傳送帶變頻器控制線路的安裝與調(diào)試

1、任務(wù)四 傳送帶變頻器控制線路的安裝與調(diào)試任務(wù)描述在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，90%以上的動(dòng)力來自于電動(dòng)機(jī)，為滿足生產(chǎn)機(jī)械的加工要求，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)等控制，而這些環(huán)節(jié)中最重要的是調(diào)速控制，調(diào)速的控制精度往往決定著產(chǎn)品的質(zhì)量。目前工控領(lǐng)域有兩大調(diào)速系統(tǒng)，即直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)。在上世紀(jì)80年代之前，因直流調(diào)速易于實(shí)現(xiàn)，且調(diào)速精度高，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用直流調(diào)速，而在變頻器產(chǎn)生以后改變了這種局面。交流電機(jī)變頻調(diào)速成為當(dāng)今節(jié)約電能，改善生產(chǎn)工藝流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及改善運(yùn)行環(huán)境的一種主要手段。變頻調(diào)速以其高效率，高功率因數(shù)，以及優(yōu)異的調(diào)速和啟制動(dòng)性能等諸多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有

2、發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻器是目前生產(chǎn)型企業(yè)普遍采用的工控設(shè)備，作為一名維修電工應(yīng)掌握變頻器的接線及參數(shù)設(shè)置方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能正確描述變頻器的應(yīng)用、分類、結(jié)構(gòu)、銘牌參數(shù)及基本工作原理。2.能根據(jù)任務(wù)要求，合理制定工作計(jì)劃，列出并準(zhǔn)備好工具材料。3.能正確選擇變頻器。4.能完成傳送帶變頻器控制線路的安裝、變頻器參數(shù)設(shè)置以及系統(tǒng)調(diào)試。學(xué)習(xí)情境一 變頻器的認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 能描述變頻器的應(yīng)用、分類、結(jié)構(gòu)及銘牌參數(shù)。2. 能描述變頻器的接線端子功能。3. 能描述變頻器工作模式、面板按鍵功能。4. 能運(yùn)用變頻器面板進(jìn)行各種參數(shù)設(shè)定。知識(shí)準(zhǔn)備一、變頻調(diào)速原理 由三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n60 f1（1S）

3、/ P 可知，三相異步電動(dòng)機(jī)有三種調(diào)速方式，即：變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速。1.變磁極對(duì)數(shù)調(diào)速定子磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)取決于定子繞組的結(jié)構(gòu)，所以要改變P，必須將定子繞組制為可以換接成兩種磁極對(duì)數(shù)的特殊形式。通常一套繞組只能換接成兩種磁極對(duì)數(shù)。 變極調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，既適用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，又適用于恒功率調(diào)速。其缺點(diǎn)是屬于有級(jí)調(diào)速，且級(jí)數(shù)有限，因而只適用于不需平滑調(diào)速的場(chǎng)合。 2.變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 改變轉(zhuǎn)差率為目的調(diào)速方法有：定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)子變電阻調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等，一般適用于線繞式異步電動(dòng)機(jī)或滑差電動(dòng)機(jī)。3.變頻調(diào)速 當(dāng)磁極對(duì)數(shù)P不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子

4、電源頻率成正比，因此，連續(xù)的改變供電電源的頻率，就可以連續(xù)平滑的調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍廣、調(diào)速平滑性能好、機(jī)械特性較硬的優(yōu)點(diǎn)，可以方便的實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或恒功率調(diào)速，因此變頻調(diào)速是目前三相異步電動(dòng)機(jī)普遍采用的調(diào)速方式。目前實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的裝置是變頻器，變頻器能將工頻交流電源變換成頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的適合交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置。二、變頻器的應(yīng)用 變頻器在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都有廣泛的應(yīng)用，如風(fēng)機(jī)、水泵、電梯、拉絲機(jī)、攪拌機(jī)、空調(diào)、給料機(jī)、印染機(jī)等等。1.電梯由于電梯是載人工具，要求拖動(dòng)系統(tǒng)高度可靠，又要頻繁的加減速和正反轉(zhuǎn)，過去電梯調(diào)速直流居多，目前改為交流電機(jī)變頻調(diào)速。這使電梯

5、動(dòng)態(tài)特性和可靠性的提高，增加了電梯乘坐的安全感、舒適感和效率。 圖4-1-1 電梯 圖4-1-2 空調(diào)2. 空調(diào) 寫字樓、商場(chǎng)和一些超市、廠房都有中央空調(diào)，在夏季的用電高峰，空調(diào)的用電量很大?？照{(diào)采用變頻裝置，拖動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)的冷凍泵、冷水泵、風(fēng)機(jī)是一項(xiàng)非常好的節(jié)電技術(shù)。3. 給料機(jī) 冶金、電力、煤炭、化工等行業(yè)，給料機(jī)眾多，無論圓盤給料機(jī)還是振動(dòng)給料機(jī)，采用變頻調(diào)速效果均非常顯著。4.拉絲機(jī)生產(chǎn)鋼絲的拉絲機(jī)，要求高速、連續(xù)化生產(chǎn)，調(diào)速系統(tǒng)要求精度高、穩(wěn)定度高，采用變頻調(diào)速能很好地滿足這些控制要求。圖4-1-3 給料機(jī) 圖4-1-4 拉絲機(jī) 三、變頻器的分類 目前變頻器根據(jù)不同的分法有很多種，它們

6、應(yīng)用在不同的場(chǎng)合，如表4-1-1所示。表4-1-1 常見變頻器分類分類名稱用途按變換的環(huán)節(jié)分交-直-交變頻器廣泛應(yīng)用于普通異步電機(jī)調(diào)速交-交變頻器大功率電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)按直流電源性質(zhì)分電壓型變頻器適合于不可逆調(diào)速系統(tǒng)且無需經(jīng)常加減速的場(chǎng)合電流型變頻器適合于不可逆調(diào)速系統(tǒng)且無需經(jīng)常加減速的場(chǎng)合按工作原理分V/f控制變頻器應(yīng)用于對(duì)調(diào)速精度要求不高,并且在低于50HZ下進(jìn)行調(diào)速使用 轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器應(yīng)用于對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)較高的場(chǎng)合矢量控制變頻器應(yīng)用于控制精度要求高的場(chǎng)合按用途分通用變頻器廣泛應(yīng)用于普通異步電機(jī)調(diào)速高性能專用變頻器如紡織專用型變頻器、礦山電力機(jī)車用變頻器高頻變頻器應(yīng)用于高速或高精度加工場(chǎng)合按電

7、壓等級(jí)分高壓變頻器（3KV、6KV、10KV）應(yīng)用于高壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速中壓變頻器（660V）應(yīng)用于中壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速低壓變頻器(220V、380V)應(yīng)用于低壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速四、變頻器的結(jié)構(gòu)及工作原理 變頻器的功能是將工頻（50HZ或60HZ）交流電變換成頻率、電壓大小可調(diào)的交流電提供給三相交流異步電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。變頻器內(nèi)部由主電路、控制電路和保護(hù)電路等部分構(gòu)成，工頻交流電經(jīng)整流電路變?yōu)槊}動(dòng)的直流電，直流電再經(jīng)中間電路進(jìn)行濾波，然后送到逆變電路，同時(shí)控制電路產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖送至逆變電路，控制逆變?cè)哳l率通斷，將直流電逆變?yōu)轭l率可變的交流電。 變頻器主電路包括：整流電路、濾波環(huán)節(jié)、逆變電路三部分

8、組成。（如圖4-1-5所示） 圖4-1-5 變頻器結(jié)構(gòu)示意圖 控制電路是變頻器的控制中心，當(dāng)它接收到輸入調(diào)節(jié)裝置或通訊接口送來的指令信號(hào)后，會(huì)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)去控制主電路，使主電路按設(shè)定的要求工作，同時(shí)控制電路還會(huì)將有關(guān)的設(shè)置和機(jī)器狀態(tài)信息送到顯示裝置，以顯示有關(guān)信息，便于用戶操作或了解變頻器的工作情況。 保護(hù)電路起到短路、過流、過載、欠壓、過壓、缺相等保護(hù)功能。五、變頻器的銘牌 變頻器的生產(chǎn)廠家很多，主要有三菱、西門子、ABB、施耐德、安川、臺(tái)達(dá)等，每個(gè)生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)很多型號(hào)的變頻器，雖然變頻器的種類繁多，但基本功能是一致的，所以使用方法大同小異，本書以三菱FR-D700系列中的FR-D7

9、40為例來介紹變頻器的銘牌。變頻器的銘牌包括變頻器的型號(hào)以及功率、輸入輸出參數(shù)及頻率變化范圍等參數(shù)。（如圖4-1-6所示）銘牌上的參數(shù)含義如表4-1-2所示。 a)三菱變頻器FR-D700外形圖 b)FR-D700銘牌圖4-1-6 變頻器銘牌表4-1-2變頻器的型號(hào)適配電機(jī)功率額定輸出電流輸入?yún)?shù)輸 出 參 數(shù)電壓頻率電壓頻率FR-D740-0.4K-CHT0.4KW1.2A380480V50/60Hz380480V0.2400Hz 在選擇變頻器時(shí)，一個(gè)重要的參數(shù)就是其容量，在一般情況下，變頻器的容量必須與電動(dòng)機(jī)容量相匹配，否則會(huì)出現(xiàn)過電流、過載等異常現(xiàn)象。六、變頻器接線端子1. 變頻器D70

10、0的主電路接線端子示意圖如圖4-1-6所示，主電路端子功能如表4-1-3 所示。圖4-1-6 三菱變頻器D700主電路接線端子示意圖表4-1-3 主電路端子功能端子符號(hào)端子功能說明L1、L2、L3三相電源輸入端U、V、W變頻器輸出端，接三相交流異步電動(dòng)機(jī)+、接制動(dòng)單元+、PR接直流制動(dòng)電阻P1、+拆除短路片后，可接直流電抗器 E接地端2.主電路接線注意事項(xiàng)（1）電源線必須連接至L1、L2、L3，絕對(duì)不能接到輸出端U、V、W，否則會(huì)損壞變頻器。（2）當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)減速時(shí)處于發(fā)電狀態(tài)，其發(fā)電產(chǎn)生的能量回饋至變頻器，使變頻器的直流電路的電壓升高，會(huì)導(dǎo)致變頻器內(nèi)逆變?cè)p壞，為了防止這種情況的發(fā)生，變頻

11、器內(nèi)部有制動(dòng)單元，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)單元不工作，而當(dāng)電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，制動(dòng)單元接通，電動(dòng)機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的能量消耗在制動(dòng)單元的制動(dòng)電阻上。若要急速減速時(shí)，需在外部安裝專用制動(dòng)電阻器，即接在端子“+”和“PR”之間。若電機(jī)功率較大（大于7.5KW）或?yàn)榱烁纳浦苿?dòng)性能，需在端子“+”和“-”之間外接制動(dòng)單元。（3）端子P1、+之間可連接直流電抗器，用于改善功率因數(shù)。（4）變頻器內(nèi)部有高電壓，它需要有可靠的接地保護(hù)，其接地端子接線時(shí)如果接地線連到零線N可能會(huì)引起漏電開關(guān)跳閘。七、變頻器操作面板與參數(shù)設(shè)定 1變頻器的操作面板 三菱變頻器D700的面板如圖4-1-7所示，面板上的按鍵如表4-1-4所示，狀態(tài)

12、指示說明如表4-1-5所示，圖4-1-7 三菱變頻器D700 面板表4-1-4按鍵功能說明按鈕/旋鈕功 能備 注PU/EXT鍵切換PU/外部操作模式PU：PU操作模式EXT：外部操作模式使用外部操作模式（用另外連接的頻率設(shè)定旋鈕和啟動(dòng)信號(hào)運(yùn)行）時(shí)，請(qǐng)按下此鍵，使EXT顯示為點(diǎn)亮狀態(tài)RUN鍵運(yùn)行指令正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)用（Pr.40）設(shè)定STOP/RESET鍵進(jìn)行運(yùn)行的停止，報(bào)警的復(fù)位SET鍵確定各設(shè)定MODE鍵模式切換切換各設(shè)定設(shè)定用旋鈕（M旋鈕）變更頻率設(shè)定、參數(shù)的設(shè)定值 表4-1-5 狀態(tài)指示說明指示燈顯示說明備 注RUN顯示運(yùn)行時(shí)點(diǎn)亮/閃爍亮燈：正在運(yùn)行中慢閃爍（1.4秒循環(huán)）：反轉(zhuǎn)運(yùn)行中快閃爍（0

13、.2秒循環(huán)）：非運(yùn)行中MON顯示監(jiān)視器顯示監(jiān)視模式時(shí)亮燈PRM顯示參數(shù)設(shè)定模式顯示參數(shù)設(shè)置模式時(shí)亮燈PU顯示PU操作模式時(shí)亮燈計(jì)算機(jī)連接運(yùn)行模式時(shí)，為慢閃爍EXT顯示外部操作模式時(shí)亮燈計(jì)算機(jī)連接運(yùn)行模式時(shí)，為慢閃爍NET顯示網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行模式時(shí)亮燈監(jiān)視用LED顯示顯示頻率、參數(shù)序號(hào)等2.變頻器的操作模式 在使用變頻器時(shí)，必須先給變頻器提供一個(gè)改變頻率的信號(hào)，才能改變變頻器的輸出頻率，從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，獲取這個(gè)信號(hào)的方式即為操作模式，三菱變頻器的操作模式有面板操作模式（PU模式）、外部操作模式和組合模式。（1）變頻器的操作可用面板（PU）的鍵盤進(jìn)行。這樣可以直接在變頻器面板的鍵盤上進(jìn)行操作，也可以

14、將操作面板摘下來，通過標(biāo)準(zhǔn)接口電路（RS232或RS485）用電纜連接進(jìn)行不同距離操作。這種模式不需要其他外接控制信號(hào)，直接在控制面板上操作即可。用戶在選擇面板PU操作模式時(shí)，可通過操作模式選擇功能參數(shù)Pr.79=0或1來實(shí)現(xiàn)。（2）外部操作模式通常在出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)定。這種模式用外接啟動(dòng)開關(guān)和頻率設(shè)定電位器來控制變頻器的運(yùn)行?？赏ㄟ^功能與參數(shù)設(shè)定Pr.79=2來實(shí)現(xiàn)。（3）外部操作模式與控制面板PU組合操作，可按下列兩種方法中的任意一種操作來控制變頻器。啟動(dòng)信號(hào)用外部信號(hào)設(shè)定啟動(dòng)信號(hào)用外部信號(hào)設(shè)定，采用按扭、繼電器、PLC等設(shè)備控制變頻器運(yùn)行，頻率信號(hào)由面板PU操作設(shè)定。這種模式的功能與參數(shù)設(shè)定

15、通過Pr.79=3來實(shí)現(xiàn)。啟動(dòng)信號(hào)用控制面板PU設(shè)定啟動(dòng)信號(hào)用控制面板PU設(shè)定，采用外部頻率設(shè)定電位器設(shè)定頻率。這種模式的功能與參數(shù)設(shè)定通過Pr.79=4來實(shí)現(xiàn)。3.變頻器基本參數(shù)設(shè)置變頻器的參數(shù)有幾百個(gè)，在使用變頻器并不是每個(gè)參數(shù)都要設(shè)置，而是根據(jù)實(shí)際的控制要求進(jìn)行設(shè)定，具體參數(shù)表可以查閱變頻器手冊(cè)。表4-1-6列出了常用的參數(shù)。表4-1-6基本功能參數(shù)一覽表參數(shù)名稱表示設(shè)定范圍出廠設(shè)定值 1上限頻率Pr.10120Hz120Hz 2下限頻率Pr.20120Hz0 Hz 3基準(zhǔn)頻率Pr.30400Hz50 Hz 43速設(shè)定（高速）Pr.40400 Hz50 Hz 53速設(shè)定（中速）Pr.50

16、400Hz30 Hz 63速設(shè)定（低速）Pr.60400Hz10 Hz 7加速時(shí)間Pr.703600s5s 8減速時(shí)間Pr.803600s5s 160擴(kuò)展功能顯示選擇 Pr.1600 、99999999 79操作模式選擇Pr.79070（1）上限頻率：與生產(chǎn)機(jī)械所要求的最高轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的頻率，稱為上限頻率，它是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求設(shè)定變頻器的最大運(yùn)行頻率，而不是變頻器能輸出的最大頻率。用P r.1設(shè)定了輸出頻率的上限，即使輸入了大于設(shè)定頻率的頻率，輸出頻率也會(huì)被鉗位于上限頻率處。（2）下限頻率：與生產(chǎn)機(jī)械所要求的最低轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的頻率，稱為下限頻率。用P r.2設(shè)定了輸出頻率的下限，即使輸入了小于設(shè)

17、定頻率的頻率，輸出頻率也會(huì)被鉗位于下限頻率處。（3）基準(zhǔn)頻率：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定頻率設(shè)定，例如電動(dòng)機(jī)的額定頻率為50HZ，則基準(zhǔn)頻率P r.3設(shè)為50。（4）頻率設(shè)定（3速設(shè)定）：當(dāng)RH、RM、RL端子由外部信號(hào)控制（開關(guān)或PLC）時(shí)，通過這三個(gè)端子的信號(hào)組合可實(shí)現(xiàn)多段速度的輸出。（5）加速和減速時(shí)間：變頻器輸出頻率從0上升到基本頻率所需要的時(shí)間，稱為加速時(shí)間；變頻器輸出頻率從基本頻率下降至0所需要的時(shí)間，稱為減速時(shí)間。負(fù)載重時(shí)加減速時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)載輕時(shí)加減速時(shí)間短。 （6）擴(kuò)展功能顯示選擇：可以限制通過操作面板或參數(shù)單元讀取的參數(shù)。P r. 160為0時(shí)顯示所有參數(shù)，P r. 160為9999時(shí)只

18、顯示簡(jiǎn)單模式的參數(shù)。小貼士變頻技術(shù)誕生背景是交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的廣泛需求。傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)因體積大故障率高而應(yīng)用受限。20世紀(jì)60年代以后，電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級(jí)產(chǎn)品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要。1968年以丹佛斯為代表的高技術(shù)企業(yè)開始批量化生產(chǎn)變頻器，開啟了變頻器工業(yè)化的新時(shí)代。20世紀(jì)70年代開始，脈寬調(diào)制變壓變頻(PWMVVVF)調(diào)速的研究得到突破，20世紀(jì)80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各種優(yōu)化算法得以容易的實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)80年代中后期，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國(guó)家的 VVVF變頻器技術(shù)實(shí)用化，商品投入市場(chǎng)，得到了廣泛應(yīng)用。 最早的變頻器可能是日本人買了英國(guó)專利研制的。不

19、過美國(guó)和德國(guó)憑借電子元件生產(chǎn)和電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，高端產(chǎn)品迅速搶占市場(chǎng)。步入21世紀(jì)后，國(guó)產(chǎn)變頻器逐步崛起，現(xiàn)已逐漸搶占高端市場(chǎng)。上海和深圳成為國(guó)產(chǎn)變頻器發(fā)展的前沿陣地，涌現(xiàn)出了像匯川變頻器、英威騰變頻器、安邦信變頻器、歐瑞變頻器等一批知名國(guó)產(chǎn)變頻器。小詞典變頻器的選擇1.選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率都會(huì)變壞。因此，用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)的電流增加10而溫升增加約20。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這中情況，適當(dāng)留有裕量，以防止溫升過高，影響電動(dòng)

20、機(jī)的使用壽命。2.變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。3.對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高度等，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。4. 使用變頻器控制高速電機(jī)時(shí)，由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小，高次諧波亦增加輸出電流值。因此，選擇用于高速電動(dòng)機(jī)的變頻器時(shí)，應(yīng)比普通電動(dòng)機(jī)的變頻器稍大一些。5. 對(duì)于壓縮機(jī)、振動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下，如果按照電動(dòng)機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話，有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象。因此，應(yīng)了

21、解工頻運(yùn)行情況，選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅(qū)動(dòng)潛水泵電動(dòng)機(jī)時(shí)，因?yàn)闈撍秒妱?dòng)機(jī)的額定電流比通常電動(dòng)機(jī)的額定電流大，所以選擇變頻器時(shí)，其額定電流要大于潛水泵電動(dòng)機(jī)的額定電流。任務(wù)實(shí)施 變頻器面板信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)調(diào)速一、實(shí)訓(xùn)目的1.了解變頻器操作面板的功能2.掌握變頻器主電路接線方法3.掌握三菱變頻器FR-D700面板操作的步驟二、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容 1.實(shí)訓(xùn)器材變頻器面板操作控制電動(dòng)機(jī)調(diào)速所需的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和工具如表4-1-7所示。表4-1-7 序號(hào)分類名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位備注1工具電工工具/1套2器材萬用表MF47型1塊3斷路器DZ47-631只4變頻器FR-D740-0.4K-CHT

22、1臺(tái)5電動(dòng)機(jī)YS50221只6消耗材料銅塑線BV1/1.37mm210米7銅塑線BV1/1.13mm215米8軟線BVR7/0.75mm210米9緊固件 M4*20螺桿若干只10M4*12螺桿若干只114平墊圈若干只124彈簧墊圈及4螺母若干只13號(hào)碼管/若干米14號(hào)碼筆/1支 2.控制要求恢復(fù)出廠設(shè)定值；由面板旋鈕M設(shè)定輸出頻率；由面板按鍵完成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行、停止控制。控制電路基本電路圖如圖4-1-8所示。3.操作步驟 圖4-1-8 變頻器面板操作控制電動(dòng)機(jī)調(diào)速線路圖（1）打開變頻器蓋板 變頻器接線需先將變頻器蓋板打開，具體操作步驟見表4-1-7所示。表4-1-7 變頻器D700蓋板拆裝步驟序號(hào)

23、 圖例操作說明1擰下變頻器前蓋板螺絲2拆下前蓋板3拔下主電路接線柱上方的配線蓋板4在主電路接線柱上接電源線L1、L2、L3和電動(dòng)機(jī)連線U、V、W，以及接地線PE，接完線將配線蓋板和前蓋板裝好。（2）按圖4-1-8接線，檢查無誤后接通電源。圖4-1-8 變頻器面板信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路實(shí)物圖（3）變頻器參數(shù)設(shè)定 操作步驟顯示結(jié)果設(shè)定變頻器工作模式接通電源同時(shí)按住 和 按鈕0.5秒旋轉(zhuǎn) ，將值設(shè)定為79-1按 鍵確定，閃爍，模式選擇設(shè)定完成 設(shè)定輸出頻率，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) ，改變頻率值，用 鍵確定,按 鍵 ， 電機(jī)運(yùn)行 （4）停止，按【STOP/RESET】鍵，電動(dòng)機(jī)減速停止。4工藝要求（1）熟悉

24、所用電器元件的作用和控制線路的工作原理，配齊所有電器元件，并檢查質(zhì)量。（2）繪制元件布置圖，經(jīng)教師檢查合格后，在控制板上安裝電器元件。電器安裝應(yīng)牢固，并符合工藝要求。（3）線路安裝應(yīng)遵循由內(nèi)到外、橫平豎直的原則；盡量做到合理布線、就近走線；編碼正確、齊全；接線可靠，不松動(dòng)、不壓皮、不反圈、不損傷線芯。（4）安裝完畢進(jìn)行自檢，該過程學(xué)生可使用萬用表來檢查線路。要求確保無誤。 學(xué)習(xí)情境二 傳送帶變頻器控制線路 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能描述FR-D700控制電路端子的功能和接線方法。2.能正確描述傳送帶的控制要求。3.能根據(jù)任務(wù)要求，合理制定工作計(jì)劃，列出并準(zhǔn)備好工具材料。4.能正確選擇變頻器。5.能完成傳送

25、帶的變頻器控制的線路安裝、變頻器參數(shù)設(shè)置以及系統(tǒng)調(diào)試。知識(shí)準(zhǔn)備一、傳送帶的功能在很多的生產(chǎn)線中，都要用到傳送帶，傳送帶是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下運(yùn)行，傳送帶可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。傳送帶可以快速地傳送生產(chǎn)過程中的 產(chǎn)品和配件等，能夠使產(chǎn)量和生產(chǎn)效率大大提高，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。常用傳送帶如圖4-2-1所示。傳送帶可由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)傳送帶的正反轉(zhuǎn)及調(diào)速控制。在傳送帶上應(yīng)用變頻工藝控制系統(tǒng)具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)： (1)提高生產(chǎn)效率，通過設(shè)定變頻器的頻率，可控制

26、傳送帶生產(chǎn)線的速度， 從而達(dá)到提高生產(chǎn)率的目的。 (2)可利用現(xiàn)有設(shè)備，可利用現(xiàn)有傳送帶上的齒輪馬達(dá)和現(xiàn)有的傳送帶進(jìn)行改動(dòng)。 (3)可用一臺(tái)變頻器來控制多數(shù)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，這些電動(dòng)機(jī)均并接到一臺(tái) 變頻器上，通過變頻器的頻率設(shè)定可以保證多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的同步運(yùn)行。 圖4-2-1 傳送帶實(shí)物圖二、變頻器控制電路的接線端子在實(shí)際生產(chǎn)中，采用鍵盤面板對(duì)變頻器進(jìn)行的控制只能是本地控制，而一些需要遠(yuǎn)程控制的場(chǎng)合就需要由按鈕、繼電器或PLC等器件通過控制控制端子來完成。變頻器的控制端子，以電路性質(zhì)來分，可分為數(shù)字控制端子和模擬控制端子兩大類；以信號(hào)的輸入、輸出來分，可分為輸入

27、信號(hào)端子和輸出信號(hào)端子；以信號(hào)性質(zhì)來分，可分為開關(guān)量信號(hào)、模塊量信號(hào)和脈沖信號(hào)三種。 在使用變頻器時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要正確地將有關(guān)端子與外部器件（如開關(guān)、繼電器等）連接起來。三菱D-700型變頻器的控制端子如圖4-2-2所示。 圖4-2-2 三菱變頻器FR-D700的控制端子1.總接線圖 三菱FR-D700型變頻器總接線如圖4-2-3所示。 圖4-2-3三菱FR-D700型變頻器總接線2.控制電路端子說明 三菱變頻器D700的控制電路端子及其功能如表4-2-1所示。表4-2-1 控制電路端子端子符號(hào)端子功能說明備 注STF正轉(zhuǎn)控制命令端輸入信號(hào)端與SD端子閉合有效STR反轉(zhuǎn)控制命令端RH、RM、

28、RL高、中、低速及多段速度選擇控制端MRS輸出停止端RES復(fù)位端PCDC 24V負(fù)極，外部晶體管公共端的接點(diǎn)（源型）SDDC 24V正極，輸入信號(hào)公共端（漏型）與PC之間輸出直流24V、0.1A10頻率設(shè)定用電源、直流5V輸入模擬電壓、電流信號(hào)來設(shè)定頻率，5V（10V）對(duì)應(yīng)最大輸出頻率，20mA對(duì)應(yīng)最大輸出頻率2模擬電壓輸入端，可設(shè)定05V、010V4模擬電流輸入端，可設(shè)定420mA5模擬輸入公共端A、B、C變頻器正常：B-C閉合，A-C斷開變頻器故障：B-C斷開，A-C閉合觸點(diǎn)容量：AC230V/0.3A DC30V/0.3ARUN變頻器正在運(yùn)行（集電極開路）變頻器輸出頻率高于啟動(dòng)頻率時(shí)為低

29、電平，否則為高電平FU頻率檢測(cè)（集電極開路）變頻器輸出頻率高于設(shè)定的檢測(cè)頻率時(shí)為低電平，否則為高電平SERUN、FU的公共端（集電極開路） AM模擬信號(hào)輸出端（從輸出頻率、輸出電流、輸出電壓中選擇一種監(jiān)視），輸出信號(hào)與監(jiān)視項(xiàng)目?jī)?nèi)容成比例關(guān)系輸出電流1mA，輸出直流電壓010V。5為輸出公共端RS-485PU通信端口最長(zhǎng)通信距離500m3.控制電路接線時(shí)的注意事項(xiàng)（1）端子SD、SE和5為I/O公共端子，相互隔離，不能將這些公共端子互相連接或接地。在布線時(shí)應(yīng)避免端子SD與5，端子SE與5互相連接的布線方式。（2）控制回路端子的接線應(yīng)使用屏蔽線或雙絞線，而且必須與主電路、強(qiáng)電回路分開布線

30、。（3）控制回路的輸入端子不要接觸強(qiáng)電。（4）繼電器輸出端子（A、B、C）上要接繼電器線圈或指示燈。（5）連接控制電路端子的導(dǎo)線建議使用0.75mm2導(dǎo)線。三、變頻器的多段速控制 由于生產(chǎn)工藝的要求，很多生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備在不同階段需要不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。為了便于這種負(fù)載的控制，變頻器提供了多段速控制功能，通過外接開關(guān)對(duì)輸入端的狀態(tài)組合來實(shí)現(xiàn)。1.多段速控制的接線 如圖4-2-4所示是三菱變頻器D700的多段速控制的電路原理圖，通過數(shù)字輸入端口信號(hào)的不同組合，可以實(shí)現(xiàn)最多7種運(yùn)行速度。 圖4-2-4 三菱變頻器多段速控制電路原理圖2.多段速控制的參數(shù)設(shè)定 三菱變頻器的多段速控制，其運(yùn)行速度的參數(shù)由PU單

31、元來設(shè)定，并通過外部端子的組合來切換，由RH、RM、RL的開關(guān)信號(hào)組合，最多可實(shí)現(xiàn)7段速控制。如表4-2-2多段速設(shè)定運(yùn)行參數(shù)表所示。表4-2-2 多段速設(shè)定運(yùn)行參數(shù)參數(shù)名稱初始值設(shè)定范圍內(nèi)容Pr.4多段速設(shè)定（高速）50HZ0400HZ設(shè)定僅RH為ON時(shí)的頻率Pr.5多段速設(shè)定（中速）30HZ0400HZ設(shè)定僅RM為ON時(shí)的頻率Pr.6多段速設(shè)定（低速）10HZ 0400HZ設(shè)定僅RL為ON時(shí)的頻率Pr.24 Pr.27多段速設(shè)定（47速）99990400HZ、9999可以通過RH、RM、RL信號(hào)的組合進(jìn)行速度4速度7的設(shè)定 七種速度的輸出由RH、RM、RL組合實(shí)現(xiàn)，如表4-2-3和圖4-2

32、-5所示。 圖4-2-5 變頻器七速輸出示意圖 表4-2-3 七種速度輸出編碼表速度RH狀態(tài)RM狀態(tài)RL狀態(tài)速度1100速度2010速度3001速度4011速度5101速度6110速度7111四、傳送帶變頻器控制線路1.控制線路圖傳送帶變頻器控制電路圖如圖4-2-6。 圖4-2-6 傳送帶變頻器控制電路圖2.工作原理電路中KA1為正轉(zhuǎn)控制繼電器，KA2為反轉(zhuǎn)控制繼電器，其工作原理如下：（1）正轉(zhuǎn)控制：合上空氣開關(guān)QF，按下啟動(dòng)按鈕SB1 繼電器KA1線圈得電 KA1常開觸點(diǎn)閉合 KA1線圈自鎖 變頻器正轉(zhuǎn)控制端子STF、SD端子接通變頻器U、V、W端子輸出正轉(zhuǎn)電源電壓 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（2）正轉(zhuǎn)停止

33、控制：按下按鈕SB3KA1線圈失電KA1常開觸點(diǎn)斷開 STF、SD端子斷開連接 變頻器U、V、W端子停止輸出正轉(zhuǎn)電源電壓 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)（3）反轉(zhuǎn)控制：按下按鈕SB2 繼電器KA2線圈得電并自鎖 KA2常閉觸點(diǎn)斷開 KA1線圈失電 KA2常開觸點(diǎn)接通 KA2線圈自鎖 變頻器反轉(zhuǎn)控制端子STR、SD接通 變頻器U、V、W端子輸出反轉(zhuǎn)電源電壓 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)運(yùn)行（4）反轉(zhuǎn)停止：按下停止按鈕SB4 KA2線圈失電 KA2常開觸點(diǎn)斷開 STF、SD端子斷開連接 變頻器U、V、W端子停止輸出反轉(zhuǎn)電源電壓 電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)小貼士由于變頻器大量使用各種半導(dǎo)體器件，如整流橋、IGBT、電解電容等，為使變頻器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，必

34、須保證各器件工作在其允許條件下，超出條件則必須立刻或延時(shí)停止變頻器工作，待異常條件消失后才能重新開始工作，如保護(hù)失效或動(dòng)作延遲將導(dǎo)致變頻器出現(xiàn)不可恢復(fù)性損害，變頻器具有多種保護(hù)功能，如表4-2-2所示。表4-2-4 變頻器保護(hù)功能保護(hù)類型原因缺相輸入電壓值相差超過允許值（輸入缺相）輸出電流三相不平衡（輸出缺相過流超過變頻器允許的最大電流（2倍額定）過載超過變頻器允許的過載范圍過壓直流母線電壓超過允許值過熱散熱器溫度超過允許值欠壓電網(wǎng)電壓過低、直流母線電壓過低小詞典變頻器控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制變頻器控制的交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則，一是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩。二是系統(tǒng)的工作頻率大于變

35、頻器設(shè)定的最大起動(dòng)頻率。1起動(dòng)頻率起動(dòng)電流不超過變頻器與電動(dòng)機(jī)的允許值，且滿足拖動(dòng)系統(tǒng)控制要求，這是選擇并設(shè)定起動(dòng)頻率的原則。起動(dòng)頻率是指電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)時(shí)的頻率，用“fS”表示?？梢詮膄S=0 Hz開始。但對(duì)于慣性較大或磨擦轉(zhuǎn)矩較大的負(fù)載，為容易起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)需要有合適的機(jī)械沖擊力，可根據(jù)預(yù)置起動(dòng)頻率，使電動(dòng)機(jī)在該頻率下直接起動(dòng)。如圖4-2-6所示。起動(dòng)頻率功能設(shè)定：Pr.13參數(shù)設(shè)定范圍：060Hz 圖4-2-6 起動(dòng)頻率 圖4-2-7 升速時(shí)間與減速時(shí)間 2升速和降速時(shí)間（1）升速時(shí)間生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)在行過程中，升速/減速均屬于從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的過渡過程。如圖4-2-7所示。在起動(dòng)過程中

36、，變頻器的輸出頻率fX由0 Hz上升到給定頻率fG所需的時(shí)間，稱為升速時(shí)間，如圖4-2-7所示。對(duì)于升速過程，時(shí)間越短越好，但升速時(shí)間越短，越容易引起過電流，這是升速過程中的矛盾。因此，在不過流的前提下，應(yīng)盡量縮短升速時(shí)間。升速時(shí)間功能設(shè)定：Pr.7參數(shù)設(shè)定范圍：Pr.20=0 03600s，Pr.20=1 0360s（2）減速時(shí)間在減速停車過程中，變頻器輸出頻率fX由給定頻率fG減小到0 Hz所需的時(shí)間，稱為減速時(shí)間，如圖4-2-7所示。電動(dòng)機(jī)在降速過程中，有時(shí)會(huì)處于再生發(fā)電狀態(tài)。再生電能回饋到變頻器的直流電路，產(chǎn)生泵升電壓，使變頻器的中間直流環(huán)節(jié)直流電壓升高。而且降速時(shí)間越短,泵升電壓越高，越容易損壞整流和逆變器。在考慮設(shè)備承受泵升電壓能力和提高生產(chǎn)效率的前提下，應(yīng)盡量縮短降速時(shí)間。降速時(shí)間功能設(shè)定：Pr.8參數(shù)設(shè)定范圍：Pr.20=0 0