變頻器的使用

1、變頻器的使用,1 變頻器概述,2 變頻器輸出頻率,4 PLC與變頻器綜合應用,3 通用變頻器FR-E500的使用,變頻器概述,變頻器的用途和構(gòu)造,使用變頻器的電動機大大降低了啟動電流，啟動和停機過程平穩(wěn)，減少了對設(shè)備的沖擊力，延長了電動機及生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。,1變頻器的用途,（1）調(diào)速。,圖7-1 變頻器變頻輸出,（2）節(jié)能。,（3）提高自動化控制水平。,2變頻器的構(gòu)造,圖7-2 變頻器的結(jié)構(gòu)框圖,圖7-3 變頻器主電路結(jié)構(gòu),（1）整流電路。 （2）儲能電路。 （3）逆變電路。 變頻器的控制電路主要以單片計算機為核心構(gòu)成，控制電路具有設(shè)定和顯示運行參數(shù)、信號檢測、系統(tǒng)保護、計算與控制、驅(qū)動逆

2、變管等功能。,（1）u/f控制方式,（2）矢量控制方式,3變頻調(diào)速控制方式,圖7-4 u/f曲線,變頻器電路配線與注意事項,變頻器的主電路配線如圖7-5所示。,圖7-5 變頻器主電路配線,變頻器日常維護,（1）變頻器是否按設(shè)定參數(shù)運行，面板顯示是否正常。 （2）安裝場所的環(huán)境、溫度、濕度是否符合要求。 （3）變頻器的進風口和出風口有無積塵和堵塞。 （4）變頻器是否有異常振動、噪聲和氣味。 （5）是否出現(xiàn)過熱和變色。,1維護和檢查時的注意事項,（1）變頻器斷開電源后不久，儲能電容上仍然剩余有高壓電。進行檢查前，先斷開電源，過10min后用萬用表測量，確認變頻器主回路正負端子兩端電壓在直流幾伏以下

3、后再進行檢查。 （2）用兆歐表測量變頻器外部電路的絕緣電阻前，要拆下變頻器所有端子上的電線，以防止測量高電壓加到變頻器上?？刂苹芈返耐〝鄿y試應使用萬用表（高阻擋），不要使用兆歐表。 （3）不要對變頻器實施耐壓測試，如果測試不當，可能會使電子元器件損壞。,2日常檢查項目,（1）定期檢查除塵。除塵前先切斷電源，待變頻器充分放電后打開機蓋，用壓縮空氣或軟毛刷對積塵進行清理。除塵時要格外小心，不要觸及元器件和微動開關(guān)。 （2）定期檢查變頻器的主要運行參數(shù)是否在規(guī)定的范圍。 （3）檢查固定變頻器的螺絲和螺栓，是否由于振動、溫度變化等原因松動。 （4）定期檢查變頻器的冷卻風扇、濾波電容，當達到使用期限后及

4、時進行更換。,3定期檢查項目,變頻器輸出頻率,變頻器輸出頻率的含義,1最大頻率fmax、基準頻率fN和基準電壓UN,圖7-6 基準頻率、輸出電壓及最大頻率的關(guān)系,在調(diào)速過程中，有時需要多個不同速度的階段，通常可設(shè)置為315段不同的輸出頻率。,2上限頻率f和下限頻率fL,變頻器的輸出頻率被限定在上下限頻率之間，以防止誤操作時發(fā)生失誤。,3啟動頻率,啟動信號為ON的開始頻率，通常出廠設(shè)定值為0.5Hz。,4點動頻率,點動操作時的頻率，通常出廠設(shè)定值為幾赫茲。,5跳躍頻率,跳躍頻率是指運行時避開某個頻率。如果電動機在某個頻率下運行時生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生機械諧振，則要避開這個頻率。通常變頻器可設(shè)置3個以上的跳

5、躍頻率和跳躍頻率的范圍。,6多段速頻率,載波頻率偏低，電動機運行時會產(chǎn)生噪聲；載波頻率偏高，工作損耗增大。變頻器出廠時已設(shè)置了較好的載波頻率，一般不需要重新設(shè)定。,7制動頻率,當變頻器停止輸出時，頻率下降到進行直流制動的頻率。在生產(chǎn)工藝需要準確定位停機時，需要設(shè)置制動頻率、制動時間和制動電壓。例如，三菱變頻器FR-E540-0.75K-CHT的出廠設(shè)定值分別為3Hz、0.5s和電源電壓的6%。,8輸入最大模擬量時的頻率,指輸入模擬電壓5V（10V）或模擬電流20mA時的頻率值，通常出廠設(shè)定值為50Hz。,9載波頻率,設(shè)置或修改變頻器輸出頻率的方法,1面板功能鍵 按面板上增、減鍵設(shè)置或修改輸出頻

6、率值。 2面板電位器 旋動面板電位器旋鈕可以設(shè)置或修改連續(xù)變化的輸出頻率值。 3外部接點端子 用外部高速、中速、低速或多段速接點端子的通斷來改變輸出頻率。 4外部模擬信號端子 用外部模擬電壓值或模擬電流值的變化設(shè)置或修改輸出頻率。,7.3 通用變頻器FR-E500的使用,圖7-7 變頻器FR-E500外形與端子板,三菱通用變頻器FR-E540-0.75K-CHT的容量和輸入/輸出參數(shù)見表7-2。,表7-2通用變頻器FR-E540-0.75K-CHT容量和輸入/輸出參數(shù),變頻器的配線圖與端子板,1變頻器的基本配線圖,圖7-8 三菱變頻器FR-E500基本配線圖,控制電路端子如圖7-9（b）所示，

7、控制電路端子符號與功能說明見表7-4。,圖7-9 變頻器主電路、控制電路端子,2主電路端子,主電路端子如圖7-9（a）所示，主電路端子符號與功能說明見表7-3。,3控制電路端子,表7-3主電路端子符號與功能說明,表7-4控制電路端子符號與功能說明,變頻器操作面板與參數(shù)設(shè)定,1變頻器的操作面板,圖7-10 變頻器操作面板,表7-5按鍵與狀態(tài)指示燈說明,實習操作：變頻器面板操作模式,操作內(nèi)容為：恢復出廠設(shè)定值；由面板【】、【】鍵設(shè)定輸出頻率；由面板按鍵完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制。控制電路基本接線圖如圖7-11所示。 操作步驟如下。 （1）按圖7-11接線，檢查無誤后接通電源。 （2）恢復變頻器出廠設(shè)

8、定值。有關(guān)出廠設(shè)定值如下。 參數(shù)【1 =120】，上限頻率為120Hz。 參數(shù)【2 = 0】，下限頻率為0Hz。 參數(shù)【3= 50】，基準頻率為50Hz。 參數(shù)【7 = 5】，啟動加速時間為5s。 參數(shù)【8 = 5】，停止減速時間為5s。 參數(shù)【79 = 0】，外部操作模式，【EXT】顯示點亮。,圖7-11 變頻器面板操作運行基本接線圖,（3）修改不符合控制要求的出廠設(shè)定值。 修改參數(shù)【79 = 1】，選擇面板操作模式，【PU】燈點亮。 （4）設(shè)定輸出頻率。用【MODE】鍵選擇【頻率設(shè)定模式】，用【】、【】鍵設(shè)定頻率值為50Hz，用【SET】鍵寫入。 （5）正轉(zhuǎn)。按【FWD】鍵，電動機加速啟動

9、，顯示輸出頻率。【RUN】燈點亮。 （6）反轉(zhuǎn)。按【REV】鍵，電動機加速啟動，顯示輸出頻率?！綬UN】燈閃爍。 （7）停止。按【STOP/RESET】鍵，電動機減速停止?！綬UN】燈滅。 （8）切斷電源。,實習操作：變頻器外部操作模式,操作內(nèi)容為：恢復出廠設(shè)定值；由外部模擬電壓信號端設(shè)定輸出頻率；由外部開關(guān)完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制。控制電路基本接線圖如圖7-12所示。,操作步驟如下。 （1）按圖7-12接線，接線無誤后接通電源。,圖7-12 變頻器外部控制方式基本接線圖,（2）恢復變頻器出廠設(shè)定值。有關(guān)出廠設(shè)定值如下。 參數(shù)【1 =120】，上限頻率為120Hz。 參數(shù)【2 = 0】，下限頻

10、率為0Hz。 參數(shù)【3 = 50】，基準頻率為50Hz。 參數(shù)【7 = 5】，啟動加速時間為5s。 參數(shù)【8 = 5】，停止減速時間為5s。 參數(shù)【38 = 50】，5V（10V）輸入時頻率為50Hz。 參數(shù)【73 = 0】，選擇5V的輸入電壓。 參數(shù)【79 = 0】，外部操作模式，【EXT】顯示點亮。 （3）把外接電位器逆時針旋轉(zhuǎn)到底，輸出頻率設(shè)定為0。把外接電位器慢慢順時針旋轉(zhuǎn)到底，輸出頻率逐步增大到50Hz。 （4）正轉(zhuǎn)。接通STF-SD，【RUN】燈亮，輸出頻率逐步增大到50Hz。 （5）反轉(zhuǎn)。接通STR-SD，【RUN】燈閃爍，輸出頻率逐步增大到50Hz。 （6）停止。斷開STF、S

11、TR。 （7）切斷電源。,實習操作：變頻器組合操作模式,操作內(nèi)容為：恢復出廠設(shè)定值；由面板設(shè)定輸出頻率；由外部開關(guān)完成正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止控制。 控制電路基本接線圖如圖7-13所示，操作步驟如下。 （1）按圖7-13接線，接線無誤后接通電源。,圖7-13 變頻器組合操作控制方式基本接線圖,（2）恢復變頻器出廠設(shè)定值。有關(guān)出廠設(shè)定值如下。 參數(shù)【1 =120】，上限頻率為120Hz。 參數(shù)【2 = 0】，下限頻率為0Hz。 參數(shù)【3= 50】，基準頻率為50Hz。 參數(shù)【7 = 5】，啟動加速時間為5s。 參數(shù)【8 = 5】，停止減速時間為5s。 參數(shù)【79 = 0】，外部操作模式，【EXT】顯示點

12、亮。 （3）修改不符合控制要求的出廠設(shè)定值。 修改參數(shù)【79 = 3】，外部與面板組合操作模式，【PU】和【EXT】兩燈亮。 （4）設(shè)定輸出頻率。用【MODE】鍵選擇【頻率設(shè)定模式】，用【】、【】鍵改變設(shè)定值為50Hz，用【SET】鍵寫入。 （5）正轉(zhuǎn)。接通STF-SD，【RUN】燈亮，輸出頻率逐步增大到50Hz。 （6）反轉(zhuǎn)。接通STR-SD，【RUN】燈閃爍，輸出頻率逐步增大到50Hz。 （7）停止。斷開STF、STR。 （8）切斷電源斷路器。,實習操作：繼電器控制的變頻器調(diào)速電路,控制要求：用繼電器控制電動機低速啟動，中、高速運行，控制原理圖如圖7-14所示。,圖7-14 變頻器3速控制

13、方式原理圖,各按鈕名稱及動作如下。 SB1：低速啟動按鈕。按下SB1電動機以10Hz頻率低速啟動。 SB2：中速運行按鈕。按下SB2電動機以30Hz頻率中速運行。 SB3：高速運行按鈕。按下SB3電動機以50Hz頻率高速運行。 SB4：停止按鈕。按下SB4電動機減速停止。 注：各速運行頻率（參數(shù)4、5、6）可以修改。3速設(shè)定的場合，2速以上同時被選中時，低速設(shè)定的頻率優(yōu)先。 低速啟動，中、高速運行曲線如圖7-15所示。,圖7-15 低速啟動，中、高速運行曲線,操作步驟如下。 （1）按圖7-14接線，接線無誤后接通電源。 （2）恢復變頻器出廠設(shè)定值。有關(guān)出廠設(shè)定值如下。 參數(shù)【1 =120】，上

14、限頻率為120Hz。 參數(shù)【2 = 0】，下限頻率為0Hz。 參數(shù)【3= 50】，基準頻率為50Hz。 參數(shù)【4= 50】，高速頻率為50Hz。 參數(shù)【5= 30】，中速頻率為30Hz。 參數(shù)【6= 10】，低速頻率為10Hz。 參數(shù)【7 = 5】，啟動加速時間為5s。 參數(shù)【8 = 5】，停止減速時間為5s。 參數(shù)【79 = 0】，外部操作模式，【EXT】顯示點亮。 （3）低速啟動。按下低速啟動按鈕SB1，中間繼電器KA1通電自鎖，RL-SD接通。KA4通電自鎖，STF-SD接通，電動機以10Hz頻率低速運行。 （4）中速運行。按下中速運行按鈕SB2，中間繼電器KA2通電自鎖， RM-SD接

15、通，電動機以30Hz頻率中速運行。KA1聯(lián)鎖斷電。 （5）高速運行。按下高速運行按鈕SB3，中間繼電器KA3通電自鎖，RH-SD接通，電動機以50Hz頻率高速運行。KA2聯(lián)鎖斷電。 （6）停止。按下停止按鈕SB4，KA1KA4斷電，電動機減速停止。 （7）切斷電源。,PLC與變頻器綜合應用,控制要求與電路,某紡紗設(shè)備電氣控制系統(tǒng)使用PLC和變頻器，控制要求如下。 （1）為了防止啟動時斷紗，要求啟動過程平穩(wěn)。 （2）紗線到預定長度時停車。使用霍爾傳感器將輸出紗線機軸的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)轉(zhuǎn)換成高速脈沖信號，送入PLC進行計數(shù)，達到定長值（70 000轉(zhuǎn)）后自動停車。 （3）在紡紗過程中，隨著紗線在紗管上的卷

16、繞，紗管直徑逐步增粗。為了保證紗線張力均勻，卷繞電動機將逐步降速。 （4）中途停車后再次開車，應保持停車前的速度狀態(tài)。,1控制要求,霍爾傳感器有三個端子，分別是正極（接PLC的L+端）、負極（接PLC的M端）和信號端（接PLC的輸入端I0.0）。當機軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼經(jīng)過霍爾傳感器時，產(chǎn)生脈沖信號送入I0.0，由于機軸轉(zhuǎn)速每分鐘高達上千轉(zhuǎn)，可使用高速計數(shù)器HSC0對I0.0的脈沖信號計數(shù)。,2霍爾傳感器與輸出紗線機軸的安裝示意圖,霍爾傳感器與輸出紗線機軸的安裝示意圖如圖7-16所示。,圖7-16 霍爾傳感器與輸出紗線機軸的安裝示意圖,3控制電路,圖7-17 高速計數(shù)與變頻調(diào)速控制線路,表7-6 PL

17、C輸入/輸出端口分配和控制變頻器端子,PLC的輸入/輸出端口分配和控制變頻器端子見表7-6。,變頻器多段速設(shè)置,表7-7 變頻器多段速運行與PLC控制端子的關(guān)系,1變頻器多段速運行與PLC控制端子的關(guān)系,變頻器多段速與PLC控制端子的關(guān)系見表7-7。,Q0.2Q0.0的變化規(guī)律正好符合二進制數(shù)的加1運算，這樣的組合方式使PLC控制程序相對簡單。變頻器多段速運行曲線如圖7-18所示。,圖7-18 變頻器多段速運行曲線,（1）恢復出廠設(shè)定值，有關(guān)出廠設(shè)定值如下。 參數(shù)【1 =120】，上限頻率為120Hz。 參數(shù)【2 = 0】，下限頻率為0Hz。 參數(shù)【3 = 50】，基準頻率為50Hz。 參數(shù)【

18、4 = 50】，高速頻率為50Hz。 參數(shù)【5 = 30】，中速頻率為30Hz。 參數(shù)【6 = 10】，低速頻率為10Hz。 參數(shù)【7 = 10】，啟動加速時間為10s（型號5.5K為10s）。 參數(shù)【8 = 10】，停止減速時間為10s（型號5.5K為10s）。 參數(shù)【78 = 0】，電動機可以正反轉(zhuǎn)。 參數(shù)【79 = 0】，外部操作模式，【EXT】顯示點亮。 參數(shù)【251 = 1】，輸出欠相保護功能有效。,2變頻器的參數(shù)調(diào)節(jié),（2）修改參數(shù)【79 = 1】，選擇面板操作模式，【PU】燈點亮。 （3）修改不符合控制要求的出廠設(shè)定值。 參數(shù)【1 = 50】，上限頻率改為50Hz，防止誤操作后頻率超過50Hz。 參數(shù)【7 = 20】，啟動加速時間改為20s，滿足啟動過程平穩(wěn)要求。 參數(shù)【9 = 10】，電子過電流保護10A，等于電動機額定電流。 參數(shù)【4 = 5