《变频器》教案.docx

1、变频器教案变频器教案课题一 变频器的安装与接线一、教学目的与要求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、教学过程（一）、FRE540变频器的拆装方法1.FRE540变频器外观和结构如下图所示：前视图拆掉前盖板和辅助板后2.前盖拆卸：前盖板是由位于A，B，C位置的插销固定的，请按箭头方向以C点，同时按下A，B，取下前盖板。3.接线盖板的拆卸4.辅助盖板的拆卸与安装拆卸 安装5. 操作面板的安装与拆卸安装拆卸6.使用电脑连接时，应将连接电缆线接到PU接口，如下图。7.操作面板（FRPA0202）表面盖板的拆卸8.展开

2、图（二）、FRE540变频器的接线：1. FRE540变频器端子接线图如下图2.主回路接线端子排列图如下： 3.控制回路接线端子排列图如下：三、实训操作内容1.变频器的拆装练习2.变频器的端子排列接线四、小结课题二 变频器操作面板的使用一、教学目的与要求1.掌握变频器操作模式的转换；2.熟悉变频器操作面板显示及各按键操作；3.全部清除操作的步骤；二、教学过程（一）操作面板各部份名称和作用（二）按MODE键改变监示显示（三）监示（四）频率设定（五）参数设定方法（六）操作模式（七）帮助模式三、实训操作内容1.变频器的操作模式转换练习。2.变频器操作面板各按键的操作练习。四、实习考核1. 变频器操作

3、面板考试。五、小结课题三 变频器的运行操作一、教学目的与要求 1、了解变频器的操作方法及显示特点。 2、了解并熟悉变频器各种运行模式。 3、熟练掌握变频器运行方式的切换和参数的预置方法。二、教学过程（一）操作前的检查1、安全 在即使机械失控也能确保安全的情况下，进行测试操作。2、机械 确认机械无故障。3、 参数 设定参数值，与机械系统相适应。4、试运行 在轻负荷，低频率时试运行，确认安全动作后再开始进行运行。 另外出厂时设定了Pr.240 “Soft-PWM设定”，Soft-PWM控制，与原来的非低噪音运行时音质不同，但不属异常。（二）变频器的操作模式（1）外部操作模式步骤说明：1.通电确认运

4、行状态将电源处于ON，确认操作模式中显示“EXT”。没有显示时， 按MODE键设定到外部操作模式，或用键切换到外部操作。2.开始将启动开关(STF或STR)处于ON。表示运转状态的FWD和REV闪烁。如果正转和反转开关都处于ON电机不起动。如果在运行期间，两开关同时处于ON，电机减速至停止状态。3.加速恒速顺时针缓慢旋转电位器(频率设定电位器)到满刻度。显示的频率数值逐见增大，显示为50.00Hz。4.减速逆时针缓慢旋转电位器(频率设定电位器)到底。频率显示逐渐减小到0.00Hz。电机停止运行。5.停止断开启动开关(STF或STR)。（2）外部点动操作模式运行时，保持启动开关(STF或STR)

5、接通，断开则停止。（1）选定Pr.15“点动频率”，和Pr.16 “点动加/减速时间”；（2）选择外部操作模式；（3）接通点动信号，并保持起动信号(STF或STR)接通，进行点动运行。点动信号的使用端子 Pr.180Pr.186（输入端子功能选择下一章详细介绍）（三）PU操作模式(用操作面板运行)在电机运行中重复下述的步骤2，3，可改变运转速度。步骤说明如下：1.通电确认运行状态将电源处于ON，确认操作模式中显示“PU”。没有显示时，用MODE键设定到操作模式，用键切换到外部操作。2.运行频率设定设定运行频率为50Hz。首先，按MODE键切换到频率设定模式。然后， 按键改变设定值，按SET键写

6、入频率。3.开始按FWD或REV键。电机启动，自动地变为监示模式，显示输出频率。4.停止按STOP RESET 键。电机减速后停止。（四）PU点动运行模式仅在按下FWD或REV键的期间内运行，松开后则停止。（1）定参数Pr.15“点动频率”和Pr.16“点动频率加/减速时间”的值。（2）设定PU点动运行。用MODE键设定到操作模式，然后用键切换到PU点动运行。（3）按着FWD 或REV键，则运行。如果电机不转，请确认Pr.13“启动频率”。在点动频率设定为比启动频率低的值时，电机不转。三、实训操作内容1.变频器的外部操作2.变频器PU开环和闭环运转3.变频器的组合操作四、小结课题四 常用参数的

7、作用及设置一、教学目的与要求1验证各种常用的功能，掌握各种参数之间的配合和使用技巧。2了解多功能端子的含义和使用。3了解多档转速的操作步骤，掌握多档转速的控制方法。二、教学过程（一）常用频率参数的作用及设置 1、起动频率 只有给定频率达到起动频率时，变频器才有输出电压。 预置起动频率分别为：Pr.13=20Hz，Pr.13=30Hz。 在外部运行模式下，记录电动机起动的瞬间变频器的输出电压，并比较两起动电压的大小有何不同。 2、点动频率 出厂时点动频率的给定值是5Hz，如果想改变此值可通过预置Pr.15（点动频率）、Pr.16（点动加、减速时间）两参数完成。 设：Pr.15=20Hz Pr.1

8、6=10s在 PU运行模式下观察频率和电压值。3、上限频率它是指变频器输出频率的上限值。设：Prl50Hz当给定频率分别为 40HZ和 60HZ时，记录变频器的输出频率和电压值。4、跳跃频率三菱变频器通过Pr.31Pr.32；Pr.33Pr.34；Pr.35Pr.36给定了三个跳变区域，如果预置 Pr.3330Hz；Pr.3435Hz；当给定频率在30Hz和 35Hz之间，变频器的输出频率固定在30HZ运行，操作步骤如下：l)在PU运行模式下，使 Pr.3330Hz，Pr.3435Hz。2)按动MODE键至监示模式。3)按动SET键至频率监示。4)按下REV（或FWD）使电动机运行，此时面板显

9、示变频器的输出频率。5)在3628HZ之间改变给定频率，观察显示频率的变化规律。6)预置Pr.3335Hz，Pr.3430Hz，按照2)5)的步骤操作，观察频率的变化。（二）多档转速运行 用参数预置多档运行速度，(Pr.4Pr.6；Pr.24Pr.27；Pr.232Pr.239)用变频器控制端子进行切换。多档速度控制只在外部运行模式或组合运行模式(Pr.79=3，4)中有效。三菱变频器可通过接通、关断控制端子RH、RM、RL、REX选择多种速度。各开关状态与各段速度的关系如图实习 1所示，其中，REX在三菱变频器的控制端子中并不存在，根据三菱多功能端子的选择方法，可用Pr.180Pr.186来

10、定义任一控制端子为REX。1、多功能端于的定义由附录B中的端子功能选择可知：如果将RT端子定义为REX端子，可设Pr.183=8。2、如果不使用REX，通过RH、RM、RL的通断最多可选择7段速度速度1：Pr4=50Hz速度2：Pr5=30Hz速度3：Pr6=10Hz速度4：Pr24=15Hz速度5：Pr25=40Hz速度6：Pr26=35Hz速度7：Pr27=5Hz按图中接线，在外部运行模式或组合运行模式下，合RH开关，电动机按速度1运行。按图的曲线，同时合上 RH、RL开关，电动机按速度 5运行等等。3、如果选用REX，配合RH、RM、RL。的通断，最多可选择15段速度1)设置速度8速度1

11、5的各段速度参数，设Pr.232Pr.239的参数为20、28、互6、32、22、45、12、42。2)按图接线，并按图的曲线合上相应的开关，则电动机即可按相应的速度运行。4、改变参数的运行1)如果选 JOG端子作为REX，则重做上述实验。2)自行重新设置速度l速度15的数值，则重做上述实验。三、实训操作内容1.变频器的常用参数设置练习。2.变频器多档转速运行的练习。四、实习考核1.变频器的常用参数设置考试。五、小结课题五 变频器的外接端子控制一、教学目的与要求1掌握变频器的外接端子参数的设定；2掌握用变频器控制电动机的点动与运行控制的参数设定；3掌握变频器的多功能输入控制端子的参数预置。二、

12、教学过程（一）电动机的点动控制1. 基本概念点动控制是各类机械在调试过程中经常使用的操作方式。因为主要用于调试，故所需频率较低，一般也不需要调节。点动控制可分为内部点动控制和外部点动控制。内部点动控制就是通过变频器的操作面板进行点动操作，点动频率是通过改变参数来确定的（出厂设定为5Hz）。外部点动控制就是通过变频器外部接线端子来控制电机的点动运行。当使用外部点动控制时需将操作模式设置在外部操作模式，点动运行用输入端子功能选择选择点动操作功能，当点动信号ON时，用启动信号进行启动停止。2.功能设置三菱FR-A540系列变频器(1)当使用内部点动操作1)按MODE键至“运行模式”。2)按/键至“P

13、U点动操作，确认PU灯亮。3)按住REV或FWD键电机旋转，松开则电机停转。(2)当使用外部点动操作1)按图1所示接线。2)设定“点动频率”Pr.15的参数。3)设定“点动加减速时间”Pr.16的参数。4)按MODE键选择“运行模式(操作模式)”5)按/键选择“外部点动操作模式，确认EXT灯亮。6)保持启动信号(STF或STR)接通，进行点动运行。图1 电机外部点动控制（二）电机的运行控制1. 正反转运行的基本电路(1)变频器的外控运行变频器由外接的控制电路来控制其运行的工作方式称为外控运行方式，在需要进行外控运行时，变频器须事先将运行模式预置为外部运行。在三菱FRA540变频器中，将Pr.7

14、9功能预置为“2”。(2)按钮开关控制的正、反转电路1)三位旋钮开关控制电路控制电路如图2所示。图2 三位旋钮开关控制正、反转电路 图3 自锁按钮控制正、反转电路在“STF”、“STR”和“SD”之间接入三位旋钮开关SA，当旋钮旋到“STF”时即为正转，当旋钮旋到“STR”时即为反转，旋钮旋到中间位置时为停止。按钮SB3则用于排除故障后使变频器复位。2)自锁按钮控制正、反转电路控制电路如图3所示。用二个自锁按钮分别在“STF”和“SD”之间“STR”和“SD”之间，当SB1按下时“STF”和“SD”之间接通正转，当SB2按下时“STR”和“SD”之间接通反转，当SB1、SB2同时按下或SB1、

15、SB2都没按时为停止。(3)旋转方向的更正如果电动机的旋转方向反了，可以不必更换电动机的接线，而通过以下方法来更正：1)将由公共端“SD”接至正转接线端“STF”的连线改接至反转接线端“STR”。2)接至正转接线端“STF”的连线不变，而通过功能预置来改变旋转方向。在三菱FRA540变频器中，将Pr78功能项置为“1”时，为正转；预置为“2”时，为反转。3)某些机械是不允许反转的，例如: 风机，泵。为此变频器设有禁止电动机反转功能。在三菱FRA540变频器中，将Pr78功能项置为“0 ”时，为正转和逆转均可；预置为“1”时，为不可逆转；预置为“2”时，为不可正转。(4)继电器控制的正、反转电路

16、控制电路如图4所示。图4 继电器控制的正、反转电路按钮SB1、SB2用于控制正转继电器KA1，从而控制电动机的正转运行、停止；按钮SB1、SB3用于控制正转继电器KA2，从而控制电动机的反转运行、停止；图中A、B、C三个接点是三菱变频器异常输出的保护接点，变频器正常工作时：B、C点闭合，A、B点断开；变频器异常时：B、C点断开，使变频器的启动信号断开，A、C点闭合，输出报警信号。（三）多功能输入控制端子的参数预置1. 基本概念变频器外接控制信号多种多样，但每个拖动系统同时应用的输入端子并不多，所以变频器只需提供一定数量的可编程输入端子，它们的具体功能并不固定，而可通过用户根据需要进行预置，这些

17、端子称为多功能输入端子。2. 功能设置（1）三菱FRA540变频器输入端子的配置如图5所示，输入端子RL、RM、RH、RT、AU、JOG、CS均为多功能输入端。（2）具体功能的预置 参数号Pr.180Pr.186预置RL、RM、RH、RT、AU、JOG、CS的功能。Pr.180“RL端子功能选择”Pr.181“RM端子功能选择”Pr.182“RH端子功能选择”Pr.183“RT端子功能选择”Pr.184“AU端子功能选择”Pr.185“JOG端子功能选择”Pr.186“CS端子功能选择”用表1所示这些参数选择/改变输入端子的功能。表1 多功能输入端子参数功能表设定值端子名称功能00RLPr.5

18、9=0低速运行指令Pr.59=1，2遥控设定(设定清零)Pr.79=5程序运行速度组选择Pr.270=1，3挡块定位选择01RMPr.59=0中速运行指令Pr.59=1，2遥控设定(减速)Pr.79=5程序运行速度组选择2RHPr.59=0高速运行指令Pr.59=1，2遥控设定(加速) Pr.79=5程序运行速度组选择3RT第2功能选择Pr.270=1，34AU电流输入选择5JOGJOG运行选择6CS瞬时掉电自动再启动选择7OH外部热继电器输入通过设置在外部的加热保护用过电流保护继电器或者电机内置型的温度继电器等的动作停止变频器工作8REX15速选择(同RL， RM， RH的3速组合)9X9第

19、3功能选择10X10FR-HC连接(变频器允许运行)11X11FR-HC连接(瞬时掉电检测)12X12PU运行外部互锁13X13外部直流制动启动14X14PID控制有效端子15BRI制动开启完成信号16X16PU运行，外部运行互换17X17负荷曲线选择正转反转提升18X18先进磁通矢量控制V/F控制切换19X19负荷转矩高速频率20X20S字切减速C切换端子 22X22定向指令23LX预备励磁 9999无功能三、实训操作内容1变频器的外接端子参数的设定练习。2用变频器控制电动机的点动与运行控制的操作。3变频器的多功能输入控制端子的参数设置练习。四、小结课题六 变频器的保护功能一、教学目的与要求

20、1掌握电动机的失速防止功能的设置。2掌握变频器的电流保护功能的设置。二、教学过程（一）电动机的失速防止功能1、功能预置Pr.22“失速防止动作水平”Pr.23“倍速时失速防止动作水平补正系数”Pr.66“失速防止动作降低开始频率”Pr.48“第二失速防止动作电流”Pr.49“第二失速防止动作频率”Pr.114“第三失速防止动作电流”Pr.115“第三失速防止动作频率”Pr.148“在0V输入时的失速防止水平”Pr.149“在10V输入时的失速防止水平”Pr.154“选择失速防止动作时电压下降”Pr.156“失速防止动作选择”1）在电机额定频率以上高速运行时，因为电机的电流不能增加，因而有可能不

21、能加速。为了改善这种场合电机的运行特性，可以降低高频域的失速防止水平。这对离心分离器高速运行时非常有效。通常设定Pr.66为50Hz，Pr.23为100%。2）在高频域运行时电机被卡住时的电流比变频器额定输出电流小，因此即使电机停止也不会报警(保护功能不动作)。为改善这种状况，使其报警动作而降低失速防止(电流制限)水平。3）为了提供失速防止时的转矩，出厂设定Pr.154没有降低输出电压。如将此参数改为降低输出电压设定将减少过电流发生的可能性。4）失速防止动作水平能通过模拟端子1的输入调节。5）失速防止动作水平参数设置示例如图1(a)、(b)、(c)所示。(a) (b)(c)图1 失速防止动作水

22、平参数设置6）失速防止参数设置范围如表1所示。表1 失速防止参数设置范围参数号出厂设定设定范围备注22150%0至200%，9999 9999:模拟调节2399990至200%，9999 9999:按照Pr.22设定的值6650Hz0至400Hz48150%0 至200%4900 至400Hz， 9999114150%0 至200%11500 至400Hz148150%0至200%(偏置)149200%0至200%(增益)15410，10:输出电压降低1:输出电压不降低15600至31，100，1017）设定在Pr.22中设定失速防止动作水平。正常设定为150%(出厂设定). 降低在高频域失速

23、防止动作水平， 在Pr.66中设定降低开始频率和在Pr.23中设定降低比率补偿系数。当Pr.23设定为“9999”(出厂设定)时， 直到400Hz，失速防止动作水平均是Pr.22所设定的常数。8）参数设置注意事项(1)当选择“OL信号输出时不继续运行”，显示“E.OLT”报警代码(因失速停止)并且停止运行。(报警停止显示“E.OLT”)(2)当Pr.156设定值为“101”时，与“100”相比，可以不让驱动时的高响应电流限制动作。注意必须执行试运行。加速时失速防止动作，可能会延长加速时间。恒速时失速防止动作，可能会引起速度突变。减速时失速防止动作，可能会延长减速时间，增加减速距离。（二）变频器

24、的电流保护功能1、功能预置1）电子过电流保护电子过电流保护参数号及设定范围如表2所示。表2 电子过电流保护参数设定范围参数号出厂设定设定范围9额定输出电流0 至500A2）输出电流检出功能Pr.150“输出电流检测水平”Pr.151“输出电流检测时间”如果输出电流超过Pr.150设定值的时间比Pr.151设定的时间长， 则输出电流检测信号(Y12)从变频器的集电极开路端输出。一旦接通，输出电流检测信号保持至少100ms。输出电流检出功能参数号及设定范围如表3所示。表3 输出电流检出功能参数设定范围参数号出厂设定设定范围150150%0 到200.0%15100 到10s输出电流检出功能参数设定

25、说明如表4所示。表4 输出电流检出功能参数设定说明参数号说 明150设定输出电流检测水平； 变频器的额定电流为100%。151设定输出电流检测时间，此设定为从输出电流上升到或超过Pr.150的设定值起，到输出电流检测信号输出止的时间。3）零电流检测Pr.152“零电流检测水平”Pr.153“零电流检测时间”当变频器的输出电流降至“0”时， 将不能产生转矩。当变频器应用于垂直升降方面时，由于重力的作用会产生下滑现象。为了防止这种现象，当输出电流降至“0”时，变频器能输出一个零电流检测用于机械制动。如果输出电流低于Pr.152设定值的时间比Pr.153设定的时间长，则零电流检测信号(Y13)从变频

26、器的集电极开路端输出。零电流检测参数号及设定范围如表5所示。表5 零电流检测参数设定范围参数号出厂设定设定范围1525.0%0 至200.0%1530.5s0 至1s零电流检测参数设定说明如表6所示。表6 零电流检测参数设定说明参数号说 明152设定零电流检测水平。用额定电流的百分数设定此参数，作为零电流检测水平。153设定零电流检测时间。此设定为从输出电流降到或低于Pr.152的设定值起，到零电流检测信号Y13输出止的时间。(1)如果电流低于预设的检测水平，但时间条件未满足，零电流检测信号保持大约100ms。(2)在执行在线或离线调整时，此功能也有效。(3)当用Pr.190至195改变端子功

27、能时，其它功能可能会受到影响， 改变设置前请确认相应端子的功能。(4)注意1)零电流检测水平不能设定太高，零电流检测时间不能设定太长.否则，当小输出电流不产生转矩时，检测信号可能不输出。2)即使用了零电流检测信号，为了使机械和设备不处于危险状态，要求安装紧急制动装置以确保安全。三、实训操作内容1电动机的失速防止功能的设置练习。2变频器的电流保护功能的设置练习。四、小结课题七 通讯相关的参数及设置一、教学目的与要求1了解变频器的通讯设置规格。2掌握变频器中的通讯设置。二、教学过程（一）通讯设置规格1.传输规格设置设置变频器的传输规格，变频器的通讯参数应与触摸屏中的通讯参数一致。通常采用表1所示的

28、传输规格设置。设置方法可参考变频器手册。通讯参数设置可参考下一节的内容。表1 人机与变频器传输的规格设置表项目RS-422通讯速度19200bps控制协议异步系统通讯方法半双工方法数据格式字符系统ASCII（7位）数据位7位终止符CR：提供 CF：不提供检验系统奇偶校验已提供（奇数）和检验已提供等待时间设置未被提供停止位长度1位2.设置站号 （1）变频器内的设置1）在00到31的范围内设置每一个站号，同时确定每一个站号只被使用一次。2）在RS-422接口连接中，最多可以连接10台变频器。3）设置站号时可以不考虑变频器的连接顺序，因为即使站号不连续也不会出现问题。图1 站号连接示例图（2）GOT-F900中的设置如变频器站号设置为“00”则人机中应保留站号设置“00”。设置示例通讯端口和相应的参数。将GOT-F900连接到变频器时，与通讯端口相应的参数应当被设置好。如表2所示。表2 GOT-F900与变频器通讯端口和对应参数表型号通讯端口GOT连接终点与变频器相应的参数A500系列内置变频器PU端口Pr117到Pr124选件FR-A5NR计算机链接选件Pr33