種是停機STOP方式下重新設定參數，這時可設定所有參數；另一種是在運行時設定，這時只允許設定部分參數，是可以核對所有參數號及參數。圖四是參數設定過程的一個例子，所完成的操作是把參數Pr.1（上限頻率）從出廠設定值120.0Hz變更為50.0Hz，假定當前運行模式為外部/PU切換模式（Pr.79=0）。

項目二

變頻器的使用訓練二）.參數的設定項目二

變頻器的使用訓練105參數設定實示例圖：項目二

變頻器的使用訓練參數設定實示例圖：項目二

變頻器的使用訓練1061、輸出頻率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18）為了限制電機的速度，應對變頻器的輸出頻率加以限制。用Pr.1“上限頻率”和Pr.2“下限頻率”來設定，可將輸出頻率的上、下限鉗位。2、加減速時間（Pr.7、Pr.8、Pr.20、Pr.21）Pr.7加速時間5S0～3600/360sPr.8減速時間5S0～3600/360s3、多段速運行模式的操作項目二

變頻器的使用訓練1、輸出頻率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18）為了限制107任務四通過模擬量輸入（端子2、4）設定頻率變頻器的頻率設定，除了用PLC輸出端子控制多段速度設定外，也有連續(xù)設定頻率的需求。例如在變頻器安裝和接線完成進行運行試驗時，常常用調速電位器連接到變頻器的模擬量輸入信號端進行連續(xù)調速試驗。此外，在觸摸屏上指定變頻器的頻率，則此頻率也應該是連續(xù)可調的。需要注意的是，如果要用模擬量輸入（端子2、4）設定頻率，則RH、RM、RL端子應斷開，否則多段速度設定優(yōu)先項目二

變頻器的使用訓練任務四項目二

變頻器的使用訓練108任務五FR-E700變頻器的安裝和接線1）.主電路接線圖項目二

變頻器的使用訓練三菱FR-E700系列變頻器中的主電路的通用接線圖任務五FR-E700變頻器的安裝和接線項目二

變頻器的使用1092）.控制電路接線圖FR-E700變頻器的控制電路的接線圖項目二

變頻器的使用訓練2）.控制電路接線圖FR-E700變頻器的控制電路的接線圖110項目三綜合應用

PLC與變頻器的綜合應用

變頻器在外部操作模式或組合操作模式2下,變頻器可以通過外接的開關器件的組合通斷改變輸入端子的狀態(tài)來實現。這種控制頻率的方式稱為多段速控制功能。FR-E740變頻器的速度控制端子是RH、RM和RL。通過這些開關的組合