变频器指导书装订版.docx
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变频器指导书装订版
变频器的操作实训及其应用
本篇主要以FR—S540系列的三菱变频器为例，讲述变频器在[PU模式][外部模式][组合模式]下的各种使用方法，并且以各种实例为主线介绍变频器在各行各业中应用的设置和操作方法。
通过实训要求学生掌握变频器常用参数的意义、各控制端子的功能、各种模式下的不同操作方法、不同控制要求下的设置方法以及变频器与PLC联合控制的接线操作方法，最后达到使学生能够用变频器完成对各种类型设备的控制应用。
实训一变频器的基本认识
一、实训目的
1.认识变频器的外形结构。
2.掌握变频器面板的拆装方法。
3.掌握变频器接线端子的功能。
4.掌握变频器参数单元各按键的意义。
二、实训设备及材料
1.FR—S540—3.7kW的三菱变频器操作台每组一块。
2.电工实习工具一套。
三、实训内容及指导
（一）变频器的部件认识
变频器从外部结构上看，有开启式和封闭式两种，开启式的散热性能好，但接线端子外露，适用于电气柜内部安装，封闭式的接线端子全部在内部，不打开盖子是看不见的，这里所讲的变频器是封闭式的。
1.变频器的外部特征如图1—1所示，中间有按键和显示窗的部件是参数单元，也叫操作单元，电源进线和去电动机的出线孔在变频器的下部，图中看不见。
图1—1变频器外观示意图
2.变频器前盖板及操作面板的拆装
1）前盖板的拆卸与安装（见图1—2）
请按箭头方向拉出则可拆卸下。
安装时，请将盖与机身正面吻合，直着安装上。
图1—2前盖板的拆卸示意图
2）接线盖的拆卸与安装（见图1—3）
图1—3接线盖的拆卸示意图
向前拉出可方便地拆卸下。
安装时，请与导板相吻合，安装到机身上。
3）注意事项
a.不要在带电时进行拆装。
b.不要使变频器跌落，或受到强烈冲击。
c.搬运时不要握住前盖板或设定用旋钮，这样会造成掉落或故障。
d.防止螺丝、电缆碎片或其它导电物体或油类等可燃性物体进入变频器。
（二）变频器操作面板介绍
1.操作面板示意图如图1—4所示。
图1—4操作面板示意图
2.操作面板各按键的功能表1—1中列出了面板上各按键的功能。
表1—1操作面板上各按键的功能
按键名称
功能
[MODE]键
切换设定模式
[SET]键
确定各设定
[STOP/RESET]键
进行指令的停止，报警的复位
[RUN]键
运行指令正转。
反转用（Pr.17）设定
[PU/EXT]键
切换PU/外部操作模式
设定用旋钮
变更频率设定、参数的设定值
3.操作面板显示状态操作面板上的显示状态说明见表1—2。
表1—2操作面板显示状态说明表
显示
说明
RUN
运行时点亮/闪灭*
PU**
PU操作模式时点亮
EXT
外部操作模式时点亮
*运行显示
点亮：
正转运行中
慢闪灭（1.4秒1次）：
反转运行中
快闪灭（0.2秒1次）：
非运行，RUN键或有启动指令
**PU/EXT显示
计算机连接运行模式时，为慢闪灭。
（三）变频器主接线端子的介绍
主接线端子是变频器与电源及电动机连接的接线端子。
1.主接线端子示意图如图1—5所示。
图1—5主接线端子示意图
2.主接线端子功能介绍见表1—3。
表1—3主接线端子功能介绍表
端子记号
端子名称
内容
L1，L2，L3（注）
电源输入
连接工频电源
U，V，W
变频器输出
接三相鼠笼电机
-
直流电压公共端
这是直流电压公共端。
电源及变频器输出没有绝缘
+，P1
连接改善功率因数
直流电抗器
拆开端子+-P1间的短路片，连接选件改善功率因数用直流电抗器（FR—BEL）
接地
变频器外壳接地用，必须接大地
（注）单相电源输入时，变成L1，N端子。
（四）变频器控制回路端子的介绍
控制回路端子分输入信号端子、输出信号端子，示意图如图所示。
1.控制回路端子如图1—6所示。
图1—6控制回路端子示意图
2.控制回路端子功能介绍
（1）输入信号端子输入信号端子功能介绍见表1—4。
表1—4输入信号端子功能介绍表
端子记号
端子名称
内容
输入信号
接点输入
STF
正转启动
STF信号ON时为正转，OFF时为停止指令。
STF，STR信号同时为ON时，为停止指令。
STR
反转启动
STR信号ON时为反转，OFF时为停止指令。
根据输入端子功能选择（Pr.60~Pr.63）可改变端子的功能。
（*4）
RH
RM
RL
多段速度选择
可根据端子RH，RM，RL信号的短路组合，进行多段速度的选择。
速度指令的优先顺序是JOG，多段速设定（RH，RM，RL，RMX）。
AU的顺序。
SD（*1）
接点输入公共端（漏型）
此为接点输入（端子STF，STR，RH，RM，RL）的公共端子。
端子5和端子SE被绝缘。
PC（*1）
外部晶体管公共端
DC24V电源接点输入公共端（源型）
当连接程序控制器（PLC）之类的晶体管输出（集电极开路输出）时，把晶体管输出用的外部电源接头连接到这个端子，可防止因回流电流引起的误动作。
PC—SD间的端子可作为DC24V0.1A的电源使用。
选择源型逻辑时，此端子为接点输入信号的公共端子。
10
频率设定用电源
DC5V。
容许负荷电流10mA。
频率设定
2
频率设定
（电压信号）
输入DC0~5V，（0~10V）时，输出成比例：
输入5V（10V）时，输出为最高频率。
5V/10V切换用Pr.73“0~5V,0~10V选择”进行。
输入阻抗10kΩ。
最大容许输入电压为20V。
4
频率设定
（电流信号）
输入DC4~20mA。
出厂是调整为4mA对应0Hz，20mA对应60Hz。
最大容许输入电流为30mA。
输入阻抗约250Ω。
电流输入时，请把信号AU设定为ON。
AU信号用Pr.60~Pr.63（输入端子功能选择）设定。
5
频率设定公共输入端
此端子为频率设定信号（端子2，4）及显示计端子“AM”的公共端子。
端子SD和端子SE被绝缘。
请不要接地。
（2）输出信号端子输出信号端子功能介绍见表1—5。
表1—5输出信号端子功能介绍表
端子记号
端子名称
内容
输出信号
A
B
C
报警输出
变频器的保护功能动作，表示输出停止的1c接点输出。
AC230V
0.3ADC30V0.3A。
报警时B—C之间导通（A—C之间导通），正常B—C之间导通（A—C间不导通）（*6）
根据输出端子功能选择（Pr.64，Pr.65）可改变端子的功能。
（*5）
集电极开路
运行
变频器运行中
变频器输出频率高于启动频率时（出厂为0.5Hz可变动）为低电平，停止及直流制动时为高电平（*2）。
容许负荷DC24V0.1A
SE
集电极开路公共
变频器运行时端子RUN的公共端子。
端子5及端子SD被绝缘。
模拟
AM
模拟信号输出
从输出频率，电机电流选择一种作为输出。
输出信号与各监示项目的大小成比例。
出厂设定的输出项目：
频率容许负荷电流1mA输出信号DC0~5V
通信
RS—485接头（*3）
用参数单元连接电缆（FR—CB201~205），可以连接参数单元（FR—PU04）。
可用RS—485进行通信运行。
*1.端子SD，PC不要相互连接，不要接地。
漏型逻辑（出厂设定）时，端子SD为接点输入的公共端子，源型逻辑时，端子PC为接点输入的公共端子。
*2.低电平表示集电极开路输出用的晶体管处于ON（导通状态）。
高电平表示OFF（不导通状态）。
*3.仅对应有RS—485通信功能的型号。
*4.RL，RM，RH，RT，AU，STOP，MRS，OH，RES，X14，X16，（STR）信号选择
*5.RUN，SU，OL，FU，RY，Y12，T13，FDN，FUP，RL，LF，ABC信号选择
*6.对应欧洲标准（低电压标准）时，继电器输出（A，B，C）的使用容量为DC30V，0.3V。
实训二变频器基本功能参数说明与设定
变频器控制电动机运行其各种性能和运行方式的实现均是通过许多的参数设定来实现的，不同的参数都定义着某一个功能，不同的变频器参数的多少是不一样的。
总体来说，有基本功能参数、运行参数、定义控制端子功能参数、附加功能参数、运行模式参数等，理解这些参数的意义，是应用变频器的基础，下面就常用的参数做一介绍。
一、实训目的及要求
1．理解基本参数的意义。
2．掌握变频器的参数设定方法。
3．掌握变频器的模式切换操作和各种清除操作。
4．掌握频率设定及监视的操作。
二、实训设备及材料
1.FR—S540—3.7kW的三菱变频器操作台每组一块。
2.电工实习工具一套。
三、实训内容及步骤
（一）．基本功能参数及意义
基本功能参数基本功能参数见表2—1。
表2-1基本功能参数表
参数
名称
设定范围
最小设定单位
出厂设定值
0
转矩提升
0～15%
0.1%
6%/5%/4%*
1
上限频率
0～120Hz
0.1Hz
50Hz
2
下限频率
0～120Hz
0.1Hz
0Hz
3
基波频率
0～120Hz
0.1Hz
50Hz
4
3速设定（高速）
0～120Hz
0.1Hz
50Hz
5
3速设定（中速）
0～120Hz
0.1Hz
30Hz
6
3速设定（低速）
0～120Hz
0.1Hz
10Hz
7
加速时间
0～999s
0.1s
5s
8
减速时间
0～999s
0.1s
5s
9
电子过电流保护
0～50A
0.1A
额定输出电流
30
扩张功能显示选择
0,1
1
0
79
操作模式选择
0~4,7,8
1
0
*出厂设定值，根据变频器的容量不同有所不不同，FR—S540—1.5K，2.2K—CH为5%，FR—S540—3.7K—CH为4%。
（二）．基本功能参数说明
1.转矩提升（Pr．0）主要用于设定电动机启动时的转矩大小，通过设定此参数，补偿
电动机绕组上的电压降，改善电动机低速时的转矩性能。
变频器和电机相距较远，低速范围时电机转矩不足等情况下，把设定值调大使用。
可以调整低频域电机转矩使之配合负荷并增大启动转矩，如图2—1所示。
图2—1Pr.0参数意义图
<设定>
·假定基波频率电压为100％，0Hz时的电压用百分数（%）设定。
·使用变频器专用电机（恒转矩电机）时，请变更为下述设定。
FR—E540—0.4K，0.75K—CH，FR—E520S—0.4K，0.75K—CH··6%
FR—E540—1.5K～3.7K—CH，FR—E520S—1.5K，2.2K—CH···4%
FR—E540—5.5K，7.5—CH·············3%
2.上限频率（Pr．1）和下限频率（Pr．2）这是两个设定电动机运转上限和下限频率的参数。
Pr．1设定输出频率的上限，如果运行频率设定值高于此值，则输出频率被钳位在上限频率；Pr．2设定输出频率的下限，若运行频率设定值低于这个值，运行时被钳位在下限频率值上。
在这两个值确定之后，电动机的运行频率就在此范围内设定，如图2—2所示。
图2-2Pr．1，Pr．2参数意义图
3.基底频率（Pr．3）此参数主要用于调整变频器输出到电动机的额定值，当用标准电动机，通常设定为电动机的额定频率，当需要电动机运行在工频电源与变频器切换时，设定与电源频率相同。
4.多段速度（Pr．4，Pr．5，Pr．6）用此参数将多段运行速度预先设定，经过输入端子进行切换。
各输入端子的状态与参数之间的对应关系见表2—2。
表2—2各输入端子的状态与参数之间的对应关系表（1～7速）
输入端子状态
RH
RM
RL
RM，RL
RH，RL
RH，RM
RH，RM，RL
参数号
Pr.4
Pr.5
Pr.6
Pr.24
Pr.25
Pr.26
Pr.27
Pr．24，Pr．25，Pr．26和Pr．27也是多段速度的运行参数，与Pr．4，Pr．5，Pr．6组成七种速度的运行。
设定多段速度参数时注意以下几点：
1）在变频器运行期间，每种速度（频率）均能在0～400Hz,范围内被设定。
2）多段速度在PU运行和外部运行中都可以设定。
3）多段速度比主速度优先。
4）运行期间参数值可以改变。
5）以上各参数之间的设定没有优先级。
在以上七种速度的基础上，借助于端子REX信号，又可实现八种速度，其对应的参数
是Pr．80～Pr．87，见表2—3。
表2—3各输入端子的状态与参数之间的对应关系表（8～15速）
输入端子状态
REX
REX，RL
REX，RM
RXE，RM，RL
REX，RH
REX，RH，RL
REX，RH，RM
REX，RH，RM，RL
参数号
Pr.80
Pr.81
Pr.82
Pr.83
Pr.84
Pr.85
Pr.86
Pr.87
注：
REX端子通过Pr．63的参数设定来确定，具体设定见附录I。
5.加、减速时间（Pr.7，Pr.8）及加、减速基准频率（Pr.20）Pr.7，Pr.8用于设定电动机加速、减速时间，Pr.7的值设得越大，加速时间越快；Pr.8的值设得越大，减速越慢。
Pr.20是加、减速基准频率，Pr.7设的值就是从0加速到Pr.20所设定的频率上的时间，Pr.8所设定的值就是从Pr.20所设定的频率减速到0的时间，如图2—3所示。
图2—3Pr.7，Pr.8参数意义图
6.电子过流保护（Pr.9）通过设定电子过流保护的电流值，可防止电动机过热，可以得到最优的保护性能。
设定过流保护注意以下事项：
1）当变频器带动两台或三台电动机时，此参数应设为“0”，即不起保护作用，每台电动机外接热继电器来保护。
2）特殊电动机不能用过流保护和外接热继电器保护。
3）当控制一台电动机运行时，此参数的值应设为1～1.2倍的电动机额定电流。
7.扩张功能显示选择（Pr.30）显示，设定扩张功能参数时设定。
“0”仅显示基本内容，“1”显示全部参数。
8.操作模式选择（Pr.79）变频器的操作模式可以用外部信号操作，也可以用PU（旋钮、RUN键）操作。
任何一种操作模式都可以固定或组合使用。
设定值
内容
0
用PU/EXT键可切换PU（设定用旋钮、RUN键）操作或外部操作。
1
只能执行PU（设定用旋钮、RUN键）操作。
2
只能执行外部操作。
3
运行频率
启动信号
·用设定用旋钮设定
·多段速选择
·4～20mA（仅当AU信号ON时有效）
外部端子（STF、STR）
4
运行频率
启动信号
外部端子信号（多段速、DC0～5V等）
RUN键
7
PU操作互锁
8
操作模式外部信号切换，根据X16信号的ON/OFF移往操作模式选择
（三）、变频器的额定值
1．输入侧的额定值
输入侧的额定值主要是电压和相数。
在我国的中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种情况（均为线电压）：
0.2—1.5KW（单/三相220V，FR—S520/S系列）
0.4—3.7KW（三相380V，FR—S540系列）
2．输出侧的额定值
（1）输出电压额定值UN由于变频器在变频的同时也要变压，所以输出电压的额定值是指输出电压中的最大值。
在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。
通常，输出电压的额定值总是和输入电压相等的。
（2）输出电流额定值IN输出电流的额定值是指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。
（3）输出容量SN（kVA）SN与UN和IN的关系为
（4）配用电动机容量PN（kW）变频器说明书中规定的配用电动机容量，是根据下式估算出来的。
式中ηM——电动机的效率；
——电动机的功率因数。
由于电动机容量的标称值是比较统一的，而ηM和
直却很不一致，所以容量相同的电动机配用的变频器容量往往是不相同的。
变频器铭牌上的“适用电动机容量”是针对四极的电动机而言，若拖动的电动机是六极或其他，那么相应的变频器容量加大。
（5）过载能力变频器的过载能力是指其输出电流超过额定电流的允许范围和时间。
大多数变频器都规定为150％IN，60s或180％IN，0.5s。
实训三正反转运行的参数单元操作
参数单元操作就是前面所说的“PU”操作方式，不需要控制端子的接线，完全用操作面板上的操作按键即可对变频器进行启停控制，它是变频器的基本运行方式之一。
变频器在实际使用中经常用到控制各类机械正反转。
例如：
前进后退、上升下降、进刀回刀等，都需要电动机的正反转运行，所以掌握用参数单元操作变频器的正反转运行方法，是学习变频器使用的基本所在。
一、实切目的
1．熟悉各种正反转运行实例的设定方法。
2．掌握这种运行曲线的操作方法。
3．熟悉涉及的参数功能。
4．掌握正反转运行的操作方法。
二、实训设备及材料
FR—S540—3.7kW的三菱变频器操作台每组一块。
三、实训内容及步骤
（一）运行曲线
如图3—1所示为变频器正反转运行曲线。
图3—1正反转运行曲线
（二）参数设定及运行频率设定
1．参数设定按表3—1设定相关参数。
表3—1参数设定表
参数名称
参数号
设置数据
上限频率
Pr.1
50Hz
下限频率
Pr.2
0Hz
基波频率
Pr.3
50Hz
加速时间
Pr.7
4s
减速时间
Pr.8
3s
扩张功能显示选择
Pr.30
0
操作模式选择
Pr.79
1
2．运行频率运行频率分别设定为：
第一次：
20Hz；第二次：
30Hz；第三次：
50Hz。
（三）操作步骤
1．连续运行
1）在操作前，经老师检查同意后，方可通电运行。
2）按操作面板上的[MODE]键两次，显示[参数设定]画面，在此画面下将参数Pr.79设定为“1”运行模式，此时“PU”灯亮。
3）依次按表3—1设定相关参数。
4）再按操作面板上的[MODE]键，切换到[频率设定]画面下，将运行频率设定为20Hz。
5）按[RUN]键，电动机正向运行在设定的运行频率上（20Hz），同时，RUN灯亮。
6）反转运行时，先按[STOP]键将电机停下来，再按[MODE]键切换到[参数设定]画面，在此画面下将参数Pr.17设定为“1”运行模式（反转运行）。
7）按[RUN]键，电动机反向运行在设定的运行频率上（20Hz），同时，RUN灯亮。
8）再分别在[频率设定]画面下改变运行频率为30Hz，50Hz，在设定运行频率30Hz前，先将参数Pr.17设定为“0”运行模式（正转运行），此后重复第4、5、6、7步，反复练习。
9）练习完毕后断电，整理工具、清理现场。
2.点动运行操作
1）设定参数。
在“PU”状态下，操作[MODE]键，调出[参数设定]画面，设定参数Pr.15=35Hz（点动状态下的运行频率），Pr.16=4s（点动状态下的加减速时间）。
2）按[PU/EXT]键，进入“切换PU/外部操作模式”，此时显示“PU”字样，再旋转“设定旋钮”将PU模式设定为“9”（JOG点动运行选择），再按[SET]进入点动状态。
3）正向点动或反向点动要切换时，请按连续运行设定的第6步来操作，运行在35Hz上，加、减速时间由Pr.16的值决定（4s）。
（四）注意事项
1．切不可将L1，L2，L3与U，V，W端子接错，否则，会烧坏变频器。
2．电动机为Y形接法。
3．操作完成后注意断电，并且清理现场。
4．运行中若出现报警现象，要复位后重新运行。
实训四正反转运行的外部操作
外部运行操作，就是用变频器控制端子上的外部接线控制电动机启停和运行频率的一种方法，目前是通过设置Pr.79的值来进行操作模式切换的，此时参数单元操作无效，实际中这种操作模式应用较多。
一、实训目的
1．掌握变频器外部接线。
2．掌握变频器外部控制端子的功能。
3．掌握外部运行模式下变频器的操作方法。
二、实训设备及材料
FR—S540—3.7kW的三菱变频器操作台每组一块。
三、实训内容及步骤
（一）接线图及操作步骤
1.接线图外部运行接线图如图4—1所示。
图4—1外部运行接线图
2．操作步骤
1）连续运行
①主回路接线和控制回路接线请参照附录Ⅱ端子接线图。
②老师检查无误后通电。
③在[PU模式]下设定表3—1中的参数。
④设Pr.79=2（只能执行外部操作），EXT灯亮。
⑤接通STF，转动电位器，电动机正向逐渐加速。
⑥断开STF，电动机停。
⑦接通STR，转动电位器，电动机反向逐渐加速。
⑧断开STR，电动机停。
⑨练习完毕断电后拆线，并且清理现场。
2）点动运行（Pr.79=2下的点动）
①接通JOG，变频器处于外部点动状态。
②设定参数Pr.15=35Hz；Pr.16=4s。
③接通STF，正向点动运行在35Hz；断开STF，电动机停止。
④接通STR，反向点动运行在35Hz；断开STR，电动机停止。
（二）注意事项
1.不能将L1，L2，L3与U，V，W端子接错，否则会烧坏变频器。
2.当STR和STF同时接通时，相当于发出停止信号，电动机停止。
2.绝对不能用参数单元上的[STOP]键停止电动机，否则报警显示P---5（清除最简捷的方法是关掉电源，重新开启）。
实训五多段速度运行操作
FR—S540三菱变频器的多段速度运行共有15种运行速度，通过外部接线端子的控制可以运行在不同的速度上，特别是与可编程控制器联合起来控制更方便，在需要经常改变速度的生产机械上得到广泛应用。
一、实训目的
1．熟悉组合操作的设置方式。
2．掌握多段速度各参数的设定方法。
3．熟悉多段速度的外部接线。
4．理解多段速度各参数的意义。
二、实训设备
FR—S540—3.7kW的三菱变频器操作台每组一块。
三、实训内容及步骤
多段速度控制方式在实际应用中是十分广泛的，是工业生产控制中变频器基本控制方式之一。
多段速度运行操作：
1．七段速度运行曲线如图5—1所示，运行频率图中已经注明。
图5—1七段速度运行曲线图
2．基本运行参数设定见表5—1。
表5—1基本运行参数设定表
参数名称
参数号
设置数据
提升转距
Pr.0
4%
上限频率
Pr.1
50Hz
下限频率
Pr.2
0Hz
基波频率
Pr.3
50Hz
加速时间
Pr.7
4s
减速时间
Pr.8
3s
电子过流保护
Pr.9
由电动机功率定
加减速基准时间
Pr.20
50Hz
操作模式
Pr.79
3
3．七段速度运行参数设定见表5
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