变频调速实验指导书.docx
《变频调速实验指导书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变频调速实验指导书.docx（52页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
变频调速实验指导书
广西机械高级技工学校现代工业控制技术专业教材
变频调速模块化教学指导书
（三菱FR-A740型）
邹火军杨杰忠编
广西机械高级技工学校电工教研室
实验一：
变频器各部件及接线………………………………2
实验二：
变频器的基本操作…………………………………4
实验三：
变频调速的试运行…………………………………11
实验四：
变频器的V/F曲线的测量……………………………23
实验五:
变频器的PU开环和闭环运行…………………………25
实验六:
变频器的外部操作与组合操作………………………27
实验七:
变频器的程序运行………………………………29
实验八:
变频器的频率跳变操作…………………………………32
实验九:
变频器的多段速运行………………………………………34
综合实验一：
外接控制电路…………………………………36
综合实验二：
变频器的外部综合操作………………………39
附录A（变频器各端子接线）………………………………41
附录B（变频器各端子说明）………………………………27
附录C（参数表）……………………………………………45
附录D（异常显示一览）……………………………………51
实训项目一：
变频器各部件及接线
实训目的：
1.熟悉变频调器各部件的名称、位置及功能
2.了解变频器的接线
实训器材：
三菱FR-A740变频调器、连接导线、电动机、电源、电工常用工具
实训内容及步骤：
一.根据图1-1所注明的变频调器各部件，在变频器中找出对应器件
图1-1变频调器各部分名称
二、安装和接线
图1-2
实训项目二：
变频器的基本操作
实训目的：
1.熟悉变频调速实验装置的操作面板
2.掌握变频器的接线
3.熟悉变频器的操作面板和按键的操作
4．掌握变频器参数的设定方法
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容及步骤：
一.实验装置总体面板的熟悉
SX－801型变频调速实验装置的操作面板见实物，在面板左侧，有KM1、KM2、KM3三个辅助接触器。
面板左上方装有一只反映供电电源电压大小的交流电压表和一只反映电机负载电流大小的交流电流表。
在面板右侧，装有一只直流毫安表（可以反映频率值），一只直流电压表（可用于反映变频器的输出信号值），还装有1个电位器、6个开关、2个双位选择开关和3只按钮，这些元器件均为独立元件，以供实验所需。
右侧另有4列变频器控制信号引出插孔和5V直流电压源及可调24V直流电压源，以提供外部操作所需。
其它的插孔及基本按键如面板所示。
二.变频器的接线
（1）电源接线
电源接线端子为R、S、T。
决不能接U、V、W，否则会损坏变频器。
本变频器的整流器由二极管构成，因此，接线时可不考虑相序。
（2）电动机接线
电动机接线端子为U、V、W，当接线正常时，按下正转起动按钮，从负载测看，电动机应按逆时针方向旋转，如果转向相反，则可调节端子的任意两相。
（3）电动机的运转
按下图接线，电动机就可用变频器传动，进行变频运行。
如果运用三个辅助接触器控制电源直接到电动机的通断，电动机也可直接进行电网运行。
三.变频器的操作面板和按键的操作
（一）．变频器的操作面板（FR-DU07）如图所示
（二）变频器的操作模式：
（三）操作锁定（长按[MODE]（2秒））
（四）监视输出电流和输出电压
（五）变更参数的设定值
（六）参数复制
（七）参数对照
四．实验要求：
1．熟练掌握上限频率、下限频率、加速时间、减速时间的设定。
实验三：
变频调速的试运行
实验目的：
1.熟悉变频器的PU点动运行。
2.熟悉外部点动运行。
3.熟悉变频器的内部和外部稳定运行情况。
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容及步骤：
一．运行之前的准备
可以在初始设定值不作任何改变的状态下实现单纯的变频器可变速运行。
请根据负荷或运行规格等设定必要的参数。
可以在操作面板（FR-DU07）进行参数的设定，变更及确认操作。
（一）用变频器对电机进行热保护（Pr.9）
（二）电机的额定频率在50Hz的情况下（Pr.3）
首先请确认电机的额定铭牌。
如果铭牌上的频率只有“50Hz”时，Pr.3的基准频率一定要设定为“50Hz”。
（三）提高启动时的转矩（Pr.0）
在“施加负载后电机不转动”或“出现警报【OL】，【OC1】跳闸等情况下，进行设定。
（四）设置输出频率的上限与下限（Pr.1，Pr.2）
（五）改变加速时间与减速时间（Pr.7，Pr.8）
二．从控制面板实施起动·停止操作（PU运行）
（一）用M旋钮设定频率来运行（例：
以30Hz运行）
（二）将M刻度盘作为定位器使用进行运行
（三）通过开关发出启动指令（3速设定）
（四）通过模拟信号进行频率设定（电压输入）
三、从端子实施启动，停止操作（外部运行）
（一）通过操作面板来设定频率。
（Pr.79=3）
（二）通过开关发出启动指令，频率指令（3速设定）（Pr.4～Pr.6）
（三）通过模拟信号进行频率设定（电压输入）
三．思考题
1．预置点动频率Pr.15=6Hz时，是在什么样的运行模式下？
在外部运行模式下（EXT灯亮时）能输入参考值吗？
2．给定频率为60Hz、50Hz时，变频器对应的输出电压有何特征，为什么?
3．如果将基频Pr.3的值预置为60Hz，再观察给定频率为60Hz、50Hz时，变频器的输出电压与以前有何不同？
为什么会出现这种现象？
实验四：
变频器的V/F曲线的测量
实验目的：
1．熟悉键盘操作。
2．熟悉变频器键盘直接控制变频器运转的方法。
3．掌握变频器运行时，改变频率时电压V与频率F之间的变化规律。
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容及步骤：
一．实验原理：
在对电机进行调速时，改变频率可以使电机同步转速作相应比例变化，但是如果不相应的改变电压，会使电机严重发热或磁场减弱，出现电流增大及转矩减小的情况。
为使在变频调速时电机能稳定运行，应相应的改变电压，使V/F为常数，保证电机的稳定运行。
二．实验步骤：
（一）单段V/F曲线测量
利用变频器操作单元的键盘直接控制变频器的运行，同时测量变频器的V/F曲线，步骤如下：
1．设定“基底频率”Pr3为额定频率50Hz、“基底频率电压”Pr19为400V。
2．设定运行频率为60Hz，按“FWD”或“REV”键，电机起动，用转速表测出电机转速，读出相应底电压值，将结果填入下表。
3．按
键，按下表中的频率值改变运行频率，测出各相应的转速及电压值，将结果填入表中。
4．作出V/F曲线。
表1
（二）多段V/F曲线测量
通过设置Pr100～Pr109等参数，设定V/F1、V/F2、V/F3、V/F4、V/F5等五个点，预设多段V/F特性。
1．参数设定（参考）：
Pr0＝6％、Pr3＝60Hz、Pr19＝400V
Pr60＝0、Pr71＝2
V/F1：
Pr100＝10Hz、Pr101＝100V
V/F2：
Pr102＝20Hz、Pr103＝80V
V/F3：
Pr104＝30Hz、Pr105＝200V
V/F4：
Pr106＝40Hz、Pr107＝300V
V/F5：
Pr108＝50Hz、Pr109＝350V
2．多段V/F曲线
3．从小到大调节频率，记录相应的数据，填入下表：
频率Hz
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
转速r/min
电流A
电压V
三.实验要求：
1．作出实验报告
2．在报告中写明实验步骤
3．在报告中复制上表，填好各原始实验数据
4．作出V/F曲线图、观察电压与频率的变化规律。
实验五：
变频器的PU开环和闭环运行
实验目的：
1．熟悉变频器PU开环运行时转速随负载变化规律。
2．熟悉变频器闭环运行时，转速与负载变化情况。
3．熟悉外部接线方法。
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容及步骤：
一.变频器PU开环运行
变频器的开环运行指的是变频器驱动电动机运行时,电动机的运行状况信号没有被反馈到变频器,变频器无法根据电动机的负载或其它参数变化而进行调节的运行情况.其主要特点是从电动机到变频器没有反馈通道.
操作步骤如下:
1.设定电动机运行频率为50Hz.
2.按“FWD”或“REV”，电机起动，电动机运行平稳后,用转速表测出电机的转速,读出电流,将结果填入表1.
表1
3.加一定的负载,使电流表读数有明显变化,记录此时电机的转速及电流.
二.闭环运行
变频器的PU闭环运转是采用构件FR-A5AP,利用一个速度检测（PLG）来测量电机的转速和磁通,反馈回变频器,构成闭环矢量控制系统,从而使电机在负载变化时基本保持恒定的转速,并得到良好的动态和静态特性.
操作步骤:
1.按表2接线,接线图见下图：
表2闭环时变频器端子与PLG的联接:
2.设置矢量控制选择参数Pr80=0.4、Pr81=4、Pr89=100％。
并按表3设置相关参数,各参
数设置说明见附录
表3闭环时相关参数设定：
3.重复开环运行时的步骤（加负载时应使输出电流与开环时相同）,将结果填入表1
4.分析闭环时负载变化对转速的影响,并与开环时结果进行比较.
实验要求:
对实验结果进行分析,比较开环与闭环的运行特点.
实验六:
变频器的外部操作与组合操作
实验目的：
1.进一步熟悉变频器面板的显示和操作。
2.掌握变频器的外部运行及组合运行方式。
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容与操作过程:
利用变频器选用件组合外围电路,可以使变频器实现多种运行方式,如外部运行方式、组合运行方式、程序运行方式、多段速运行方式、瞬停再启动方式、变频器异常时工频电源自动切换运行方式等。
不同的运行方式可达到不同的目的。
1.外部操作
概述：
即利用外部的开关、电位器等元件将外部操作信号输入到变频器，控制变频器的运转。
操作：
按图接线，操作步骤如下：
1）上电：
确认运行状态。
将电源处于ON，确认操作模式中显示“EXT”。
（如“EXT”未亮，请切换到外部操作模式）
2）开始：
将启动开关（STF或STR）处于ON。
表示运转状态的FWD或REV闪烁。
注：
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：
顺时针缓慢旋转电位器（频率设定电位器）到满刻度。
显示的频率数值逐渐增大，电机加速，最后显示50.00Hz。
4）减速：
逆时针缓慢旋转电位器（频率设定电位器）到底。
显示的频率数值逐渐减小到0.00Hz，电机减速，最后停止运行。
5）停止：
断开起动开关（STF或STR），电机将停止运行。
2．组合操作：
即PU操作和外部操作两种方式并用。
当须用外部信号起动电机，用PU调节频率时，将“操作模式选择”设定为3（Pr.79=3）；也可以相反，当须用PU起动电机，用电位器或其他外部信号调节频率时，则将“操作模式选择”设定为4（Pr.79=4）。
按上图接线，操作步骤如下：
1）上电：
接通电源。
2）操作模式选择：
将Pr.79“操作模式选择”设定为3，选择组合操作模式，运行状态“EXT”和“PU”指示灯都亮。
3）开始：
将启动开关（STF或STR）处于ON。
（注：
如果正转和反转都处于ON电机不起动；如果在运行期间，同时处于ON，电机减速至停止状态（当Pr.250=9999）。
）
4）运行频率设定：
用参数单元设定运行频率为50Hz。
运行状态显示“REV”或“FWD”。
选择频率设定模式并进行单步设定（注：
单步设定是通过【
】键连续地改变频率地方法。
按【
】键改变频率）。
5）停止：
将启动开关处于（STF或STR）OFF，电机停止运行。
3.实验要求：
1．熟练外部接线及基本参数设定，掌握操作方法。
2．当Pr.79“操作模式选择”设定为4时，与上述操作步骤有何区别？
（参见附录D）
3．试总结PU、外部、组合运行的共同点与不同点。
实验七:
变频器的程序运行
实验目的：
1.进一步熟悉变频器面板的显示和操作。
2.掌握参数设定方法。
3.掌握变频器程序运行方式。
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容及步骤：
一．概述：
程序运行即按照预设定的时钟，电机的运行频率、启动时间及旋转方向在内部定时器的控制下执行运行操作。
（注意：
FR-A500型变频器，当选购件FR-A5AP插入时，则不能进行程序运转）
1．程序运行功能仅当Pr.79=5时有效。
2．用P.200选择程序运行时间单位，可在“分/秒”和“小时/分”之间选择程序运行时间。
（参数设定详见附表）
3．用Pr.231设定程序开始运行时间的时钟基准。
变频器中有一个内部定时器RAM，P.231中设定的日期的参考时刻即为程序运行的开始时刻。
当同时接通开始信号和组合选择信号时，日期的参考时间定时器回到“0”，此时，可在Pr.231中设定日期的参考值。
通过定时器的复位端子（STR）或者变频器本身的复位可清除日期参考时间。
Pr.231的设定范围取决于Pr.200的设定值，见下表：
4．旋转方向、运行频率、启动时间可以定义为一个点，设10个点为一组，共三个组。
用Pr.201至Pr.230设定，见下表：
5．程序运行时，既可选择单个组重复运行，也可以选择多个组的重复运行。
二．参数设定
1．设置Pr.79=5,Pr.76=3
2．设置Pr.200=2（或0）
3．读Pr.201的值
4．在Pr.201中输入“1”（即旋转方向为正转），然后按【SET】键1.5秒
5．输入“20”（运行频率为20Hz），按【SET】键1.5秒
6．输入“0：
10”（开始运行时间为10秒），按【SET】键1.5秒
7．按【
】键移动到下一个参数（Pr.202）
8．仿照步骤4～6按下表设置其余参数
三．接线
外部接线按下图接：
四．运行
1．单向运行（运行一次）
1）确认EXT灯亮
2）接通组选信号RH
3）接通开始信号STF，使内部定时器被自动复位，按顺序执行所设定的运转程序。
运行曲线如下图：
2．单组重复运行
当组运行完毕时，将从到时输出端子SU输出一个信号，定时器复位清零，如果将SU输出到STR上，如下图所示，则进行重复运转。
3．多组单次运行
当两个或更多的组同时被选择时，例如三个同时被选择，按下图接线。
组1运行首先执行，运行结束后，组1的日期参考时间复位，组2开始运行，运行结束后，组2的日期参考时间复位，组3开始运行，完成后到时信号SU输出。
注意：
1）如果在执行预定程序过程中，变频器电源断开后又接通（包括瞬间断电），内部定时器将复位，并且若电源恢复，变频器亦不会重新启动。
若要继续开始运行，则关断预定程序开始信号（STF），然后再接通。
（这时，若需要设定日期参考时间，则在设定前应接通开始信号）
2）当变频器按程序运行接线时，下面的信号是无效的：
AU、STOP、2、4、1、JOG。
3）程序运行过程中，变频器不能进行其它模式的操作，当程序开始信号（STF）和定时器复位信号（STR）接通时，运行模式不能进行PU运行和外部运行之间的变换。
五．思考题
1．完成程序运行需要经过哪几个步骤？
2．一个程序组中最多可有及格给定点，每一个点应该包括哪几项内容?
3．STF、STR信号在这里有什么共同和不同点？
实验八:
变频器的频率跳变操作
实验目的：
1.进一步熟悉变频器面板的显示和操作。
2.掌握变频器频率跳变操作。
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容与操作
一．内容概述：
用变频器为交流电动机供电时，系统可能发生振荡现象，使变频器过电流保护或者使系统跳闸。
发生振荡的原因有两个：
其一是电气频率与机械频率发生共振；另一是纯电气电路引起的，比如功率开关管的死区控制时间、中间直流回路电容电压的波动以及电动机滞后电流的影响等。
振荡现象容易发生在如下的情况下：
1）负载轻或没有负载；
2）机械系统惯性
3）变频器PWM波形的载波频率高
4）电动机和负载连接松动
振荡现象只在某些频率范围内发生，为了避免其发生，变频器设有频率跳变功能，以避开那些共振发生的频率点，防止机械系统固有频率产生的共振。
FR—A500变频器通过Pr.31~Pr.32、Pr.33~34、Pr.35~Pr.36设定三个跳区域，跳变频率可以设定为各区域的上点或下点，见图12。
Pr.31为“频率跳变1A”；Pr.33为“频率跳变2A”，Pr.35为“频率跳变3A”，1A，2A或3A的设定值为跳变点，变频器以这个频率运行。
当不使用频率跳变功能时，Pr.31~Pr.36应设定为9999。
在加减速时，设定范围内的运行频率仍然有效。
二．操作步骤：
1．如果设定Pr.34为35Hz，则电机在Pr.33和Pr.34（30Hz和35Hz）之间固定在30Hz运行。
例如在PU操作模式下，操作步骤如下：
1）确认PU灯亮
2）按【MODE】键，至监示模式
3）按【SET】键，至频率监示，按【SET】键1.5S
4）按【REV】或【FWD】，使电机运行，此时，面板显示运行频率
5）按【
】键在36Hz至28Hz之间改变运行频率，观察频率的变化规律。
（运行频率显示到35Hz时跳变到30Hz，无小于35Hz、大于30Hz的频率显示）
2．仿步骤1，设定Pr.33为35Hz，Pr.34为30Hz，使电机在Pr.34和Pr.33（30Hz和35Hz）之间固定运行在35Hz运行。
三．实验要求：
1．熟练掌握频率跳变的参数设定。
2．实时改变运行频率，观察频率的整个变化范围。
实验九:
变频器的多段速运行
实验目的：
1.进一步熟悉变频器面板的显示和操作。
2.掌握变频器频率多段速度设定。
实验器材：
变频调速实验装置
实验内容与操作
一．实验概述：
为适应现场的需要，可以用参数将多种运行速度预先设定，通过输入端子进行转换。
多段速设定只在外部操作模式或PU/外部并行模式（Pr.79=3、4）中有效。
可通过开启、关闭外部触点信号（RH、RM、RL、REX信号）选择多种速度。
借助点动频率Pr.15、上限频率Pr.1、下限频率Pr.2，最多可设定18种速度。
各段速度设定参照附录。
各开关状态与各段速度关系如下图所示，其中用Pr.180到Pr.186中任一个参数安排端子用于REX信号的输入。
二.实验操作：
如果不使用REX信号，则通过RH、RM、RL的开关信号，最多可选择七段速度。
例如设置下列各段速度参数：
Pr.4=50HzPr.25=40Hz
Pr.5=30HzPr.26=35Hz
Pr.6=10HzPr.27=8Hz
Pr.24=15Hz
按下图（左图）接线，合RH，则电机按速度1（50Hz）运转，合RH、RL，则电机按速度5（40Hz）运转，等等。
（参见上图）
如果需设置的速度超过七段，则需用REX信号。
例如：
设Pr.184=8，即将AU端作为REX端子。
按下图（右图）接线，设置Pr.232至Pr.239的参数，例如分别是20、38、16、32、22、45、12、42，合上相应的开关，则电机即可按相应的速度运行。
（右图）
（左图）
注：
1）多段速比主速度优先
2）多段速在PU和外部运行中都可设定
3）3速设定的场合，2速以上同时被选择时，低速信号的设定频率优先
4）r.24~Pr.27和Pr.232~Pr.239之间的设定没有优先级
5）运行参数值能被改变
6）当用Pr.180~Pr.186改变端子分配时，其它功能可能受影响。
设定前检查相应的端子功能。
三．思考题
1．如果选用JOG端子（或其它端子）作为REX，重做以上实验步骤，确认各开关信号与各段速的对应关系。
综合实验一：
外接控制电路
实验目的和要求：
了解正转控制电路、正反转控制电路；熟练联接各种外接电路；掌握各种电路运行
一．正转控制电路
（一）正转运行的基本电路
1．变频器的外控运行
2．旋转方向的更正
1．对变频器起停方式的考虑
（一）开关控制电路
电路图：
（三）继电器控制电路
二．正反转控制电路
（一）三位旋钮开关控制电路
（二）继电器控制的正反转电路
综合实验二：
变频器的外部综合操作
实验目的和要求：
了解变频与工频切换的控制电路、PLC多档转速的控制电路；熟练联接
各种外部电路；掌握各种电路运行
一．与工频切换的控制电路
（一）继电器控制电路
（二）变频器的切换功能
二．多档转速的控制电路
变频器与PLC配合，实现多档转速控制。
编写控制程序，利用PLC上位机进行控制。
1．主电路
2．PLC控制梯形图
附录A（变频器各端子接线）
附录B（变频器各端子说明1）
附录B（变频器各端子说明2）
附录C（简单模式参数一览表）
可以在初始设定值不作任何改变的状态下实现单纯的变频器可变速运行。
请根据负荷或运行规格等设定必要的参数。
附录C（参数表1）
附录C（参数表2）
附录C（参数表3）
附录C（参数表4）
附录C（参数表5）
附录D（异常显示一览）
升级会员 