變頻技術與應用第9章概要

內(nèi)容提要與學習要求駕馭三菱FR-A700系列變頻器的功能預置；通過實訓，駕馭變頻器在不同模式下的運行特點；了解并駕馭變頻器帶負載狀況下的各種運行特點第9章變頻調(diào)速技術實訓實訓1變頻器的結(jié)構(gòu)和功能預置1．實訓目的（1）熟悉變頻器的結(jié)構(gòu)，了解各部分的作用。（2）熟悉變頻器的端子功能，駕馭變頻器的接線方法。（3）熟悉變頻器參數(shù)設定的方法。（4）駕馭變頻器正式投入生產(chǎn)之前的試運行方法。2．實訓設備及儀器（1）數(shù)字式或指針式萬用表。（2）三菱FR-A700系列變頻器。3．實訓內(nèi)容（1）變頻器外殼和端子蓋的拆卸和安裝。（2）變頻器接線。（3）變頻器的運行頻率設置。（4）功能預置流程。4．實訓步驟（1）變頻器的面板操作熟悉①熟悉面板。②全部清除操作。設置步驟如下：1）按動MODE鍵至參數(shù)給定模式，此時顯示P..。2）旋轉(zhuǎn)M旋鈕，使功能碼為ALLC。3）按下SET鍵，讀出原數(shù)據(jù)。4）按動旋轉(zhuǎn)M旋鈕更改，使數(shù)據(jù)改為l。5）按下SET鍵寫入給定。此時ALLC和1之間交替閃爍，說明參數(shù)清除成功。按SET鍵再次顯示設定值。按2次SET顯示下一個參數(shù)。6）參數(shù)清除成功，即復原出廠設置。③參數(shù)預置變頻器在運行前，通常要依據(jù)負載和用戶的要求，給變頻器預置一些參數(shù)，如：上、下限頻率及加、減速時間等。例如：將頻率指令上限預置為50Hz。查運用手冊得：上限頻率的功能碼為Pr.1設置步驟如下：1）按動MODE鍵至參數(shù)給定模式，此時顯示P..。2）旋轉(zhuǎn)M旋鈕，使功能碼為Pr.l。3）按下SET鍵，讀出原數(shù)據(jù)。4）旋轉(zhuǎn)M旋鈕，使數(shù)據(jù)改為50.00。5）按下SET鍵寫入給定，上限頻率設置成功。參見運用手冊查出下列有關的功能碼，預置下列參數(shù)：下限頻率為Pr.2=5Hz；加速時間為Pr.7=l0s；減速時間為Pr.8=10s；④給定頻率的修改例如：將給定頻率修改為40Hz。1）按動MODE鍵至頻率設定模式，此時顯示0.00。2）旋轉(zhuǎn)M旋鈕，使頻率給定出40Hz。3）按下SET鍵寫入給定，給定頻率修改成功。（2）變頻器的運行①試運行。PU點動運行1）按動MODE鍵至參數(shù)設定模式，此時顯示P..。2）旋轉(zhuǎn)M旋鈕，使功能碼為Pr.15（點動頻率的設置）。3）按SET鍵讀出原數(shù)據(jù)，旋轉(zhuǎn)M旋鈕至25.00。4）按SET鍵寫入給定。5）按動兩次SET鍵顯示下一個參數(shù)Pr.16（點動運動時的加減速時間設定），也可以按動MODE鍵至參數(shù)設定模式，然后旋轉(zhuǎn)M旋鈕至功能碼Pr.16。6）按動SET鍵讀出原數(shù)據(jù)。7）旋轉(zhuǎn)M旋鈕，設定點動運動時的加減時間。8）按SET鍵寫入給定。9）按動PU/EXT鍵至PU點動運行模式，此時PU燈亮，顯示JOG。10）按住REV或FWD鍵電動機旋轉(zhuǎn)，松開則電機停轉(zhuǎn)。PU點動試運行成功。②外部點動運行外部點動接線圖如圖9.3所示：1）按MODE鍵設置為參數(shù)的設定模式P..。2）預置點動頻率Pr.15為10.00。3）預置點動加減時間Pr.16為6s。（留意：點動運行的加速時間和減速時間不能分別設定）。4）旋轉(zhuǎn)M旋鈕至Pr.79設定值為2，選擇外部運行模式。5）保持起動信號（變頻器正、反轉(zhuǎn)的限制端子STF或STR）為ON，即：STF或STR與公共點SD接通，點動運行。③變頻器的PU運行PＵ運行：就是利用變頻器的面板干脆輸入給定頻率和起動信號。1）按MODE鍵設置為參數(shù)的設定模式P..。2）旋轉(zhuǎn)M旋鈕預置基準頻率Pr.3為50Hz，按SET確定。3）旋轉(zhuǎn)M旋鈕至Pr.79設定值為0，選擇PU或PU/外部切換模式。圖9.3外部點動接線圖4）按MODE鍵返回頻率沒定或監(jiān)控界面0.00，在PU模式下旋轉(zhuǎn)M旋鈕調(diào)整須要設定的頻率，如：30Hz，按下SET寫入給定。5）按下FWD（或REV）鍵，電動機起動。用測速器測出相關數(shù)值，并將數(shù)值填入表9.1中。6）調(diào)整M旋鈕按表中的值變更頻率。測出各相應轉(zhuǎn)速及電壓值并將結(jié)果填入表9-1中。實訓2變頻器外部限制模式1．實訓目的（1）駕馭外部運行的方法，會通過外部限制端子來限制電機的運轉(zhuǎn)、調(diào)速。（2）了解外部運行與PU運行的區(qū)分。2．實訓設備及儀器（1）數(shù)字式或指針式萬用表。（2）三菱FR-A700系列變頻器。3．實訓內(nèi)容（1）實現(xiàn)變頻器的外部運行。4．實訓步驟電位器接線圖如圖9.4所示。（1）按動MODE鍵至參數(shù)設定模式，旋轉(zhuǎn)M旋鈕至Pr.79。（2）按動SET鍵使參數(shù)設為2，選擇外部運行固定模式，EXT燈亮。（3）將起動開關STF（或STR）處于ON，電機運轉(zhuǎn)（假如STF和STR同時都處于ON，電動機將停止運轉(zhuǎn)）。（4）加速→恒速。將頻率給定電位器漸漸旋大，顯示頻率數(shù)值從0漸漸增加至50Hz。（5）減速。將頻率給定電位器漸漸旋小，顯示頻率數(shù)值回至0Hz，電動機停止運行。（6）反復重復（4）、（5）步。視察調(diào)整電位器的速度與加、減速時間有無關系。（7）使變頻器停止輸出，只需將起動開關STF（或STR）置于OFF。實訓3變頻器的組合限制模式1．實訓目的（1）駕馭由限制端子和操作面板分別給出頻率和起動信號，來限制電機的運轉(zhuǎn)和調(diào)速。（2）通過組合運行模式的學習，舉一反三駕馭其它限制端子的作用。2．實訓設備及儀器（1）數(shù)字式或指針式萬用表。（2）三菱FR-A700系列變頻器。3．實訓內(nèi)容（1）實現(xiàn)變頻器組合運行模式1運行。（2）實現(xiàn)變頻器組合運行模式2運行。（3）實現(xiàn)變頻器各種運行模式運行的混合運用。4．實訓步驟預置Pr.79=3選擇組合運行模式1Pr.79=4選擇組合運行模式2（1）組合運行模式1當預置參數(shù)Pr.79=3時，選擇組合運行模式1，其含義為：起動信號由外部接線給定，給定頻率由操作面板給出。①按動MODE鍵至參數(shù)設定模式，預置Pr.79=3，PU、EXT同時燈亮。②將起動開關STF（或STR）處于ON，電機運轉(zhuǎn)。③給定頻率由M旋鈕來預置，預置值為50Hz。④按表9-2給定的頻率值來變更給定頻率，并且記錄U的值填入表9-2中。⑤作出U／f曲線。⑥比較此次的U／f與實訓1中的U／f曲線的差別。⑦撥動起動開關STF（或STR）處于OFF，電機停止運轉(zhuǎn)。（2）組合運行模式2當Pr.79=4時，選擇組合運行模式2，其含義為：啟動信號由操作面板的FWD（或REV）給出，而給定頻率由外接電位器給出。①預置Pr.79=4，選擇組合運行模式2。②預置Pr.125=50（電位器旋至最大時，對應的給定頻率為50Hz）。③按動面板上的FWD（或REV），電機運轉(zhuǎn)。④加、減速：將電位器旋動從小→大，視察變頻器的變更。⑤將頻率依次調(diào)至45Hz，35Hz，25Hz，15Hz，5Hz，記錄相對應的電壓值。⑥做出U／f曲線。⑦按下STOP/RESET鍵，電機停止運轉(zhuǎn)。（3）各種運行模式的混合運用①預置上限頻率為Pr.1=30Hz。②預置加、減速時間Pr.7=10s、Pr.8=10s。③分別用PU、外部、組合等三種運行模式，使變頻器運行在30Hz的頻率下。④記錄運用以上三種運行模式的操作步驟。實訓4變頻器常用參數(shù)的功能驗證1．實訓目的（1）驗證各種常用的功能。駕馭各種參數(shù)之間的協(xié)作和運用技巧。（2）了解多功能端子的含義和運用。（3）了解多檔轉(zhuǎn)速的操作步驟，駕馭多檔轉(zhuǎn)速的限制方法。2．實訓設備及儀器（1）數(shù)字式或指針式萬用表。（2）三菱FR-A700系列變頻器。3．實訓內(nèi)容（1）驗證常用頻率參數(shù)的功能。（2）多檔轉(zhuǎn)速運行4．實訓步驟（1）常用頻率參數(shù)的功能驗證（2）多檔轉(zhuǎn)速運行用參數(shù)（Pr.4～Pr.6、Pr.24～Pr.27、Pr.232～Pr.239）預置多檔運行速度，利用變頻器限制端子進行切換。多檔速度限制只在外部運行模式或組合運行模式（Pr.79=3或4）時有效。三菱變頻器可通過接通、關斷限制端子RH、RM、RL、REX選擇多段速度。實訓5多段轉(zhuǎn)速的PLC限制1．實訓目的（1）了解并駕馭PLC限制變頻器的編程和接線方法。（2）了解多段轉(zhuǎn)速限制時，由一個接點限制若干個接點的接線方法。2．實訓設備及儀器（1）數(shù)字式或指針式萬用表。（2）三菱FR-A700系列變頻器。3．實訓內(nèi)容（1）用PLC輸出限制多段轉(zhuǎn)速端子。（2）用PLC解決一個接點限制若干接點的多段轉(zhuǎn)速。4．實訓步驟（1）用PLC輸出限制多段轉(zhuǎn)速端子①在實訓4中已知多段轉(zhuǎn)速的限制端子是RH、RM、RL、REX。用手動選擇它們的接通或關斷，就可以選擇不同的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在用PLC的輸出來限制上述端子的通斷，參考實訓4的設置，接線如圖9.7所示。在此運行模式下，Pr.4=10Hz（1速），Pr.5=20Hz（2速），Pr.6=30Hz（3速）。②將圖9.8的梯形圖程序輸入三菱的PLC。③在EXT狀態(tài)下，按下起動按鈕，X0閉合。④記錄變頻器輸出頻率的變更。圖9.7多段轉(zhuǎn)速限制時PLC與變頻器的連接⑤X0是撥動開關，將Y0的自鎖點去除，記錄變頻器頻率輸出的規(guī)律。⑥希望變頻器的輸出頻率在10Hz、20Hz、30Hz之間循環(huán)，梯形圖該如何修改？（2）用PLC解決一個接點限制若干接點的多段轉(zhuǎn)速。①圖9.7改畫成圖9.9，并按此圖接線②對圖9.8的梯形圖進行修改后，如圖9.10所示，并按該圖輸入程序。③變頻器在PU運行狀態(tài)下，輸入?yún)?shù)Pr.24=40Hz（4速）、Pr.25=50Hz（5速）、Pr.26=45Hz（6速）、Pr.27=25Hz（7速）。④變頻器在EXT運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動多段開關的檔位，視察輸出頻率的變更。圖9.8多段轉(zhuǎn)速限制圖圖9.9一點限制若干接點的多段轉(zhuǎn)速PLC線圖圖9.10一點限制若干接點的多檔轉(zhuǎn)速PLC梯形圖實訓6電動機帶負載實訓1．實訓目的（1）了解電動機帶負載起動時的頻率和起動轉(zhuǎn)矩。（2）了解給定信號較大時，起動電流狀況及升速時間。（3）了解停機過程中降速時間及制動狀況。2．實訓設備及儀器（1）數(shù)字式或指針式萬用表。（4）實訓板。（2）三菱FR-A700系列變頻器。（5）直流并勵發(fā)電機。（3）三相異步電動機。（6）勵磁電源。（7）滑線變阻器。3．實訓內(nèi)容（1）起轉(zhuǎn)實訓。（2）起動實訓。（3）停機實訓。4．實訓步驟（1）電氣原理圖如圖9.11所示，按圖連接實訓線路。（2）將PLC開關撥至“STOP”位置。合上空氣開關，接通電源。（3）將PLC程序運行開關撥向“RUN”，轉(zhuǎn)換開關SA1撥向“變頻”，按下電源通電按鈕SB1，變頻器通電。將Pr.79設為1，顯示屏處于監(jiān)視模式。①起轉(zhuǎn)實訓。先將頻率設定電位器RP調(diào)至最小，按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，再調(diào)整頻率設定電位器RP變更變頻器輸出的頻率，從0Hz起先緩慢增加，視察電動機能否起轉(zhuǎn)，起轉(zhuǎn)時的頻率是多大。如起轉(zhuǎn)困難，應加大起動轉(zhuǎn)矩。按下變頻制動按鈕SB5后，電動機停轉(zhuǎn)。②起動實訓。先將頻率設定電位器RP調(diào)至最大，按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，視察起動電流的變更及整個拖動系統(tǒng)在升速過程中是否平穩(wěn)，如因起動電流過大而跳閘，應延長升速時間參數(shù)Pr.7。③停機實訓。將運行頻率調(diào)至最大，按下變頻制動按鈕SB5后，視察系統(tǒng)停機過程中是否有因過壓或過流而跳閘。如有，應延長降速時間參數(shù)Pr.8。當輸出頻率為0Hz時視察系統(tǒng)是否有爬行現(xiàn)象。如有，應變更制動參數(shù)Pr.10～Pr.12，加強制動。（4）按下電源斷電按鈕SB4，變頻器斷電，將PLC撥至“STOP”，斷開空氣開關QF，實訓完畢。圖9.11電動機帶負載實訓圖實訓7綜合實訓-變頻恒壓供水系統(tǒng)1．實訓目的（1）熟悉變頻恒壓供水系統(tǒng)限制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（2）駕馭變頻恒壓供水系統(tǒng)限制柜的基本操作和正確運用方法。（3）調(diào)試并檢驗變頻恒壓供水系統(tǒng)工作狀態(tài)。（4）了解變頻器在恒壓供水系統(tǒng)的應用，變頻器與其他設備的聯(lián)接，變頻器的參數(shù)設置。2．實訓設備及儀器（1）變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓裝置一套（2）變頻恒壓供水系統(tǒng)對象裝置一套（3）PC機一臺（配力控組態(tài)軟件一套）3．實訓原理變頻恒壓供水對象系統(tǒng)主要由四臺不同功能的水泵、一只壓力變送器和輸水系統(tǒng)組成，如圖9.12所示。該系統(tǒng)的工作原理是：PLC限制器實時檢測恒壓供水對象總管壓力值，然后經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)處理和PID運算，限制變頻器輸出，實現(xiàn)壓力的回路限制和狀態(tài)切換，同時PLC通過檢測外部的火災信號，完成對消防水泵的啟停限制。PLC和上位機監(jiān)控系統(tǒng)實時通訊，監(jiān)控系統(tǒng)供應直觀、形象的人機界面，監(jiān)視和限制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，“手動限制”可以完成對水泵的緊急起停，也可以用于對系統(tǒng)的調(diào)試、檢修。圖9.12變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓裝置的結(jié)構(gòu)限制屏啟動說明：“三相電源總開關”帶有漏電疼惜器，用于限制整個系統(tǒng)的電源通斷。“啟動”、“停止”按鈕用于限制“工頻輸出”端的電源輸出和“手動/自動開關”。八只紅色運行狀態(tài)指示燈用于指示系統(tǒng)手、自動狀態(tài)和水泵的6種工作狀態(tài)?！笆謩?自動”開關用于系統(tǒng)在手動和自動限制兩種狀態(tài)下的切換。八只手動限制按鈕在手動狀態(tài)下有效（在自動狀態(tài)下無效），分別用于在手動狀態(tài)下限制四臺水泵。在變頻恒壓供水系統(tǒng)中有4臺水泵，其中2臺常規(guī)泵工作在變頻循環(huán)方式，所以這2臺常規(guī)泵會工作在變頻和工頻兩種狀態(tài)，如圖9.13。變頻器輸出與工頻旁路之間運用帶機械連鎖裝置的溝通接觸器，以防止變頻器輸出與工頻電源之間引起短路而損壞變頻器及相關設備。變頻器輸出U、V、W應與工頻旁路電源L1、L2、L3相序一樣。否則，在電機變頻向工頻切換過程中，會因為切換前后的相序不一樣而引起電機轉(zhuǎn)向的突然反向，簡潔造成跳閘甚至損壞設備。變頻器內(nèi)部有電子酷疼惜開關（用戶亦可單獨外配過流疼惜裝置），但應留意電機的工頻旁路中應有相應的過流疼惜裝置，限制柜底部為四只熱過載疼惜器，分別用于對四臺水泵的電機實施過流疼惜。圖9.13變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻和工頻兩種狀態(tài)示意圖4．實訓步驟（1）通電準備：打開“三相電源總開關”（“手動/自動開關”要置于“手動”位置），確定三相電源指示燈正常，手動指示燈亮，四臺水泵的“停止”手動限制按鈕指示燈亮。（2）首先按下“啟動”按鈕，然后依次手動啟動、停止各臺水泵，確定各水泵工頻運行指示燈正常。（3）關閉“三相電源總開關”，然后用19芯航空電纜將對象和限制屏連接起來。（4）按下“停止”按鈕，關閉工頻電源輸出，限制線路面板上的“工頻輸出”接主電路面板上“工頻輸入”（U0、V0、W0對接），其它線路斷開。（5）打開對象中全部閥門，依次手動啟動和停止常規(guī)泵1、常規(guī)泵2、休眠泵、消防泵，視察水泵運轉(zhuǎn)狀況。對于運行中出現(xiàn)反轉(zhuǎn)的水泵，斷開電源，打開接線盒調(diào)整其中隨意兩根線序，