1、第第1節(jié)節(jié) 變頻調(diào)速基本知識(shí)變頻調(diào)速基本知識(shí) 在過去，直流調(diào)速一直優(yōu)于交流調(diào)速，對(duì)一些調(diào)速性能要求高的場合大都用直流調(diào)速，隨著電力電子器件和微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，八十年代初期出現(xiàn)了變頻器，特別是近十多年來，變頻器的性能得到了飛速發(fā)展，使得交流調(diào)速達(dá)到了與直流調(diào)速一樣的水平，并且在某些方面超過直流調(diào)速，操作者通過設(shè)置必要的參數(shù)變頻器就控制電機(jī)按照人們預(yù)想的曲線運(yùn)行。 1.1 變頻器基本知識(shí)介紹變頻器基本知識(shí)介紹 1.1.1 變頻器的基本控制方法變頻器的基本控制方法1U/F控制就是常說的VVVF控制，是一個(gè)開環(huán)控制，調(diào)速精度不高，但線路簡單，適用于調(diào)速精度要求不高的場合。2轉(zhuǎn)差頻率控制：這是閉環(huán)控制，精

2、度較高，通用性差，一般用在車輛控制，不常用。3矢量控制這是閉環(huán)控制，調(diào)速范圍寬，調(diào)速的動(dòng)態(tài)性能接近直流調(diào)速，一般用在高精度的場合。相對(duì)來說價(jià)錢較高。1.1.2 通用變頻器常用的電力電子器件：通用變頻器常用的電力電子器件：1雙極晶體管（BJT）：占到市面上變頻器的30%，較早的產(chǎn)品采用得多。2絕緣柵雙極晶體管（IGBT）：占市場的50%，逐步取代了BJT，市面上的變頻空調(diào)約98%都采用此器件。3智能電力模塊（IPM）：主要用在高電壓、大電流的調(diào)速系統(tǒng)中。4門極關(guān)斷晶閘管（GTO）：主要用在高電壓、大電流的調(diào)速系統(tǒng)中。 主要用在高電壓、大電流的調(diào)速系統(tǒng)中。1.1.3通用變頻器的分類：通用變頻器的分

3、類：1按主電路工作方式分： 電壓型變頻器：整流電路輸出直流給中間大電容平穩(wěn)電壓，相當(dāng)一個(gè)恒壓源，通過逆變電路將直流電變?yōu)轭l率電壓可調(diào)的交流電。 電流型變頻器：整流電路輸出直流給中間大電感平穩(wěn)電流，對(duì)逆變電路來說相當(dāng)于一個(gè)恒流源，相對(duì)來說向電網(wǎng)反饋能量方便。2按輸出電壓的調(diào)節(jié)方式分： PAM控制： 脈沖幅度調(diào)制。 SPWM控制：正弦脈沖寬度調(diào)制，應(yīng)用最廣，調(diào)速性能好。 高載波的PWM控制： 主要降低噪音。2.1.1.4變頻器的基本構(gòu)成變頻器的基本構(gòu)成1變頻器框圖2各部分作用： 網(wǎng)側(cè)整流器：主要是對(duì)電網(wǎng)交流電進(jìn)行整流。 逆變器：負(fù)載側(cè)的整流器為逆變器，最常見的結(jié)構(gòu)形式是六個(gè)主開關(guān)器件組成的三相橋式

4、逆變電路，有規(guī)則的控制主開關(guān)的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電。 中間環(huán)節(jié)：變頻器的負(fù)載一般為電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載，運(yùn)行中中間直流環(huán)節(jié)和電動(dòng)機(jī)之間總會(huì)有無功功率交換，這種無功功率將由中間環(huán)節(jié)來緩沖，故又叫中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。 控制電路：主要是完成對(duì)逆變器的開關(guān)控制，對(duì)整流器的電壓控制，以及完成各種保護(hù)功能。1.1.5異步電機(jī)變頻調(diào)速的機(jī)械特性異步電機(jī)變頻調(diào)速的機(jī)械特性電機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：式中 f 電源頻率，單位為HZ；P 電機(jī)極對(duì)數(shù)；s 電機(jī)轉(zhuǎn)差率； 從公式知，改變頻率即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速，對(duì)異步電機(jī)實(shí)行調(diào)速時(shí)，希望主磁通保持不變，因?yàn)榇磐ㄌ酰F芯利用不充分，同樣轉(zhuǎn)子電流下，轉(zhuǎn)矩減小，電機(jī)的負(fù)載能力下降；

5、若磁通太強(qiáng)，鐵芯發(fā)熱，波形變壞。那么，如何實(shí)現(xiàn)磁通不變呢？由于 只要保持 （常數(shù)），即可維持磁通不變 )1 (60)1 (1spfsnn1基頻以下的恒磁通調(diào)速從基頻往下調(diào)，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，2基頻以上的弱磁通調(diào)速：因?yàn)榛l以上調(diào)速時(shí)，電壓不可能升高，在電壓維持額定電壓時(shí)，磁通必然減小。其調(diào)速時(shí)的控制特性，如圖22所示。;圖22 控制特性圖相應(yīng)的機(jī)械特性，如圖23所示。 圖23 機(jī)械特性圖2.1.2、 FRA540三菱三菱變頻器的工作模式變頻器的工作模式2.1.2.1 FRA540三菱三菱變頻器接線端子的介紹變頻器接線端子的介紹1輸入端子R、S、T接三相電源；2輸出端子U、V、W接電動(dòng)機(jī)；3控制端

6、子分別按圖24中的說明接線 1.2.2 PU模式下的接線圖模式下的接線圖加正轉(zhuǎn)開關(guān)信號(hào)時(shí)，電機(jī)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。1.2.3 FR-A540變頻器操作單元介紹變頻器操作單元介紹各鍵功能見表1.2.4 基本參數(shù)介紹基本參數(shù)介紹1. 轉(zhuǎn)矩提升 Pr.0 030%2. 上限頻率 Pr.1 0120Hz3. 下限頻率 Pr.2 0120Hz4. 多段速度設(shè)定(高) Pr.4 0400Hz5. 多段速度設(shè)定(中) Pr.5 0400Hz6. 多段速度設(shè)定(低) Pr.6 0400Hz7. 加速時(shí)間 Pr.7 03600s/0360s8. 減速時(shí)間 Pr.8 03600s/0360s9. 電子過流保護(hù) Pr.

7、9 0500A10. 啟動(dòng)頻率 Pr.13 060Hz11. 點(diǎn)動(dòng)頻率 Pr.15 0400Hz 12. 點(diǎn)動(dòng)加、減速時(shí)間 Pr.16 03600s/0360s13. 加、減速基準(zhǔn)頻率 Pr.20 1400Hz14. 加、減速曲線選擇 Pr.29 0,1,2,315. 操作模式選擇 Pr.79 0816. 基底頻率 Pr.3 0400Hz17. 基底頻率電壓 Pr.19 01000V, 8888 , 999918. 多段速度設(shè)定 Pr.24-Pr.27 0400Hz, 999919. 直流制動(dòng)動(dòng)作頻率 Pr.10 0120Hz, 999920. 直流制動(dòng)動(dòng)作時(shí)間 Pr.11 010s, 888

8、821. 直流制動(dòng)動(dòng)作電壓 Pr.12 030% Pr.79 用于選擇變頻器的操作模式。 用外部信號(hào)操作(外部操作模式),用操作(PU 操作模式),PU操作和外部操作組合和計(jì)算機(jī)通訊操作。Pr.79 操作模式選擇操作模式選擇1.2.5 變頻器的基本設(shè)定方法變頻器的基本設(shè)定方法1. 按MODE鍵改變監(jiān)視顯示 監(jiān)示器顯示運(yùn)轉(zhuǎn)中的指令EXT指示燈亮表示外部操作；PU指示燈亮表示PU操作；EXT和PU燈同時(shí)亮表示PU和外部操作組合方式。監(jiān)視顯示在運(yùn)行中也能改變2. 改變監(jiān)視類型至頻率設(shè)定3. 改變?cè)O(shè)定頻率將目前頻率為60HZ的頻率設(shè)為50HZ操作。參數(shù)設(shè)定方法4. 參數(shù)設(shè)定以將目前Pr.79=2設(shè)定為

9、Pr.79=1為例。5）操作模式改變的操作至幫助模式6) 幫助模式操作至顯示 報(bào)警記錄清除清除所有報(bào)警記錄。 全部清除將參數(shù)值和校準(zhǔn)值全部初始化到出廠設(shè)定值。初始化用戶設(shè)定參數(shù)。其它參數(shù)被初始化為出廠設(shè)定值。用戶消除用戶消除第第2節(jié)節(jié) 變頻器操作實(shí)訓(xùn)變頻器操作實(shí)訓(xùn)2.2.1 實(shí)訓(xùn)目的：實(shí)訓(xùn)目的：掌握變頻器的各種使用方法。理解變頻器基本參數(shù)的意義及設(shè)定方法。2.2.2 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：熟練掌握變頻器在各種操作模式下的使用。理解常用參數(shù)的意義。2.2.3教學(xué)儀器及材料：教學(xué)儀器及材料：FRA540三菱變頻器、實(shí)訓(xùn)臺(tái)、電動(dòng)機(jī)2.4.1 PU運(yùn)行操作運(yùn)行操作(試卷編號(hào)：試卷編號(hào)：3406)（以40

10、HZ運(yùn)行頻率為例）1、技術(shù)要求：（1）清除操作（根據(jù)要求進(jìn)行用戶清除）。（2）參數(shù)設(shè)定。設(shè)定Pr.1、Pr.2、Pr.7、Pr.8、Pr.9、Pr.13、Pr.15、Pr.79（根據(jù)提供的參數(shù)值進(jìn)行設(shè)定）。（3）運(yùn)行頻率設(shè)定（根據(jù)要求進(jìn)行）。（4）PU單元正反轉(zhuǎn)及停止的運(yùn)行操作。 1）指定頻率F1，根據(jù)此頻率進(jìn)行頻率設(shè)定，然后進(jìn)行PU1單元正、反轉(zhuǎn)及停止的運(yùn)行操作； 2）指定運(yùn)行修改頻率F2，根據(jù)此頻率在運(yùn)行中進(jìn)行頻率修改。（5）PU點(diǎn)動(dòng)操作。在PU單元上進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)操作。2.2.4 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)內(nèi)容操作步驟：（1）按圖25接線。（2）按MODE鍵，在“參數(shù)設(shè)定模式”下設(shè)Pr.79=1,

11、這時(shí)，“PU”燈亮。（3）按MODE鍵，在“頻率設(shè)定模式”下設(shè)F=36HZ。（4）按MODE鍵，回到“監(jiān)視模式”。（5）按FWD或REV鍵,電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，按STOP鍵，電機(jī)停。（6）分別設(shè)定以下參考參數(shù)，反復(fù)練習(xí)： Pr.1=50 Hz Pr.2=0 Hz Pr.3=50 Hz Pr.7=4S Pr.8=2S Pr.9=2A Pr.13=0.5Hz運(yùn)行頻率先后設(shè)定為20 HZ、37HZ、45HZ，觀察各頻率下運(yùn)行效果。（7）按MODE鍵到“操作模式”，再按“”或“”鍵，切換到“點(diǎn)動(dòng)模式”，顯示“JOG”。（8）設(shè)定Pr.15=10; Pr.16=2s; 按FWD或REV鍵,電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)

12、。 圖252.4.2外部運(yùn)行操作（試卷編號(hào)：外部運(yùn)行操作（試卷編號(hào)：3407）1、技術(shù)要求：（1）根據(jù)要求進(jìn)行清除操作。（2）參數(shù)設(shè)定。設(shè)定Pr.1 Pr.2 Pr.7 Pr.8 Pr.9 Pr.13 Pr.15 Pr.79（根據(jù)提供的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。）（3）按圖接線。（4）正反轉(zhuǎn)及停止的運(yùn)行操作。（5）點(diǎn)動(dòng)操作。在外部接線端子上進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)操作。（6）操作步驟：將PR.79設(shè)為2或0（選外部操作），此時(shí)，EXT燈應(yīng)亮，接線有圖218兩種形式。外部連續(xù)運(yùn)行外部連續(xù)運(yùn)行（1）用按紐，按圖218b接線；用不復(fù)位的開關(guān)則按圖218a接線。（2）接通SD-STF, 轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，電機(jī)正向加速運(yùn)

13、轉(zhuǎn)； 接通SD-STR, 轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，電機(jī)反向加速運(yùn)轉(zhuǎn)； SD與兩個(gè)同時(shí)接通，電機(jī)停。（3）注意不能用PU面板上的STOP鍵停止，斷開SD的連線即可停止運(yùn)行。 STFSTRSD1025(a)STOPSTFSTRSD1025(b)圖2182W/1K 外部點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行外部點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行： 接通SD與JOG，此時(shí)，變頻器處于外部點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)行頻率由Pr.15決定，加、減速時(shí)間由Pr.16決定（如Pr.163），在此前提下： 接通SD與STF, 電機(jī)正向點(diǎn)動(dòng)； 接通SD與STR, 電機(jī)反向點(diǎn)動(dòng)。2.2.4.3 組合操作組合操作1. 技術(shù)要求：(1) 根據(jù)要求進(jìn)行清除參數(shù)操作（用戶清除）。(2) 參數(shù)設(shè)定，設(shè)定P

14、r.1、Pr.2、Pr.4、Pr.5、Pr.6、Pr.7、Pr.8、Pr.9、Pr.13、Pr.79參數(shù)。2. 按圖接線。215 組合操作接線圖3. 運(yùn)行操作。設(shè)PR.79=3, 此時(shí)，EXT和PU燈同亮，屬于外部接線控制啟動(dòng)停止，操作單元設(shè)定運(yùn)行頻率的情況。步驟：(1) 外部接線控制，操作單元設(shè)定頻率運(yùn)行1) 接線如圖215。2) 操作方法同上。(2) 多段速度運(yùn)行FRA540三菱變頻器共有16種速度，這里只給出常用的七種速度。簡稱七段速。1) 各段速度對(duì)應(yīng)的參數(shù)號(hào)如表2-32) 接線端子與各段速度組合，如圖216所示。 表2-3輸入端子狀態(tài)RHRMRLRM RLRH RLRH RMRH RM RL參數(shù)號(hào)Pr.4Pr.5Pr.6Pr.24Pr.25Pr.26Pr.27圖216 端子組合狀態(tài)及其相應(yīng)速度圖說明：多段速度比主速度優(yōu)先。 多段速度在PU和外部運(yùn)行中都可以設(shè)定。 Pr.24-Pr.27及Pr.232-Pr.239（后八段速設(shè)定參數(shù)）之間設(shè)定沒有優(yōu)先級(jí)。 運(yùn)行期間參數(shù)值能被改變。 用PR.180-PR.186之間的任一個(gè)參數(shù)安排