1變頻技術（第二版）全套可編輯PPT課件

本課件是可編輯的正常PPT課件2緒論第一章變頻器基礎知識第二章變頻器的基本操作與控制第三章PLC與變頻器的聯機控制第四章變頻器在典型控制系統中的應用

本課件是可編輯的正常PPT課件緒論3本課件是可編輯的正常PPT課件變頻器是由計算機控制電力電子器件，將工頻交流電變為頻率和電壓均可控制的交流電的電氣設備，主要用途是驅動交流電動機進行連續平滑的變頻調速。4本課件是可編輯的正常PPT課件在過去很長一段時間里，由于直流電動機在調速的靜態和動態特性上相較交流電動機具有明顯優勢，因此，調速傳動領域主要依賴直流電動機的應用。尤其是在調速要求較為嚴格的場景下，直流電動機的調速方案幾乎都是首選。然而，盡管直流電動機在調速性能上表現出色，但其存在的缺陷亦不容忽視，如維修工作量大、故障發生率高，以及受換向條件限制導致的功率、電壓、電流和轉速上限難以提升等問題。相對而言，交流電動機在以上方面具備顯著優勢，但其最大缺點是調速困難。5本課件是可編輯的正常PPT課件自20世紀80年代起，隨著電力電子器件和微電子技術的飛速發展，特別是電力電子器件（包括半控型和全控型）的制造技術、電力電子變流技術、交流電動機矢量變換控制技術、直接轉矩控制技術、脈寬調制技術，以及以微型計算機和大規模集成電路為核心的全數字化技術的突破，交流變頻調速技術得到了迅猛發展，變頻器性能不斷優化和完善。目前，交流調速系統已展現出可與直流調速系統相媲美的性能，并在部分領域超越了直流調速系統。6本課件是可編輯的正常PPT課件工程師們通過精確設置變頻器參數，能實現對交流電動機的精準控制，確保其按照預設的運行曲線運行，如升降機的“S”曲線運行、恒壓供水控制系統以及龍門刨床拖動系統的速度調節等。此外，當前高電壓、大電流電力電子器件的創新，已使直接對10000V電動機實施變頻調速成為可能，并取得了顯著的節能效果。同時，絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的發明，也為變頻器的廣泛應用提供了強有力的技術支撐。7本課件是可編輯的正常PPT課件第一章變頻器基礎知識8本課件是可編輯的正常PPT課件1-2變頻器的組成與工作原理1-1三相交流異步電動機的調速1-3變頻器的控制方式9本課件是可編輯的正常PPT課件1-1

三相交流異步電動機的調速10本課件是可編輯的正常PPT課件111.理解三相交流異步電動機的工作原理。2.掌握三相交流異步電動機的調速方法。3.理解三相交流異步電動機變頻調速的機械特性。學習目標本課件是可編輯的正常PPT課件一、三相交流異步電動機的工作原理1.旋轉磁場（1）旋轉磁場的產生三相交流異步電動機的核心結構由定子和轉子兩部分構成。定子部分包括定子鐵心與定子繞組，當三相定子繞組中通入三相對稱交流電時，將生成一個旋轉磁場，其產生過程如圖所示。12本課件是可編輯的正常PPT課件13旋轉磁場產生過程由圖a可知，當ωt=0時，電流瞬時值

iU=0，iW

為正值，iV

為負值。這表示U相無電流，W相電流由W1流進（標為

×），W2流出（標為

?），V相電流由V2流進（標為

×），V1流出（標為

?），這一刻定子繞組電流產生的合成磁場方向可由安培定則判斷得出。本課件是可編輯的正常PPT課件14當

時，電流瞬時值

iU

為正最大值，iV、iW

均為負值，這表示U相電流從U1流進，U2流出，V相電流、W相電流分別由V2、W2流進，V1、W1流出，這一刻定子繞組電流產生的合成磁場方向如圖b所示，可見磁場方向較

ωt=0時順時針旋轉了90°。以此類推，當

ωt=π、

、ωt=2π時，定子繞組電流產生的合成磁場方向分別如圖c、d、e所示。由圖可見，當交流電經歷一個完整周期后，三相交流電合成磁場正好以順時針方向旋轉一周。本課件是可編輯的正常PPT課件（2）旋轉磁場的轉速旋轉磁場的轉速（也稱同步轉速）與三相交流電源的頻率和三相交流異步電動機的磁極對數有關，其關系表達式為：式中，n1——旋轉磁場的轉速，r/min；

f1——三相交流電源的頻率，Hz；

p——三相交流異步電動機的磁極對數。15本課件是可編輯的正常PPT課件（3）旋轉磁場的轉向旋轉磁場的轉向由電源的相序決定。若電源為正相序（即電源按U—V—W相排列，也稱順序），則旋轉磁場沿順時針方向旋轉，前面闡述的旋轉磁場產生過程即為電源正相序時的磁場產生過程；若將三相電源中的任意兩相對調（即電源按W—V—U相逆相序排列，也稱反序），則旋轉磁場沿逆時針方向旋轉，其旋轉磁場產生過程與正相序原理一致。16本課件是可編輯的正常PPT課件（4）三相交流異步電動機的工作原理當定子繞組接入三相交流電源，定子空間內將形成旋轉磁場。若此旋轉磁場沿順時針方向旋轉，則其效果等同于轉子在逆時針方向上切割旋轉磁場。因此，轉子繞組中將產生感應電流，該電流在旋轉磁場中受到力的作用，進而驅動轉子沿旋轉磁場旋轉的方向轉動，如圖所示。17三相交流異步電動機的工作原理本課件是可編輯的正常PPT課件2.轉差率由于轉子只有在切割旋轉磁場的情況下，才能產生感應電流，從而產生電磁力矩使轉子轉動，因此轉子的轉速

n

要比旋轉磁場的同步轉速

n1

低一些，它們之間的差值用轉速差Δn

表示，即Δn=n1-n，轉速差Δn

與同步轉速

n1

的比值稱為轉差率

s，即：式中，s——轉差率；

n1——同步轉速；

n——轉子轉速。18本課件是可編輯的正常PPT課件二、三相交流異步電動機的調速原理由式（1-1）和式（1-2），可得到轉子轉速

n

的表達式：由該表達式可以看出，三相交流異步電動機的調速方法有三種，分別是變極（

p）調速、變轉差率（

s）調速和變頻（

?1）調速。其中，變頻調速性能最好，不僅調速范圍大，且靜態穩定性好、運行效率高。19本課件是可編輯的正常PPT課件1.變極調速由式（1-3）可知，變極調速是在電源頻率不變的條件下，通過改變定子磁極對數的方式改變同步轉速，從而達到調速的目的。2.變轉差率調速變轉差率調速一般只適用于繞線型異步電動機。具體調速方法很多，例如，轉子串電阻調速、串級調速、調壓調速等。隨著

s

增大，電動機的機械特性會變軟，效率降低。20本課件是可編輯的正常PPT課件3.變頻調速從機械特性分析，其調速性能比變極調速和變轉差率調速要好得多，甚至可以達到近似直流電動機調壓調速的性能，這也是變頻調速的基本原理。下面分基頻以下與基頻以上兩種調速情況進行分析。（1）基頻以下恒磁通（恒轉矩）變頻調速1）恒磁通變頻調速原理。恒磁通變頻調速實質上就是調速時要保證電動機的電磁轉矩恒定不變。這是因為電磁轉矩與磁通成正比的關系。21本課件是可編輯的正常PPT課件2）保證磁通恒定的方法。由感應電動勢公式

E1=4.44f1N1Φm

可知，每極磁通量的最大值

Φm=E1/（4.44N1

f1），其值的大小由

E1

和

f1

共同決定，對

E1

和

f1

進行適當控制，就可以使

Φm

的值保持恒定不變。由于一臺電動機的

N1

始終為固定常數，所以只要保持

E1/f1

為固定常數，即可保持磁通恒定不變。22本課件是可編輯的正常PPT課件3）恒磁通變頻調速機械特性。如圖所示是用VVVF變頻器對三相交流異步電動機在基頻以下進行變頻控制時的機械特性，其控制條件為

E1/f1=常數。23三相交流異步電動機在基頻以下進行變頻控制時的機械特性本課件是可編輯的正常PPT課件（2）基頻以上恒功率（恒電壓）變頻調速恒功率變頻調速又稱弱磁通變頻調速，是考慮由基頻

f1N

開始向上調速的情況。頻率由額定值

f1N

向上增大，如果按照

U1/f1=常數的規律控制，電壓

U1

也必須由額定值

U1N

向上增大，但實際上電壓

U1

受額定電壓

U1N

的限制不能再升高，只能保持

U1=U1N

不變。根據公式Φm=E1/（4.44N1

f1），主磁通

Φm

隨著

f1

的上升而減小，這相當于直流電動機的弱磁調速，屬于近似的恒功率調速方式。24本課件是可編輯的正常PPT課件三相交流異步電動機基頻以下及基頻以上兩種調速情況下的變頻調速控制特性如圖所示。

25變頻調速控制特性本課件是可編輯的正常PPT課件1-2

變頻器的組成與工作原理26本課件是可編輯的正常PPT課件1.了解變頻器的分類。2.掌握變頻器的工作原理和結構。3.了解變頻器中常用的電力半導體器件。27學習目標本課件是可編輯的正常PPT課件一、變頻器的分類變頻器的分類方式有很多：按照主電路工作方式分類，可分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照輸出電壓調制方式分類，可分為PAM（脈沖幅度調制）控制變頻器、PWM（脈沖寬度調制）控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可分為

U/f

控制變頻器、轉差頻率控制變頻器、矢量控制變頻器和直接轉矩控制變頻器；按照用途分類，可分為通用變頻器、高性能專用變頻器和高頻變頻器等。除此以外，變頻器還有其他分類方式，具體可見下表。28本課件是可編輯的正常PPT課件29變頻器的其他分類方式本課件是可編輯的正常PPT課件二、變頻器的銘牌與型號1.變頻器的銘牌如圖所示是三菱FR-E840型變頻器的額定銘牌（機身側面），其主要內容包括變頻器型號、額定輸入、額定輸出、制造編號和制造年月等。30三菱FR-E840型變頻器的額定銘牌本課件是可編輯的正常PPT課件2.變頻器型號變頻器型號由代表不同含義的字母和數字組成，其型號含義如下：?A：表示電壓等級。31本課件是可編輯的正常PPT課件?B：表示電源相數。?

C：表示變頻器的額定容量或額定電流。32本課件是可編輯的正常PPT課件?D：表示通訊和功能安全的規格。?

E：表示標準規格產品的監視輸出及額定頻率、Ethernet規格產品及安全通訊規格產品所能使用的通訊協議。33本課件是可編輯的正常PPT課件?F：表示有無電路板涂層、導體鍍層。34本課件是可編輯的正常PPT課件三、變頻器的基本結構變頻器分為交—交和交—直—交兩種形式。目前，通用變頻器大多采用交—直—交的變頻變壓方式。35交—交交—直—交交—交變頻器是將工頻交流電直接變換成頻率、電壓均可控制的交流電，又稱直接變頻器。交—直—交變頻器則是先把工頻交流電通過整流器變換成直流電，然后再把直流電逆變成頻率、電壓均可控制的交流電，又稱間接變頻器。本課件是可編輯的正常PPT課件變頻器的基本構成如圖所示，其主要由主電路和控制電路組成，其中主電路又包括電網側變流器、中間直流環節和負載側變流器三部分。如下圖所示是變頻器的內部結構示意圖。36變頻器的基本構成本課件是可編輯的正常PPT課件37變頻器的內部結構示意圖本課件是可編輯的正常PPT課件1.變頻器的主電路通用變頻器的主電路由三部分組成，一是交—直變換部分（整流電路），二是能耗制動部分（能耗制動電路），三是直—交變換部分（逆變電路），其電路圖如圖所示，各元器件的作用見下表。38通用變頻器的主電路電路圖本課件是可編輯的正常PPT課件39通用變頻器主電路各元器件的作用本課件是可編輯的正常PPT課件40通用變頻器主電路各元器件的作用本課件是可編輯的正常PPT課件2.變頻器的控制電路變頻器控制電路的作用是為主電路提供關鍵控制信號，其構成通常涵蓋運算電路、檢測電路、控制信號的輸入輸出電路以及驅動電路等多個環節。其核心職責在于實現對逆變器開關元件的精確開關控制、整流器電壓的精準調控，并同時承擔多種保護功能。在控制方式上，有模擬控制和數字控制兩種，二者各有特點。41本課件是可編輯的正常PPT課件變頻器控制電路主要由主控制板、鍵盤與顯示板、電源板與驅動板、外接控制電路等構成，其控制原理框圖如圖所示。42變頻器控制電路的控制原理框圖本課件是可編輯的正常PPT課件（1）主控制板主控制板是變頻器運行的控制中心，其核心器件是微控制器（單片機）或數字信號處理器（DSP），其主要功能有：1）接收并處理從鍵盤、外部控制電路輸入的各種信號，如修改參數、正/反轉指令等。2）接收并處理內部的各種采樣信號，如主電路中電壓與電流的采樣信號、各部分溫度的采樣信號、逆變電路中各功率管工作狀態的采樣信號等。43本課件是可編輯的正常PPT課件3）向外電路發出控制信號及顯示信號，如正常運行信號、頻率到達信號等，一旦發現異常情況，立刻發出保護指令進行保護或停車，并輸出故障信號。4）完成SPWM調制，對接收到的各種信號進行判斷和綜合運算，產生相應的SPWM調制指令，并分配給逆變電路中各功率管的驅動電路。5）向顯示板和顯示屏發出各種顯示信號。44本課件是可編輯的正常PPT課件（2）鍵盤與顯示板變頻器的鍵盤與顯示板一般采用一體化設計，其中鍵盤的作用是向變頻器發出運行控制指令，并對運行數據、運行狀態等進行必要調整和修正；顯示板則主要是展示主控制板上的各類數據，通常采用數碼管或液晶板作為顯示介質。45本課件是可編輯的正常PPT課件（3）電源板與驅動板變頻器的內部電源普遍采用開關穩壓電源，電源板主要提供以下直流電源：1）主控制板電源。為一組具有極好穩定性和抗干擾能力的直流電源。2）驅動電源。在逆變電路中，上橋臂三只功率管的驅動電路電源是相互隔離的三組獨立電源，下橋臂三只功率管的驅動電路電源則采用共“地”設計。驅動電源與主控制板電源之間必須可靠絕緣。3）外控電源。為變頻器外電路提供穩恒直流電源。46本課件是可編輯的正常PPT課件（4）外接控制電路外接控制電路可通過電位器、主令電器、繼電器以及多種自控設備實現對變頻器的運行控制，并輸出變頻器的運行狀態、故障報警以及運行數據等信號，變頻器外接控制電路一般包括外部給定電路、外接輸入控制電路、外接輸出控制電路和報警輸出電路等。47本課件是可編輯的正常PPT課件四、變頻器中的常用電力半導體器件1.整流器變頻器使用的整流器通常采用由整流二極管構成的三相或單相整流橋設計，其核心功能是將交流電轉換為直流電，以提供逆變電路和控制電路使用。在通用變頻器中，整流模塊的配置如圖所示，其中小功率整流器主要接到單相220V交流電源，大功率整流器則接到三相380V交流電源。48本課件是可編輯的正常PPT課件49通用變頻器中的整流模塊本課件是可編輯的正常PPT課件2.逆變器逆變器是變頻器的核心器件，其在控制電路作用下，可將直流電路輸出的直流電轉換成頻率、電壓均可控制的交流電。逆變器的常見結構形式是以六個功率開關器件組成的三相橋式逆變電路。目前，常用的開關器件有晶閘管（SCR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、電力晶體管（GTR）、電力場效應晶體管（MOSFET）和絕緣柵雙極晶體管（IGBT）等。50本課件是可編輯的正常PPT課件（1）晶閘管（SCR）晶閘管有平板式和螺栓式兩種類型，如圖所示。作為一種電流控制型元件，晶閘管的控制電路結構復雜，工作頻率低，效率也不高，但其電壓、電流容量大，目前仍廣泛應用于可控整流和交—交變頻等變流電路中。51平板式和螺栓式晶閘管本課件是可編輯的正常PPT課件（2）門極可關斷晶閘管（GTO）門極可關斷晶閘管如圖所示，是一種多元功率集成器件，也屬電流控制型元件，一般由十幾個甚至數百個共陽極的小GTO單元組成。具有高阻斷電壓和低導通損失率的特性，其電壓、電流容量較大，通常可達6000V和6000A，常用于大功率高壓變頻器中。52門極可關斷晶閘管本課件是可編輯的正常PPT課件（3）電力晶體管（GTR）電力晶體管作為一種雙極型大功率高反壓晶體管，亦稱巨型晶體管，其單管結構與常規雙極型晶體管結構類似。在變頻器的應用中，GTR通常以GTR模塊形式呈現，該模塊將2至7只單管GTR或達林頓式GTR的管芯集成于一個管殼內，旨在實現出色的耐高壓、大電流及優良的開關特性。如圖所示為電力晶體管的外形及內部結構。53本課件是可編輯的正常PPT課件54電力晶體管的外形及內部結構本課件是可編輯的正常PPT課件（4）電力場效應晶體管（MOSFET）電力場效應晶體管如圖所示，是一種單極型的電壓控制器件，其輸入阻抗高、驅動功率小、驅動電路簡單、開關速度快，開關頻率可達500kHz以上。變頻器使用的電力場效應晶體管一般是N溝道增強型。55電力場效應晶體管本課件是可編輯的正常PPT課件（5）絕緣柵雙極晶體管（IGBT）絕緣柵雙極晶體管是一種復合型三端電力半導體器件，其外形如圖所示。它將MOSFET與GTR的卓越性能融為一體，展現出了極佳的輸出特性、高速的開關能力以及高頻率的工作狀態，通常其工作頻率可超過20kHz。56絕緣柵雙極晶體管的外形本課件是可編輯的正常PPT課件（6）集成門極換流型晶閘管（IGCT）集成門極換流型晶閘管如圖所示，是一種新型功率半導體器件，該器件不僅繼承了IGBT的高開關頻率特性，同時還兼備了GTO的高阻斷電壓和低導通損失率優點。57集成門極換流型晶閘管本課件是可編輯的正常PPT課件（7）智能功率模塊（IPM）智能功率模塊是一種混合集成電路，是將大功率開關元件和驅動電路、保護電路、檢測電路等集成在同一個模塊內，是電力集成電路的一種，其外形和內部結構如圖所示。58智能功率模塊的外形和內部結構本課件是可編輯的正常PPT課件1-3

變頻器的控制方式59本課件是可編輯的正常PPT課件1.熟悉

U/f

恒定控制方式。2.熟悉轉差頻率控制方式。3.了解矢量控制方式。4.了解直接轉矩控制方式。60學習目標本課件是可編輯的正常PPT課件在三相異步電動機的變頻調速系統中，變頻器能夠基于電動機的具體特性，對供電電壓、電流以及頻率等進行精準而適當的控制。不同的控制方式直接影響電動機的調速性能、特性以及應用場景，從而帶來各異的控制效果。目前，變頻器在電動機控制領域的應用主要涵蓋

U/f

恒定控制、轉差頻率控制、矢量控制和直接轉矩控制等多種方式。61本課件是可編輯的正常PPT課件一、U/f

恒定控制變頻器在調節電動機電源頻率的同時，亦同步調整其電源電壓，使電動機磁通維持恒定，這種控制方式被稱為

U/f

恒定控制，亦稱VVVF（變壓變頻）控制模式。實現變壓變頻的方式有很多，其中常用的有脈沖幅值調制（PAM）、脈沖寬度調制（PWM）和正弦脈沖寬度調制（SPWM）等。62本課件是可編輯的正常PPT課件1.PAM方式PAM方式是通過改變直流側的電壓幅值來實現電壓調控的。在變頻器中，逆變器只負責調節輸出頻率，而輸出電壓則由相控整流器或直流斬波器通過調節直流電壓來控制。PAM方式一般在采用晶閘管逆變器的中大功率變頻器中應用較為廣泛。63本課件是可編輯的正常PPT課件2.PWM方式PWM方式是一種廣泛應用的調制技術，其核心原理是在維持整流后直流電壓恒定的情況下，通過調整輸出脈沖的寬度（或以占空比的形式表示），同步調整輸出頻率，進而實現對等效輸出電壓的有效調節。64本課件是可編輯的正常PPT課件65PWM方式輸出電壓波形如圖所示，變頻器的輸出電壓和輸出頻率均采用PWM逆變器調節。本課件是可編輯的正常PPT課件由圖分析可以看出，當載波信號

UC

的三角波幅值維持恒定時，調整參考信號

Ur

的幅值即可使輸出脈沖寬度相應發生改變，進而實現對輸出基波電壓大小的調控。當改變載波信號三角波的頻率，并保持每周期輸出的脈沖數不變時，亦可改變基波電壓的頻率。66本課件是可編輯的正常PPT課件3.SPWM方式采用PWM方式控制得到的輸出電壓波形為非正弦波，在用于驅動三相交流異步電動機時性能較差。如果讓每半個周期的脈沖寬度都按正弦規律變化，即脈沖寬度先逐漸增大，再逐漸減小，輸出電壓也會按正弦規律變化，這就是工程中應用最多的正弦波脈寬調制（SPWM），如圖所示。67PWM方式輸出電壓波形本課件是可編輯的正常PPT課件SPWM方式的顯著特點是其半個周期內脈沖中心線保持等距分布，脈沖幅度恒定而寬度呈現變化，且變化遵循正弦分布規律。此外，各脈沖所覆蓋的面積總和與正弦波下的面積呈現比例關系。這一特性使得SPWM調制波形更加接近正弦波，從而極大地減少了諧波分量的產生。68本課件是可編輯的正常PPT課件如圖所示為

U/f

恒定控制的PWM變頻器主控制電路框圖。在此框圖中，主電路開關器件的基極驅動信號是通過載波信號與正弦波參考信號的值被調整，脈沖寬度將隨之變動，從而實現對主電路輸出電壓大小的控制。同時，當調整輸出頻率時，輸出電壓的頻率亦會相應發生改變。69本課件是可編輯的正常PPT課件70U/f

恒定控制的PWM變頻器主控制電路框圖本課件是可編輯的正常PPT課件二、轉差頻率控制在沒有任何附加措施的情況下，變頻器采用

U/f

恒定控制方式，如果負載發生變化，轉速也會隨之變化，轉速的變化量與轉差率成正比。這時

U/f

恒定控制的靜態調速精度明顯較差，為提高調速精度，常采用轉差頻率控制方式。通過對速度傳感器的檢測，可以求出轉差頻率

Δf，將它與速度設定值

f*進行疊加，以疊加值作為逆變器的頻率設定值

f1*，就實現了轉差補償。這種實現轉差補償的閉環控制方式稱為轉差頻率控制方式。71本課件是可編輯的正常PPT課件三、矢量控制方式U/f

恒定控制方式和轉差頻率控制方式的控制思路都是建立在異步電動機的靜態數學模型之上的，因此動態性能指標不高。對于軋鋼、造紙等對設備動態性能要求較高的場合，則可采用矢量控制變頻器。矢量控制也稱磁場定向控制，是一種基于測量與控制異步電動機定子電流矢量的方法。72本課件是可編輯的正常PPT課件目前，在變頻器中實際應用的矢量控制方式主要有基于轉差頻率的矢量控制方式和無速度傳感器的矢量控制方式。（1）基于轉差頻率的矢量控制方式基于轉差頻率的矢量控制要經過坐標變換對電動機定子電流的相位進行控制，使之滿足一定條件，以消除轉矩電流過渡過程中的波動。（2）無速度傳感器的矢量控制方式無速度傳感器的矢量控制方式是通過坐標變換處理分別對勵磁電流和轉矩電流進行控制，然后通過控制電動機定子繞組上的電壓、電流辨識轉速，以達到控制勵磁電流和轉矩電流的目的。73本課件是可編輯的正常PPT課件四、直接轉矩控制方式為了彌補矢量控制的不足，避免復雜的坐標變換，減少對電動機參數的依賴，進而采取了一種新型控制方式——直接轉矩控制方式。直接轉矩控制方式是在矢量控制技術之后發展起來的一種新型交流變頻調速技術。其控制思路是將逆變器和電動機看成一個整體，通過檢測到的定子電壓和電流，直接在定子坐標系中計算控制電動機的磁鏈和轉矩，通過跟蹤PWM逆變器的開關狀態直接控制轉矩，其轉矩響應迅速，無超調，具有較高的動靜態性能。74本課件是可編輯的正常PPT課件第二章變頻器的基本操作與控制75本課件是可編輯的正常PPT課件2-2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76本課件是可編輯的正常PPT課件2-1

變頻器的面板操作與控制77本課件是可編輯的正常PPT課件781.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。學習目標本課件是可編輯的正常PPT課件目前，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。79本課件是可編輯的正常PPT課件80三菱變頻器的常見類型本課件是可編輯的正常PPT課件一、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。81三菱FR-E840型變頻器的標準規格操作面板本課件是可編輯的正常PPT課件82三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明本課件是可編輯的正常PPT課件83三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明本課件是可編輯的正常PPT課件84三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明本課件是可編輯的正常PPT課件85三菱FR-E840型變頻器的顯示及按鍵功能說明本課件是可編輯的正常PPT課件二、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。86運行模式切換的操作方法本課件是可編輯的正常PPT課件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。87變頻器監視模式更換的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件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。88變頻器工作頻率設定的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件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。89本課件是可編輯的正常PPT課件90變頻器參數設定的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件91變頻器參數設定的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件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。92本課件是可編輯的正常PPT課件93

變頻器參數清除的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件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。94本課件是可編輯的正常PPT課件（1）變頻器報警記錄的讀取方法及步驟見下表。95變頻器報警記錄的讀取方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件（2）變頻器報警記錄的清除方法及步驟見下表。96變頻器報警記錄的清除方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件三、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。97本課件是可編輯的正常PPT課件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。98

三菱FR-E840型變頻器的運行模式參數本課件是可編輯的正常PPT課件99

三菱FR-E840型變頻器的運行模式參數本課件是可編輯的正常PPT課件100

三菱FR-E840型變頻器的運行模式參數本課件是可編輯的正常PPT課件四、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。101本課件是可編輯的正常PPT課件1.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。102本課件是可編輯的正常PPT課件1）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。103本課件是可編輯的正常PPT課件（2）選擇頻率給定方式的一般原則1041）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。本課件是可編輯的正常PPT課件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。105本課件是可編輯的正常PPT課件（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。106本課件是可編輯的正常PPT課件（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。107本課件是可編輯的正常PPT課件3.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。108本課件是可編輯的正常PPT課件1）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。109本課件是可編輯的正常PPT課件（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。110基準頻率和基準頻率電壓的參數內容本課件是可編輯的正常PPT課件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。111基準頻率Pr.3和基準頻率電壓Pr.19的關系本課件是可編輯的正常PPT課件（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。112啟動頻率輸出信號本課件是可編輯的正常PPT課件（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。113點動頻率和點動加減速時間的參數內容本課件是可編輯的正常PPT課件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。114外部點動運行的接線圖本課件是可編輯的正常PPT課件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。115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本課件是可編輯的正常PPT課件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。116本課件是可編輯的正常PPT課件（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：117本課件是可編輯的正常PPT課件（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：118本課件是可編輯的正常PPT課件（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）。119本課件是可編輯的正常PPT課件5.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。120本課件是可編輯的正常PPT課件121電子過電流保護的參數內容本課件是可編輯的正常PPT課件（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。122本課件是可編輯的正常PPT課件123變頻器停止方式選擇的參數內容本課件是可編輯的正常PPT課件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。124變頻器停止方式選擇的參數內容本課件是可編輯的正常PPT課件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。125電動機自動運行停止的輸出頻率本課件是可編輯的正常PPT課件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。126本課件是可編輯的正常PPT課件（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。127本課件是可編輯的正常PPT課件2-2

變頻器外部端子的操作與控制128本課件是可編輯的正常PPT課件1.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。129學習目標本課件是可編輯的正常PPT課件一、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。130本課件是可編輯的正常PPT課件1.三菱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。131三菱FR-E840型變頻器的標準接線圖本課件是可編輯的正常PPT課件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。132三菱FR-E840型變頻器的主電路端子本課件是可編輯的正常PPT課件133三菱FR-E840型變頻器的主電路端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件（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。134本課件是可編輯的正常PPT課件4）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。135本課件是可編輯的正常PPT課件136三菱FR-E840型變頻器的布線距離標準本課件是可編輯的正常PPT課件137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本課件是可編輯的正常PPT課件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。138本課件是可編輯的正常PPT課件3.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。139三菱FR-E840型變頻器的控制電路端子本課件是可編輯的正常PPT課件（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。140三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號電路本課件是可編輯的正常PPT課件141三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件142三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件143三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸入信號端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件144三菱FR-E840型變頻器控制電路輸入信號的公共端端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件145三菱FR-E840型變頻器控制電路輸入信號的公共端端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件（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。146三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸出信號電路本課件是可編輯的正常PPT課件147三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸出信號端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件148三菱FR-E840型變頻器控制電路的輸出信號端子功能本課件是可編輯的正常PPT課件（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。149本課件是可編輯的正常PPT課件150微小信號的觸點本課件是可編輯的正常PPT課件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。151本課件是可編輯的正常PPT課件二、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。152本課件是可編輯的正常PPT課件153利用外接開關SA1、SA2來控制電動機運行的電路原理圖本課件是可編輯的正常PPT課件154變頻器運行參數的設定方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件155變頻器運行參數的設定方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件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）。156本課件是可編輯的正常PPT課件（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。157三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的原理圖本課件是可編輯的正常PPT課件158通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件159通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件160通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件調整電位器最大值（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。161本課件是可編輯的正常PPT課件162改變最高頻率的操作方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件（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。163本課件是可編輯的正常PPT課件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）的接線原理圖本課件是可編輯的正常PPT課件165三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的操作方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件166三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的操作方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件調整電流最大輸入（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。167本課件是可編輯的正常PPT課件168改變最高頻率的操作方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件169改變最高頻率的操作方法及步驟本課件是可編輯的正常PPT課件（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。170本課件是可編輯的正常PPT課件1）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。171端子2和4的電壓/電流輸入切換開關本課件是可編輯的正常PPT課件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。172三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電壓輸入）的原理圖本課件是可編輯的正常PPT課件173

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。本課件是可編輯的正常PPT課件174

三菱FR-E840型變頻器通過模擬信號進行頻率設定（電流輸入）的接線原理圖本課件是可編輯的正常PPT課件三、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”。175組合運行模式1的控制原理本課件是可編輯的正常PPT課件176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”。本課件是可編輯的正常PPT課件四、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。177本課件是可編輯的正常PPT課件178三菱FR-E840型變頻器多段速功能的端子接線圖本課件是可編輯的正常PPT課件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。179本課件是可編輯的正常PPT課件180三菱FR-E840型變頻器多段速功能的參數設置本課件是可編輯的正常PPT課件181三菱FR-E840型變頻器多段速功能的參數設置本課件是可編輯的正常PPT課件182三菱FR-E840型變頻器的多段速運行控制曲線本課件是可編輯的正常PPT課件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”。183本課件是可編輯的正常PPT課件4.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。184本課件是可編輯的正常PPT課件（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。185本課件是可編輯的正常PPT課件186變頻器的七段速運行控制曲線本課件是可編輯的正常PPT課件187變頻器的基本運行參數設置本課件是可編輯的正常PPT課件188變頻器的七段速運行控制參數設置本課件是可編輯的正常PPT課件2-3

變頻器的制動、保護和顯示控制189本課件是可編輯的正常PPT課件1.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。190學習目標本課件是可編輯的正常PPT課件一、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。191本課件是可編輯的正常PPT課件1.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。192變頻器的基本運行參數設置本課件是可編輯的正常PPT課件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。193本課件是可編輯的正常PPT課件3.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。194本課件是可編輯的正常PPT課件195小功率變頻器內置的制動電路原理圖本課件是可編輯的正常PPT課件（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。196本課件是可編輯的正常PPT課件1）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。197本課件是可編輯的正常PPT課件198直流制動三要素的特性曲線本課件是可編輯的正常PPT課件199三菱FR-E840型變頻器直流制動的參數設置本課件是可編輯的正常PPT課件200三菱FR-E840型變頻器直流制動的參數設置本課件是可編輯的正常PPT課件二、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。201本課件是可編輯的正常PPT課件202變頻器常見的自身保護功能本課件是可編輯的正常PPT課件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。203本課件是可編輯的正常PPT課件三、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。204本課件是可編輯的正常PPT課件2.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