第二章變頻器的基本操作與控制732-2變頻器外部端子的操作與控制2-1變頻器的面板操作與控制2-3變頻器的制動、保護和顯示控制2-4變頻器的PID控制2-1

變頻器的面板操作與控制75761.熟悉三菱變頻器的操作面板。2.掌握三菱變頻器操作面板的主要功能和操作方法。3.掌握三菱變頻器基本參數和功能的設置方法。4.掌握三菱變頻器的PU模式操作方法。學習目標目前，三菱變頻器是應用較廣泛的變頻器之一，其常見類型如圖所示，有多功能、緊湊型的FR-E800系列，小功率、高性能、經濟型的FR-D700系列和FR-E700系列，高性能、矢量型的FR-A800系列和FR-A700系列以及風機水泵專用的FR-F800系列等。7778三菱變頻器的常見類型一、變頻器的操作面板如圖所示為三菱FR-E840型變頻器的標準規格操作面板，其顯示及按鍵功能說明見下表。79三菱FR-E840型變頻器的標準規格操作面板80三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明81三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明82三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明83三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明二、變頻器操作面板的使用1.運行模式切換變頻器接通電源后（又稱上電），會自動進入外部運行模式（EXT燈亮），通過

鍵，變頻器可在“PU運行模式”“PU點動運行模式（JOG）”和“外部運行模式”間直接切換，其操作方法如圖所示。84運行模式切換的操作方法2.監視模式更換變頻器的監視模式是通過顯示變頻器的工作頻率、電流大小、電壓大小，以及發出報警信息，以幫助用戶及時了解變頻器的工作狀況。變頻器監視模式更換的方法及步驟見下表。85變頻器監視模式更換的方法及步驟3.工作頻率設定變頻器工作頻率設定的方法及步驟見下表。86變頻器工作頻率設定的方法及步驟4.參數設定為使變頻器按控制要求運行，需對變頻器進行相應參數設定，如上限、下限、加減速時間等。參數設定時需把運行模式設定為PU運行模式。現以設定參數Pr.79=2為例，其操作方法及步驟見下表。8788變頻器參數設定的方法及步驟89變頻器參數設定的方法及步驟5.參數清除變頻器的參數清除是指將參數恢復到出廠設置，分為Pr.CL和ALLC兩種清除方式。其中，Pr.CL指一般的參數清除，即在恢復出廠設置的參數中，不包括校準值（如Pr.900等）；ALLC指全部參數清除，即將參數和校準值全部初始化到出廠設置。變頻器參數清除的方法及步驟見下表。9091

變頻器參數清除的方法及步驟6.報警記錄的讀取和清除變頻器在運行過程中若出現故障或異常，會有報警提示，提示信息將以故障代碼的形式顯示在顯示屏上。三菱FR-E840型變頻器一次最多可存儲10條報警記錄（故障代碼），因此有必要定期清除。92（1）變頻器報警記錄的讀取方法及步驟見下表。93變頻器報警記錄的讀取方法及步驟（2）變頻器報警記錄的清除方法及步驟見下表。94變頻器報警記錄的清除方法及步驟三、變頻器的運行模式變頻器的運行模式，指的是通過輸入啟動指令及設定頻率來啟動和調節設備的工作狀態。這些模式包括外部運行模式、PU運行模式、組合運行模式和網絡運行模式等。其中，外部運行模式是通過外部設備，如電位器及開關進行操控的模式；PU運行模式是完全通過變頻器自身的操作面板和參數單元來執行控制操作的模式；組合運行模式是通過參數單元和外部接線共同控制的模式；而網絡運行模式則是利用RS-485端子、Ethernet通信及通信選件等網絡通信手段進行遠程操控的模式。95運行模式的選定是一項至關重要的參數配置，它決定了變頻器在何種工作狀態下運行。對于三菱FR-E840型變頻器而言，其運行模式的設置是通過參數Pr.79來實現的，具體詳情見下表。96

三菱FR-E840型變頻器的運行模式參數97

三菱FR-E840型變頻器的運行模式參數98

三菱FR-E840型變頻器的運行模式參數四、變頻器的基本參數變頻器控制電動機運行，其各種性能和運行模式均通過變頻器的參數設定來實現，不同型號的變頻器會有不同的參數設定，且每個參數都有特定的功能定義。三菱FR-E840型變頻器的參數，按功能分類包括基本功能、標準運行功能、輸出端子功能、第二功能、顯示功能、通信功能、程序運行功能等，這里僅介紹部分常用的基本參數。991.頻率給定方式在使用變頻器時，必須先給變頻器提供一個改變頻率的信號，才能改變變頻器的輸出頻率從而改變電動機的轉速，這個信號稱為“頻率給定信號”。所謂頻率給定方式，是指調節變頻器輸出頻率的具體方法，也就是提供給定信號的方式。（1）頻率給定方式的類別變頻器常見的頻率給定方式有操作面板給定、外接信號給定和通信方式給定等。這些頻率給定方式各有優缺點，須按實際需要進行選擇。1001）面板給定。通過變頻器操作面板上的鍵盤或電位器進行頻率給定（即調節頻率）的方式，稱為面板給定方式。2）外接給定。外接給定也稱遠程控制給定，是通過外接輸入端子輸入頻率給定信號，來調節變頻器輸出頻率的大小。外接給定有外接輸入數字量端子給定和外接輸入模擬量端子給定兩種方式。3）通信接口給定。由PLC或計算機通過通信接口進行頻率給定。大部分變頻器提供的都是RS-485接口。如果上位機的通信接口是RS-232接口，則需要另接一個RS-485轉換器。101（2）選擇頻率給定方式的一般原則1021）2）3）面板給定和外接給定。優先選擇面板給定。數字量給定與模擬量給定。優先選擇模擬量給定。電壓信號與電流信號。優先選擇電流信號。2.運行控制方式變頻器的運行控制方式是指如何控制變頻器的基本運行功能，這些功能包括啟動、停止、正轉與反轉、正向點動與反向點動、復位等。常用的變頻器運行控制方式包括面板控制、端子控制和通信控制三種。這些運行控制方式必須按照實際需要進行選擇設置，同時也可根據功能進行相互之間的切換。103（1）面板控制面板控制是變頻器最簡單的運行指令控制方式，用戶可以通過變頻器操作面板上的運行鍵、停止鍵、點動鍵和復位鍵等直接控制變頻器的運轉。（2）端子控制端子控制是指通過變頻器的外接輸入端子輸入開關信號（或電平信號）對變頻器進行控制的方式，主要由按鈕、選擇開關、繼電器、PLC或DCS的繼電器模塊等替代操作面板上的運行鍵、停止鍵、點動鍵和復位鍵等，可實現變頻器的遠距離控制。104（3）通信控制通信控制是在不增加線路的情況下，只對上位機傳輸給變頻器的數據稍作修改即可對變頻器進行正/反轉、點動、故障復位等控制。通信接口是所有變頻器都有的配置，但接線方式卻因變頻器的通信協議不同而不同。基本上，變頻器的通信接口都是RS-232或RS-485接口，這是一種最基本的通信接口。1053.與頻率相關的參數（1）輸出頻率范圍Pr.1、Pr.2、Pr.18在特定應用場景中，電動機的轉速需嚴格控制在特定范圍內，以避免因超出范圍而引發潛在的事故和損失。為確保電動機的穩定運行，防止因誤操作而導致轉速超出預期，必須在運行前設定電動機的上限和下限頻率，以確保其在安全、可控的范圍內運行。1061）上限頻率Pr.1。與生產機械所要求的最高轉速相對應的頻率，稱為上限頻率。2）下限頻率Pr.2。與生產機械所要求的最低轉速相對應的頻率，稱為下限頻率。3）高速上限頻率Pr.18。高速上限頻率Pr.18的出廠設定為120Hz，設定范圍為0～590Hz。107（2）基準頻率Pr.3和基準頻率電壓Pr.19基準頻率Pr.3和基準頻率電壓Pr.19這兩個參數的作用是將變頻器的輸出頻率和輸出電壓調整至額定值，其參數內容見下表。108基準頻率和基準頻率電壓的參數內容1）基準頻率Pr.3。當使用標準電動機工作時，一般將變頻器的基準頻率Pr.3設定為電動機的額定頻率。2）基準頻率電壓Pr.19。在變頻器的設置中，若基準頻率電壓Pr.19的設定值低于電源電壓，則變頻器的最大輸出電壓將遵循Pr.19所設定的基準頻率電壓。基準頻率Pr.3和基準頻率電壓Pr.19的關系如圖所示。109基準頻率Pr.3和基準頻率電壓Pr.19的關系（3）啟動頻率Pr.13用于設定在啟動信號為ON時的開始頻率。啟動頻率的設定范圍為0～60Hz，出廠設定為0.5Hz。啟動頻率輸出信號如圖所示。110啟動頻率輸出信號（4）點動（JOG）頻率Pr.15和點動（JOG）加減速時間Pr.16點動（JOG）頻率Pr.15和點動（JOG）加減速時間Pr.16是用于配置點動運行時所需的頻率及加減速時長的參數。在實際應用中，這兩個參數能夠有效地支持運輸機械的位置微調與試運行操作，其參數內容見下表。111點動頻率和點動加減速時間的參數內容1）外部操作模式下的點動運行。外部操作模式下的點動運行控制可由輸入端子功能進行選擇，當點動信號為ON時，用正、反轉啟動信號（STF，STR）進行啟動和停止。如圖所示是外部點動運行的接線圖。112外部點動運行的接線圖2）PU運行模式下的點動運行。PU運行模式下可通過操作面板進行點動運行（JOG）控制，如圖所示是采用操作面板進行點動運行控制的接線圖，其輸出頻率如圖所示。113采用操作面板進行點動控制的接線圖點動運行的輸出頻率4.與時間相關的參數變頻器與時間相關的參數有加速時間、減速時間、加減速基準頻率、加減速時間單位、第2加減速時間、第2減速時間、第3加減速時間、第3減速時間等。這里重點介紹加速時間和減速時間。114（1）加速時間Pr.7變頻器在驅動電動機時，為確保電動機在低頻啟動階段能夠穩定且不過載運行，必須合理設置變頻器的加速時間參數。所謂加速時間，是指依據參數Pr.7（加速時間）所設定的，從停止狀態至達到Pr.20（加減速基準頻率）所需的時間。加速時間設定值可通過下式求得：115（2）減速時間Pr.8電動機減速時間與其拖動的負載有關，有些負載對減速時間有嚴格要求，因此須設定減速時間。所謂減速時間，是指依據參數Pr.8（減速時間）所設定的，從Pr.20（加減速基準頻率）至停止狀態所需的時間。減速時間設定值可通過下式求得：116（3）加減速基準時間單位Pr.21加減速基準時間單位Pr.21能夠設定加減速時間和最小設定范圍。當設定值為“0”（出廠設定）時，設定范圍為0～3600s（最小設定單位為0.1s）；當設定值為“1”時，設定范圍為0～360s（最小設定單位為0.01s）。1175.與變頻器保護相關的參數與變頻器保護相關的參數主要有電子過電流保護、輸出斷相保護、變頻器輸出停止和報警輸出選擇等。（1）電子過電流保護Pr.9電子過電流保護Pr.9的作用是預防電動機過熱，確保電動機在低速運行狀態下，即便面臨冷卻能力下降等不利條件，仍能獲得最優的保護特性。在實際應用中，Pr.9通常被設定為電動機在額定運行頻率時的額定電流值，若設定為“0”則電子過電流功能無效，其參數內容見下表。118119電子過電流保護的參數內容（2）輸出缺相保護Pr.251輸出缺相保護Pr.251是指變頻器輸出側（負載側）U、V、W三相中，有一相缺相，則變頻器停止輸出。在實際應用中，若Pr.251設定為“0”，則輸出缺相保護功能無效；若Pr.251設定為“1”，則輸出缺相保護功能有效。（3）停止方式選擇Pr.250變頻器的停止方式選擇參數為Pr.250，有減速停止和自動運行停止兩種方式，其參數內容見下表。120121變頻器停止方式選擇的參數內容1）電動機減速停止。當Pr.250設為9999（初始值）或8888時，啟動信號變為OFF后，電動機將減速停止，其輸出頻率如圖所示。122變頻器停止方式選擇的參數內容2）電動機自動運行停止。此時Pr.250的設定值表示從啟動信號變為OFF開始，到變頻器關閉輸出的時間；若Pr.250設為“1000～1100s”，則變頻器在（Pr.250-1000）s后關閉輸出；若Pr.250設為“0～100s”，則變頻器在啟動信號變為OFF后，經過Pr.250設定的時間關閉輸出，電動機自動運行停止，其輸出頻率如圖所示。123電動機自動運行停止的輸出頻率6.其他相關參數（1）參數寫入禁止Pr.77利用參數Pr.77可選擇參數寫入禁止或允許，此功能主要用于防止參數值被意外改寫。出廠設定為0，可設定范圍為0、1、2。1）Pr.77=0：在PU模式下（僅限于停止時），參數可以被寫入。2）Pr.77=1：不可寫入參數。同時，參數清除、所有參數清除和用戶參數清除等都被禁止。3）Pr.77=2：即使是運行過程中也可寫入。124（2）反轉（逆轉）防止Pr.78反轉（逆轉）防止Pr.78的作用是有效遏制啟動信號的誤操作所引發的逆轉風險，特別適用于僅具備單一運行方向的機械設備。Pr.78的出廠設定值為0，設定范圍為0、1、2。當Pr.78設定為“0”時，正轉和逆轉均可；當Pr.78設定為“1”時，不可逆轉；當Pr.78設定為“2”時，不可正轉。1252-2

變頻器外部端子的操作與控制1261.熟悉變頻器的標準接線。2.掌握變頻器外部端子的接線與操作控制方式。3.熟悉變頻器外部端子相關參數的功能及設置。4.熟悉變頻器組合運行操作的方法。5.熟悉多段速端子相關參數的功能及設置。127學習目標一、變頻器的標準接線與端子功能不同系列的變頻器都有其標準的接線端子，接線時應參考使用說明書，并根據實際需要正確地與外部器件進行連接。變頻器的接線包括兩部分，一部分是主電路接線，即連接電源與電動機；另一部分是控制電路接線，即連接控制端子與外圍電氣控制元件。下面以三菱FR-E840型變頻器為例，介紹這兩部分接線以及端子功能。1281.三菱FR-E840型變頻器的標準接線圖三菱FR-E840型變頻器的標準接線圖如圖所示。129三菱FR-E840型變頻器的標準接線圖2.主電路端子（1）端子功能三菱FR-E840型變頻器的主電路端子如圖所示，其功能說明見下表。130三菱FR-E840型變頻器的主電路端子131三菱FR-E840型變頻器的主電路端子功能（2）接線注意事項1）電源一定不能接到變頻器（U、V、W）上，否則將損壞變頻器。2）接線完成后，應將所有零散線頭清除干凈，以免這些線頭造成設備運行異常、失靈，甚至故障。此外，在控制臺打孔時，要格外小心碎片、粉末等微小物體進入變頻器內，以保障設備正常、安全運行。3）為使電壓降保持在2%以內，應選用線徑合適的電線連接電路。1324）布線距離最長不超過500m。長距離布線時，由于布線寄生電容產生的沖擊電流會引起電流保護誤動作，這將導致輸出側連接的設備運行異常或發生故障。因此，變頻器的最長布線距離應參照下表所示標準執行，當變頻器連接兩臺以上電動機時，總布線距離應在標準范圍以內，如圖所示。133134三菱FR-E840型變頻器的布線距離標準135變頻器連接兩臺以上電動機時的總布線距離應在標準范圍以內5）在端子P/+和PR間連接指定的制動電阻選件，端子間原來的短路片必須拆下。6）不要在變頻器輸出側安裝電力電容器、浪涌抑制器和無線電噪聲濾波器（FR-BIF選件）。這些設備將導致變頻器故障或電容器和浪涌抑制器損壞。7）在變頻器運行過程中，若需要進行改變接線的操作，首先應切斷電源并等待10min以上，然后用萬用表檢測電壓，確保安全后再進行作業。這是由于電容器具有儲能特性，雖然電源已經斷開但仍有觸電可能。1363.控制電路端子三菱FR-E840型變頻器的控制電路端子如圖所示，端子SD和5為I/O信號公共端子，接線時不能互相連接或接地。137三菱FR-E840型變頻器的控制電路端子（1）輸入信號端子三菱FR-E840型變頻器控制電路輸入信號的出廠設定為漏型邏輯。當接通輸入信號時，電流從相應輸入端子流出，端子SD是觸點輸入信號的公共端，其電路如圖所示，其端子功能見下表，其公共端端子功能見下表。138三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號電路139三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號端子功能140三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號端子功能141三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號端子功能142三菱FR-E840型變頻器控制電路輸入信號的公共端端子功能143三菱FR-E840型變頻器控制電路輸入信號的公共端端子功能（2）輸出信號端子三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸出信號電路為晶體管結構，如圖

所示，端子SE是集電極開路輸出信號的公共端，通常選用正邏輯，其端子功能見下表。144三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸出信號電路145三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸出信號端子功能146三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸出信號端子功能（3）接線注意事項1）端子SD、SE和5為I/O公共端子，布線時要注意相互隔離，不能互相連接或接地。2）控制電路端子的接線應使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主電路、強電回路（含220V繼電器的控制電路）分開布線。3）由于控制電路的輸入信號都是頻率很低的微小電流，為了防止接觸不良，其觸點應采用并聯觸點或雙生觸點，如圖所示。147148微小信號的觸點4）控制電路的輸入端子（如STF）不能接強電。5）繼電器輸出（異常輸出）端子A、B、C上要接繼電器線圈或指示燈，不能接接觸器。6）連接控制電路端子的電線建議使用0.3～0.75mm2

規格的電線。如果使用1.25mm2或以上規格的電線，當配線數量較多或配線不恰當時，易使表面護蓋松動，從而導致操作面板或參數控制單元接觸不良。7）接線長度不應超過30m。149二、變頻器的外部運行控制1.STF、STR等啟動命令端子控制利用STF、SFR等啟動命令端子控制電動機的啟停，主要是通過控制端子的“通”“斷”來實現。如圖所示為利用外接開關SA1、SA2來控制電動機運行的電路原理圖，其中，STF為正轉控制，當SA1接通時電動機正轉運行；STR為反轉控制，當SA2接通時電動機反轉運行，其變頻器運行參數的設定方法及步驟，見下表。150151利用外接開關SA1、SA2來控制電動機運行的電路原理圖152變頻器運行參數的設定方法及步驟153變頻器運行參數的設定方法及步驟2.外接模擬信號給定控制模擬量給定信號通常采用電壓信號和電流信號。電壓給定信號的范圍有：0～10V、0～±10V、0～5V、0～±5V等；電流給定信號的范圍有：0～20mA、4～20mA等。三菱FR-E840型變頻器的模擬信號端子有二路：一路是由端子10和5為用戶提供的一個高精度的+5V直流穩壓電源，端子2為模擬信號輸入口，外接轉速調節電位器RP1串接在電路中，調節RP1可改變端子2的給定模擬輸入電壓，變頻器的頻率輸出將緊跟給定模擬輸入電壓的變化而變化，從而實現電動機的無級調速；另一路是由端子4和5組成，模擬信號由此輸入（電流輸入）。154（1）通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）如圖所示是三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的原理圖，其頻率設定器通過接收變頻器供給的5V電源進行穩定運行（端子10），該控制操作的頻率設置方法及步驟見下表。155三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的原理圖156通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的方法及步驟157通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的方法及步驟158通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的方法及步驟調整電位器最大值（初始值5V）時的頻率（初始值50Hz），即改變最高頻率，應按以下方法進行：在DC0～5V輸入頻率設定器中，將5V對應的頻率由初始值50Hz調整為所需頻率，如40Hz，即當輸入電壓為5V時，輸出頻率將被調整為40Hz，其關鍵核心是將參數Pr.125（頻率設定增益）設置為“40.00”，具體操作方法及步驟見下表。159160改變最高頻率的操作方法及步驟（2）通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）如圖所示為三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的接線原理圖。其控制要點是：模擬電流輸入信號在端子4和5之間輸入DC4～20mA，將AU信號置為ON，設定參數Pr.79=2（外部運行模式）。具體的操作方法及步驟見下表。161162三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的接線原理圖163三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的操作方法及步驟164三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的操作方法及步驟調整電流最大輸入（初始值20mA）時的頻率（初始值50Hz），即改變最高頻率，應按以下方法進行：在4～20mA輸入頻率設定器中，把20mA對應的頻率由初始值50Hz調整為所需頻率，如40Hz，即當輸入電流為20mA時，輸出頻率將被調整為40Hz，其關鍵核心是把Pr.126（頻率設定增益）設定為“40.00”，具體操作方法及步驟見下表。165166改變最高頻率的操作方法及步驟167改變最高頻率的操作方法及步驟（3）模擬量輸入端子功能設置模擬量輸入給定電壓、給定電流的方式由頻率設定功能參數和模擬量輸入通道決定。對于電流輸入，必須將相應通道的撥碼開關置為ON。如前所述，三菱FR-E840型變頻器為用戶提供了二路模擬輸入端子，即端子2和5、端子4和5。通過參數Pr.73和Pr.267，可以選擇模擬輸入端子的規格、速度變化功能以及輸入信號的極性切換，實現電動機的正/反轉。1681）模擬量輸入規格的選擇。通過模擬量輸入端子2和4能夠選擇輸入電壓（DC0～5V，DC0～10V）和輸入電流（DC4～20mA）。如圖所示為端子2和4的電壓/電流輸入切換開關，當開關置為OFF，通過參數Pr.73和Pr.267可設定端子的輸入規格；當開關置為ON，輸入電流固定為DC4～20mA。169端子2和4的電壓/電流輸入切換開關2）模擬電壓輸入運行。由下圖可知，模擬電壓輸入信號在端子2和5之間輸入DC0～5V（或DC0～10V），5V（10V）直流電源可使用內部電源，也可使用外部電源。內部電源在端子10和5之間輸出DC5V電壓，其中端子2輸入電壓的選擇和設定見下表。170三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的原理圖171

端子2輸入電壓的選擇和設定3）模擬電流輸入運行。由下圖可知，模擬電流輸入信號在端子4和5之間輸入DC4～20mA。此時應將AU（電流輸入有效接線端子，只有AU信號處于ON時，變頻器才可用DC4～20mA作為頻率設定）信號分配到未使用的端子上，并且接通AU信號，使端子4輸入有效。172

三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的接線原理圖三、變頻器的組合運行模式1.組合運行模式1組合運行模式1是用參數單元控制電動機的運行頻率，外部接線控制電動機的啟停，其控制原理如圖所示。這種控制方法不接受外部的頻率設定信號以及PU的正轉、反轉和停止鍵控制。當采用組合運行模式1時，需將參數Pr.79的值設為“3”。173組合運行模式1的控制原理174組合運行模式2的控制原理2.組合運行模式2組合運行模式2是用參數單元控制電動機的啟停，外部接線控制電動機的運行頻率，其控制原理如圖所示。當采用組合運行模式2時，需將參數Pr.79的值設為“4”。四、變頻器的多段速控制變頻器的多段速控制也稱固定頻率控制，是在生產過程中為滿足不同階段生產機械對轉速的差異化需求而設立的一種控制機制，其主要通過外接開關對輸入端子的狀態進行組合來實現對生產機械轉速的精確調控。1.多段速功能的端子接線如圖所示是三菱FR-E840型變頻器多段速功能的端子接線圖。其通過數字輸入端子的不同組合，可以實現15個段速的切換。175176三菱FR-E840型變頻器多段速功能的端子接線圖2.多段速功能的參數設置三菱FR-E840型變頻器多段速功能的參數設置見下表，其運行控制曲線如圖所示。三菱FR-E840型變頻器的運行速度參數由PU單元來設定，通過外部端子的組合進行切換。如果不使用REX信號，僅通過RH、RM、RL的開關信號組合，其最多可實現7個段速的運行控制；如果使用REX信號，則可實現15個段速的運行控制。177178三菱FR-E840型變頻器多段速功能的參數設置179三菱FR-E840型變頻器多段速功能的參數設置180三菱FR-E840型變頻器的多段速運行控制曲線3.多段速說明（1）當多段速信號接通時，其優先級別高于主速度。（2）在三段速運行控制場景中，當兩段以上的速度設定被同時選擇時，低速信號的設定頻率優先。（3）參數Pr.24～Pr.27和Pr.232～Pr.239的設定，沒有優先級。（4）變頻器運行期間，參數值可以被改變。（5）REX信號的輸入端子，由參數Pr.178～Pr.189（輸入端子功能選擇）進行配置，設定值為“8”。1814.應用舉例（1）三段速運行控制的參數設置由三菱FR-E840型變頻器多段速功能的端子接線圖可知，開關SA3、SA4、SA5分別控制變頻器的RH、RM和RL端子。當RH信號被單獨置為ON時，變頻器按Pr.4設定的頻率控制運行；當RM信號被單獨置為ON時，變頻器按Pr.5設定的頻率控制運行；當RL信號被單獨置為ON時，變頻器按Pr.6設定的頻率控制運行。182（2）七段速運行控制的參數設置由三菱FR-E840型變頻器多段速功能的端子接線圖可知，通過RH、RM、RL和REX的信號組合可以進行4～15速的設定，利用參數Pr.24～Pr.27、Pr.232～Pr.239可設定運行頻率（初始值狀態下不可使用4～15速設定）。如圖所示為變頻器的七段速運行控制曲線，其基本運行參數和七段速運行控制參數的設置分別見下表。183184變頻器的七段速運行控制曲線185變頻器的基本運行參數設置186變頻器的七段速運行控制參數設置2-3

變頻器的制動、保護和顯示控制1871.理解變頻器的制動方式及原理。2.理解變頻器的保護與顯示功能。3.掌握變頻器多功能端子的功能及使用方法。188學習目標一、變頻器的制動方式及原理在電網、變頻器、電動機、負載構成的電力拖動系統中，當電動機處于電動工作狀態時，電能從電網經變頻器傳遞到電動機，電動機將電能轉換為機械能驅動負載運行。當負載釋放能量改變運動狀態時，電動機可能會被負載反向帶動，進入發電機工作狀態，將機械能轉化為電能反饋給前級變頻器。因此，在變頻器的制動過程中，必須合理選擇變頻器的減速時間和停車制動方式，才能達到平穩制動的要求。1891.變頻器的減速特性（1）減速時間變頻器輸出頻率從加減速基準頻率（Pr.20）下降至0Hz所需要的時間，稱為減速時間。（2）減速方式變頻器的減速方式主要有線性減速和“S”型減速，如圖所示。190變頻器的基本運行參數設置2.變頻器的停止方式變頻器停止就是將電動機的轉速降為零的操作，有減速停止和自動運行停止兩種方式。三菱FR-E840型變頻器的停止方式選擇主要通過參數Pr.250進行設定。1913.變頻器的制動方式變頻器常用的制動方式有能耗制動、再生回饋制動和直流制動三種。（1）能耗制動電動機在減速和停機過程中產生的再生電能通過變頻器直流回路中的制動電阻和制動單元進行消耗，從而實現快速停止的制動方式，稱為能耗制動。如圖所示為小功率變頻器內置的制動電路原理圖。192193小功率變頻器內置的制動電路原理圖（2）再生回饋制動再生回饋制動是指變頻器專門加設回饋制動單元，當電動機處于再生制動狀態時，將再生電能逆變為與電網同頻率、同相位的交流電回送電網，從而實現制動。這種制動方式適用于卷揚機、起重機等大、中功率的機械設備制動，不但節省能源，還增大了制動轉矩。（3）直流制動直流制動也稱DC制動，是指當變頻器輸出頻率接近零，電動機轉速降低到一定值時，由變頻器向異步電動機的定子繞組通入直流電，形成靜止磁場，轉子切割靜止磁場產生制動轉矩，使電動機迅速停止的制動方式。1941）直流制動的特點。直流制動能產生較大的制動轉矩，當電動機轉速降為0時，制動轉矩也降為0，從而確保了制動過程的高效、平穩和安全。2）直流制動的應用。在實際應用中，直流制動的作用主要體現在兩方面：一是實現精準停止控制，二是針對啟動前可能出現的不規則旋轉現象進行制動控制。3）直流制動三要素。在通用變頻器中，直流制動的實現主要依賴于三個核心參數的設定，即直流制動起始頻率

fDB、直流制動時間

tDB

和直流制動電壓

UDB，這三者被統稱為直流制動三要素，其特性曲線如圖所示。三菱FR-E840型變頻器直流制動的參數設置見下表。195196直流制動三要素的特性曲線197三菱FR-E840型變頻器直流制動的參數設置198三菱FR-E840型變頻器直流制動的參數設置二、變頻器的保護功能1.變頻器的自身保護功能變頻器在工作過程中廣泛采用了各類半導體元件，為確保其長期穩定的運行，需要保障其各組件均處于規定工作條件之內。一旦發現有任何部件超出其允許的工作范圍，應及時停止變頻器運行，并觸發相應報警信號。只有在異常狀況得到妥善解決，確保所有條件恢復正常后，方可重新啟動變頻器工作。變頻器常見的自身保護功能見下表。199200變頻器常見的自身保護功能2.電動機的過載保護功能電動機的過載保護主要指電動機電子過流保護，當電動機的負載過重，使電動機運行電流超過額定值，并導致溫升也超過額定值時，變頻器將迅速并準確地檢測出當前電流值。通過精確計算和分析，變頻器將觸發反時限保護功能，以確保電動機免受損傷。這一功能極大提升了電動機保護的可靠性和準確性。鑒于其具備與熱繼電器相似的保護效能，因此也被稱為電子熱保護器功能。201三、變頻器的顯示功能1.發光二極管顯示變頻器配置的發光二極管主要是用于顯示狀態和單位。（1）狀態顯示狀態顯示主要是顯示變頻器當前的工作狀態。（2）單位顯示單位顯示主要是顯示變頻器當前顯示參數所對應的單位。2022.顯示屏顯示每個變頻器的操作面板上都帶有LED或LCD顯示屏。顯示屏有單行和多行之分，顯示內容也隨變頻器的狀態不同而不同。一般分為運行數據顯示、功能代碼顯示和故障代碼顯示等。（1）運行數據顯示運行數據顯示是指當變頻器處于運行狀態時，顯示變頻器的各種運行數據。如頻率、電流、電壓、轉速等，這些數據的顯示可以通過參數設定和切換來實現不同的顯示要求。203（2）功能代碼顯示功能代碼顯示是指當變頻器處于編輯狀態時，顯示屏主要顯示變頻器各個功能參數代碼及設定值，此時可以根據需要對參數進行修改。（3）故障代碼顯示故障代碼顯示是指變頻器發生故障跳閘后，顯示屏會顯示相應的故障代碼。故障代碼通常有兩種表示法：一種是英文字母縮寫表示法；另一種是代碼表示法，見下表。204205變頻器的故障代碼表示法206變頻器的故障代碼表示法3.外接指示燈和儀表顯示變頻器外接指示燈和儀表顯示，都是通過輸出端子的控制來實現的。外接輸出端子的電路結構有兩種：一種是內部繼電器的觸點，如報警輸出端子A、B、C等；另一種是晶體管的集電極開路觸點。（1）外接指示燈顯示變頻器的多功能開關輸出端子數量并不多，但是其代表功能卻很多。應用時應根據變頻器使用手冊來設定需要的輸出功能。多功能開關輸出端子的主要功能是用于變頻器的報警、預警和各種運行狀態顯示。207（2）外接儀表顯示大部分變頻器的輸出端子都有模擬量輸出端子和脈沖輸出端子，其輸出端子的電壓、電流和脈沖信號都與變頻器的輸出頻率成比例。模擬量輸出端子主要是外接測量儀表，可以測量并顯示變頻器的運行數據；脈沖輸出端子主要是外接頻率計，用來顯示運行頻率等。2082092-4

變頻器的PID控制1.了解變頻器的PID控制原理。2.掌握變頻器PID運行參數和定義端子功能參數的設定。3.掌握變頻器PID控制的接線與調試方法。210學習目標一、PID控制的基本概念變頻器的PID控制是變頻器與傳感器等元件構成的一個閉環控制系統，其作用是實現對被控量的自動調節，大部分變頻器都具有PID控制功能，其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便，在溫度、壓力、流量和液位等參數要求恒定的場合應用廣泛，也是變頻器在節能控制應用中的常用控制方法。2111.PID控制原理PID控制實為一種經典的自動控制算法，它結合了比例（P）、積分（I）、微分（D）三種控制環節，簡稱PID。其控制原理是用傳感器檢測被控量的實際值并反饋給變頻器與被控量的目標信號進行比較，如果實際值與目標值比較有偏差，則通過PID控制作用，使偏差減小到零，達到預定的控制目標，其原理框圖如圖所示。212PID控制原理框圖Kp—比例常數Ti—積分時間Td—微分時間S—演算子2.PID控制方式在工藝生產和機械設備的自動控制中，P、I、D一般不會單獨使用，而是會根據不同的生產需要，組合成多種控制方式，如PI（比例積分控制）、PD（比例微分控制）、PID（比例積分微分控制）等。（1）PI控制PI控制即比例控制（P）和積分控制（I）的組合。它是根據偏差及時間變化，產生一個控制量。只要偏差存在，積分控制（I）將發揮作用，輸出的控制量使偏差越來越小，直到偏差消除，系統達到穩定運行。213（2）PD控制PD控制即比例控制