變頻技術(shù)與應(yīng)用第9章

1、第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 內(nèi)容提要與學(xué)習(xí)要求掌握三菱FR-A700系列變頻器的功能預(yù)置；通過實訓(xùn)，掌握變頻器在不同模式下的運行特點；了解并掌握變頻器帶負載情況下的各種運行特點 第9章 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn)第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 實訓(xùn)1 變頻器的結(jié)構(gòu)和功能預(yù)置 1實訓(xùn)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，掌握變頻器的接線方法。 （3）熟悉變頻器參數(shù)設(shè)定的方法。 （4）掌握變頻器正式投入生產(chǎn)之前的試運行方法。 2實訓(xùn)設(shè)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(xùn)內(nèi)容 （1）變頻器外殼和端子蓋的拆卸和安裝。 （

2、2）變頻器接線。 （3）變頻器的運行頻率設(shè)置。 （4）功能預(yù)置流程。 第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 4實訓(xùn)步驟 （1）變頻器的面板操作熟悉 熟悉面板。 全部清除操作。 設(shè)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(shè)定值。 按2次SET顯示下一個參數(shù)。 6）參數(shù)清除成功，即恢復(fù)出廠設(shè)置。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 參數(shù)預(yù)置 變頻器在運行前，通常要根據(jù)負載和用戶的要求

3、，給變頻器預(yù)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(yù)置為50Hz。 查使用手冊得：上限頻率的功能碼為Pr.1設(shè)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(shè)置成功。 參見使用手冊查出下列有關(guān)的功能碼，預(yù)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；第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 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

4、設(shè)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 試運行。PU點動運行1）按動MODE鍵至參數(shù)設(shè)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(shè)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(shè)定），也可以按動MODE鍵至參數(shù)設(shè)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(shè)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

5、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。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 外部點動運行 外部點動接線圖如圖9.3所示： 1）按MODE鍵設(shè)置為參數(shù)的設(shè)定模式P.。 2）預(yù)置點動頻率Pr.15為10.00。 3）預(yù)置點動加減時間Pr.16為6s。（注意：點動運行的加速時間和減速時間不能分別設(shè)定）。 4）旋轉(zhuǎn)M旋鈕至Pr.79設(shè)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)的控制端子STF或STR）為ON，即：STF或STR與公共點SD接通，點動運行。 變頻器的PU運行 P運行：就是利用變頻器的面板直接輸入給定頻率

6、和起動信號。 1）按MODE鍵設(shè)置為參數(shù)的設(shè)定模式P.。 2）旋轉(zhuǎn)M旋鈕預(yù)置基準頻率Pr.3為50Hz，按SET確定。 3）旋轉(zhuǎn)M旋鈕至Pr.79設(shè)定值為0，選擇PU或PU/外部切換模式。圖9.3 外部點動接線圖第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 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)節(jié)需要設(shè)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(guān)數(shù)值，并將數(shù)值填入表9.1中。 6）調(diào)節(jié)M旋鈕按表中的值改變頻率。測出各相應(yīng)轉(zhuǎn)速及電壓值并將結(jié)果填入表9-1中。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 實訓(xùn)2 變頻器外部控制模式

7、1實訓(xùn)目的 （1）掌握外部運行的方法，會通過外部控制端子來控制電機的運轉(zhuǎn)、調(diào)速。 （2）了解外部運行與PU運行的區(qū)別。 2實訓(xùn)設(shè)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(xùn)內(nèi)容 （1）實現(xiàn)變頻器的外部運行。 4實訓(xùn)步驟 電位器接線圖如圖9.4所示。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) （1）按動MODE鍵至參數(shù)設(shè)定模式，旋轉(zhuǎn)M旋鈕至Pr.79。 （2）按動SET鍵使參數(shù)設(shè)為2，選擇外部運行固定模式，EXT燈亮。 （3）將起動開關(guān)STF（或STR）處于ON，電機運轉(zhuǎn)（如果STF和STR同時都處于ON，電動機將停止運轉(zhuǎn)）。 （4）加速恒速。將頻率給定電位器慢慢旋大

8、，顯示頻率數(shù)值從0慢慢增加至50Hz。 （5）減速。將頻率給定電位器慢慢旋小，顯示頻率數(shù)值回至0Hz，電動機停止運行。 （6）反復(fù)重復(fù)（4）、（5）步。觀察調(diào)節(jié)電位器的速度與加、減速時間有無關(guān)系。 （7）使變頻器停止輸出，只需將起動開關(guān)STF（或STR）置于OFF。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 實訓(xùn)3 變頻器的組合控制模式 1實訓(xùn)目的 （1）掌握由控制端子和操作面板分別給出頻率和起動信號，來控制電機的運轉(zhuǎn)和調(diào)速。 （2）通過組合運行模式的學(xué)習(xí)，舉一反三掌握其它控制端子的作用。 2實訓(xùn)設(shè)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(xùn)內(nèi)容 （1）實現(xiàn)變頻器組

9、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使用。 4實訓(xùn)步驟 預(yù)置Pr.79=3選擇組合運行模式1 Pr.79=4選擇組合運行模式2第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) （1）組合運行模式1 當(dāng)預(yù)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。 按動MODE鍵至參數(shù)設(shè)定模式，預(yù)置Pr.79=3，PU、EXT同時燈亮。 將起動開關(guān)STF（或STR）處于ON，電機運轉(zhuǎn)。 給定頻率由M旋鈕來預(yù)置，預(yù)置值為50Hz。 按表9-2給定的頻率值來改變給定頻率，并且記錄U的值填入表9-2中。 作出Uf曲線。

10、 比較此次的Uf與實訓(xùn)1中的Uf曲線的差別。 撥動起動開關(guān)STF（或STR）處于OFF，電機停止運轉(zhuǎn)。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) （2）組合運行模式2 當(dāng)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。 預(yù)置Pr.79=4，選擇組合運行模式2。 預(yù)置Pr.125=50（電位器旋至最大時，對應(yīng)的給定頻率為50Hz）。 按動面板上的FWD（或REV），電機運轉(zhuǎn)。 加、減速：將電位器旋動從小大，觀察變頻器的變化。 將頻率順序調(diào)至45Hz，35Hz，25Hz，15Hz，5Hz，記錄相對應(yīng)的電壓值。 做出Uf曲線。 按下STOP

11、/RESET鍵，電機停止運轉(zhuǎn)。 （3）各種運行模式的混合使用 預(yù)置上限頻率為Pr.1=30Hz。 預(yù)置加、減速時間Pr.7=10s、Pr.8=10s。 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。 記錄使用以上三種運行模式的操作步驟。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 實訓(xùn)4 變頻器常用參數(shù)的功能驗證 1實訓(xùn)目的 （1）驗證各種常用的功能。掌握各種參數(shù)之間的配合和使用技巧。 （2）了解多功能端子的含義和使用。 （3）了解多檔轉(zhuǎn)速的操作步驟，掌握多檔轉(zhuǎn)速的控制方法。 2實訓(xùn)設(shè)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(xùn)內(nèi)容 （1）驗證

12、常用頻率參數(shù)的功能。 （2）多檔轉(zhuǎn)速運行 4實訓(xùn)步驟 （1）常用頻率參數(shù)的功能驗證第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) （2）多檔轉(zhuǎn)速運行 用參數(shù)（Pr.4Pr.6、Pr.24Pr.27、Pr.232Pr.239）預(yù)置多檔運行速度，利用變頻器控制端子進行切換。多檔速度控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(guān)斷控制端子RH、RM、RL、REX選擇多段速度。 第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 實訓(xùn)5 多段轉(zhuǎn)速的PLC控制 1實訓(xùn)目的 （1）了解并掌握PLC控制變頻器的編程和接線方法。 （2）了解多段轉(zhuǎn)速控制時，由一個接點控制若干個接點的接線方法。 2實訓(xùn)設(shè)

13、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(xùn)內(nèi)容 （1）用PLC輸出控制多段轉(zhuǎn)速端子。 （2）用PLC解決一個接點控制若干接點的多段轉(zhuǎn)速。 4實訓(xùn)步驟第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) （1）用PLC輸出控制多段轉(zhuǎn)速端子 在實訓(xùn)4中已知多段轉(zhuǎn)速的控制端子是RH、RM、RL、REX。用手動選擇它們的接通或關(guān)斷，就可以選擇不同的轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)在用PLC的輸出來控制上述端子的通斷，參考實訓(xùn)4的設(shè)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）。 將圖9.8的梯形圖程序輸入三菱的PLC。 在

14、EXT狀態(tài)下，按下起動按鈕，X0閉合。 記錄變頻器輸出頻率的變化。圖9.7 多段轉(zhuǎn)速控制時PLC與變頻器的連接第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) X0是撥動開關(guān)，將Y0的自鎖點去除，記錄變頻器頻率輸出的規(guī)律。 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解決一個接點控制若干接點 的多段轉(zhuǎn)速。 圖9.7改畫成圖9.9，并按此圖接線 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。 變頻器在PU運行狀態(tài)下，輸入 參數(shù)Pr.24=40Hz（4速）、Pr.25=50Hz（5速）、Pr.26=45Hz（6速）、Pr.27=25Hz（7速）

15、。 變頻器在EXT運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動多段開關(guān)的檔位，觀察輸出頻率的變化。 圖9.8 多段轉(zhuǎn)速控制圖第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn)圖9.9 一點控制若干接點的多段轉(zhuǎn)速PLC線圖圖9.10 一點控制若干接點的多檔轉(zhuǎn)速PLC梯形圖第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 實訓(xùn)6 電動機帶負載實訓(xùn) 1實訓(xùn)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，起動電流情況及升速時間。 （3）了解停機過程中降速時間及制動情況。 2實訓(xùn)設(shè)備及儀器 （1）數(shù)字式或指針式萬用表。 （4）實訓(xùn)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。

16、 （7）滑線變阻器。 3實訓(xùn)內(nèi)容 （1）起轉(zhuǎn)實訓(xùn)。（2）起動實訓(xùn)。（3）停機實訓(xùn)。 4實訓(xùn)步驟 （1）電氣原理圖如圖9.11所示，按圖連接實訓(xùn)線路。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) （2）將PLC開關(guān)撥至“STOP”位置。合上空氣開關(guān)，接通電源。 （3）將PLC程序運行開關(guān)撥向“RUN”，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1撥向“變頻”，按下電源通電按鈕SB1，變頻器通電。將Pr.79設(shè)為1，顯示屏處于監(jiān)視模式。 起轉(zhuǎn)實訓(xùn)。先將頻率設(shè)定電位器RP調(diào)至最小，按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，再調(diào)節(jié)頻率設(shè)定電位器RP改變變頻器輸出的頻率，從0Hz開始緩慢增加，觀察電動機能否起轉(zhuǎn)，起轉(zhuǎn)時的頻率是多大。如起轉(zhuǎn)困難，應(yīng)加大起動轉(zhuǎn)矩。按下

17、變頻制動按鈕SB5后，電動機停轉(zhuǎn)。 起動實訓(xùn)。先將頻率設(shè)定電位器RP調(diào)至最大，按下正轉(zhuǎn)起動按鈕SB2，觀察起動電流的變化及整個拖動系統(tǒng)在升速過程中是否平穩(wěn)，如因起動電流過大而跳閘，應(yīng)延長升速時間參數(shù)Pr.7。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 停機實訓(xùn)。將運行頻率調(diào)至最大，按下變頻制動按鈕SB5后，觀察系統(tǒng)停機過程中是否有因過壓或過流而跳閘。如有，應(yīng)延長降速時間參數(shù)Pr.8。當(dāng)輸出頻率為0Hz時觀察系統(tǒng)是否有爬行現(xiàn)象。如有，應(yīng)改變制動參數(shù)Pr.10Pr.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(guān)QF，實訓(xùn)完畢。圖9.11 電動機帶負載實訓(xùn)圖第

18、9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 實訓(xùn)7 綜合實訓(xùn)-變頻恒壓供水系統(tǒng) 1實訓(xùn)目的 （1）熟悉變頻恒壓供水系統(tǒng)控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 （2）掌握變頻恒壓供水系統(tǒng)控制柜的基本操作和正確使用方法。 （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(yīng)用，變頻器與其他設(shè)備的聯(lián)接，變頻器的參數(shù)設(shè)置。 2實訓(xùn)設(shè)備及儀器 （1）變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)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(xùn)原理第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 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：P

19、LC控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，控制變頻器輸出，實現(xiàn)壓力的回路控制和狀態(tài)切換，同時PLC通過檢測外部的火災(zāi)信號，完成對消防水泵的啟?？刂?。PLC和上位機監(jiān)控系統(tǒng)實時通訊，監(jiān)控系統(tǒng)提供直觀、形象的人機界面，監(jiān)視和控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，“手動控制”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(xùn)裝置的結(jié)構(gòu)第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 控制屏啟動說明： “三相電源總開關(guān)”帶有漏電保護器，用于控制整個系統(tǒng)的電源通斷?！皢印?、“停止”按鈕用于控制“工頻輸出”端的電源輸出和“手動/自動開關(guān)”。八只紅色運行狀態(tài)指示燈用

20、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(guān)用于系統(tǒng)在手動和自動控制兩種狀態(tài)下的切換。八只手動控制按鈕在手動狀態(tài)下有效（在自動狀態(tài)下無效），分別用于在手動狀態(tài)下控制四臺水泵。 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使用帶機械連鎖裝置的交流接觸器，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(guān)設(shè)備。變頻器輸出U、V、W應(yīng)與工頻旁路電源L1、L2、L3相序一致。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致而引起電機轉(zhuǎn)向的突然反向，容易造成跳閘甚

21、至損壞設(shè)備。第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 變頻器內(nèi)部有電子熱保護開關(guān)（用戶亦可單獨外配過流保護裝置），但應(yīng)注意電機的工頻旁路中應(yīng)有相應(yīng)的過流保護裝置，控制柜底部為四只熱過載保護器，分別用于對四臺水泵的電機實施過流保護。圖9.13 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻和工頻兩種狀態(tài)示意圖第9章 概述 變頻調(diào)速技術(shù)實訓(xùn) 4實訓(xùn)步驟 （1）通電準備：打開“三相電源總開關(guān)”（“手動/自動開關(guān)”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”手動控制按鈕指示燈亮。 （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(guān)閉“三相電源總開關(guān)”，然后用19芯航空電纜將對象和控制屏連接起來。 （4）按下“停止”按鈕，關(guān)閉工頻電源輸出，控制線路面板上的“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）打開對象中所有閥門，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，觀察水泵運轉(zhuǎn)情況。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)整其中任意兩根線序，確定水泵正方向運轉(zhuǎn)（如果四臺水泵同時