变频调速技术与应用第4章.ppt
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1、第4章 变频器的参数设置和功能选择 内容提要与学习要求掌握变频器的功能及参数设定;了解变频器参数设定及现场常见的问题;掌握变频器常用功能的应用。第4章 变频器的参数设置和功能选择第4章 变频器的参数设置和功能选择 4.1 三菱FR-A700系列变频器的功能及参数 4.1.1 4.1.1 变频器的接线变频器的接线 4.1.1.1 基本电路 1主电路接线端第4章 变频器的参数设置和功能选择 (1)输入端。即交流电源输入,其标志为R/L1、S/L2、T/L3,接工频电源。 (2)输出端。即变频器输出,其标志为U、V、W,接三相鼠笼异步电动机。 (3)直流电抗器接线端。将直流电抗器接至P/+与P1之间
2、可以改善功率因数。需接电抗器时应将短路片拆除。对于55kW以下的产品请拆下端子P/+,P1间的短路片,连接上DC电抗器。 (4)制动电阻和制动单元接线端。出厂时PR与PX之间有一短路片相连,内置的制动器回路(R)为有效。 制动电阻器接至P/+与PR之间。 P/+与N/之间连接制动单元或高功率因数整流器。22kW以下的产品通过连接制动电阻,可以得到更大的再生制动力。 (5)控制回路用电源端。其标志为R1/L11、S1/L21,与交流电源端子R/L1,S/L2相连。如果用其他电源则应将其拆除。 (6)接地端。其标志为,变频器外壳接地用。必须接大地。第4章 变频器的参数设置和功能选择 此处的改善功率
3、因数是指加了电抗器后,电流的脉动减少了谐波的成份也减少了故功率因数得以提高。第4章 变频器的参数设置和功能选择 直流电抗器和交流电抗器区别:交流电抗器用于交流回路中,有三相交流电抗器和单相交流电抗器。直流电抗器用于直流系统回路中,只有单相的。交流电抗器的作用:1.降低主电源谐波、浪涌和峰值电流。2.提高低频传导抗干扰性。3.保护驱动机构的电力电子元件。4.提高功率因数。5.防止主电源的电压尖脉冲引起的跳闸,直流电抗器作用:直流电抗器又称直流平波电抗器,用于变流器的直流侧,电抗器中流过的是具有交流分量的直流电流。它的作用是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值。还用于并联变流器的直流侧对耦
4、,降低断续极限,限制环流线路中的环流,以为应用直流快速开关切断故障电流时限制电流上升率还被用在电流,电压型变频器中间回路的直流平波,这可用于整流电源平波,以消除纹波。 第4章 变频器的参数设置和功能选择 主电路接线注意事项:(1)电源一定不能接到变频器输出端上(U、V、W)。(2)接线后,零碎线头必须清除干净。在控制台上打孔时, 请注意不要使碎片粉末等进入变频器中。(3)为使电压下降在2以内,请用适当型号的电线接线。(4)布线距离最长为500m。(当变频器连接两台以上电动 机,总布线距离必需在要求范围以内)。(5)在P/+和PR端子间建议连接厂家提供的制动电阻选件, 端子间原来的短路片必须拆下
5、。(6)应安装选件无线电噪声滤波器FR-BIF(仅用于输入 侧)、FR-BSF0l或FR-BOF线路噪声滤波器,使干扰降至 最小。(7)不要安装电力电容器、浪涌抑制器和无线电噪声滤波器 (FR-BIF选件)在变频器输出侧端子(U、V、W)上。(8)运行后改变接线的操作,必须在电源切断10min以上, 用万用表检查电压后进行。断电后一段时间内,电容上 仍然有危险的高压电。第4章 变频器的参数设置和功能选择卸去盖板,此装置的位置在左下角 filter滤波器第4章 变频器的参数设置和功能选择 2控制电路接线端第4章 变频器的参数设置和功能选择 2控制电路接线端 三菱FRA700变频器控制电路接线端如
6、图个3所示。 (1)外接频率给定端。变频器为外接频率给定提供十5V电源(正端为端子10,负端为端子5), 信号输入端分别为端子2(电压信号)、端子4(电流信号)。输入分别DC0 5V或0 10V,420mA。当把AU信号置为ON时输入端子4(电流输入)才能用,同时端子2(电压输入)为无效 在5V、10V,20mA时为最大输出频率,输入输出成比例变化。 端子1为辅助频率设定端,输入DC05V或DC010V时,端子2或4的频率设定信号与这个信号相加。这个可以理解成偏置信号。在这个基础上再变化。第4章 变频器的参数设置和功能选择 (2)输入控制端。 STF正转控制端。 STR反转控制端。 RH、RM
7、、RL多段速度选择端。 JOG点动模式选择/脉冲列输入端。在参数Pr.291为0时点动,为1时脉冲输入,变频器的速度由输入脉冲决定。 MRS输出停止端。ON在20ms以上即停止。 AU端子4输入选择/PTC输入端(另有开关选择AU还是PTC)。只有把AU信号置为ON时输入端子4(电流输入)才能用,同时端子2(电压输入)为无效 RES复位控制端。在保护动作后用于复位。ON在0.1S以上起作用第4章 变频器的参数设置和功能选择内部电路第4章 变频器的参数设置和功能选择 PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写,意思是正的温度系数, 泛指正温度系数很大的半导体
8、材料或元器件。通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻。 PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,超过一定的温度(居里温度)时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。PTC器件即高分子聚合物正温度系数器件,该器件能在电流浪涌过大、温度过高时对电路起保护作用。使用时,将其串接在电路中,在正常情况下,其阻值很小,损耗也很小,不影响电路正常工作;但若有过流(如短路)发生,其温度升高,它的阻值随之急剧升高,达到限制电流的作用,避免损坏电路中的元器件。当故障排除后,PPTC器件的温度自动下降,又恢复到低阻状态,因此PPTC器件又称为可复性保险丝。 第4章 变频器的参数
9、设置和功能选择 (3)故障信号输出端。由端子A1、B1、C1和A2、B2、C2组成,为继电器输出,可接至AC 220V电路中。指示变频器因保护功能动作时输出停止的转换接点。故障时, BC间不导通(AC间导通);正常时,BC间导通(AC间不导通)。应用举例如下:第4章 变频器的参数设置和功能选择(4)运行状态信号输出端。FRA700系列变频器配置了一些可表示运行状态的信号输出端,为晶体管输出,只能接至30V以下的直流电路中。运行状态信号有: RUN运行信号,变频器输出频率为启动频率(初始值 0.5 Hz以上时为低电平,正在停止或正在直流制动时为高电平。 SU频率到达,输出频率达到设定频率的10(
10、出厂值)时为低电平,正在加减速或停止时为高电平。 OL过负载报警,当失速保护功能动作时为低电平,失速保护解除时为高电平。 IPF瞬时停电,电压不足保护功能动作时为低电平。 FU频率检测信号,当变频器的输出频率为任意设定的检测频率以上时为低电平,未达到时为高电平。(5)测量输出端。可以从多种监视项目中选一种作为输出。输出信号的大小与监视项目的大小成比例。 AM模拟电压输出,接至010V电压表。 CA模拟电流输出,输出信号 DC020mA, 第4章 变频器的参数设置和功能选择(6)通信PU接口。PU接口用于连接操作面板FRDU07以及RS485通信。 控制回路端子接线注意事项说明如下: 端子SD、
11、SE和5为IO信号的三个不同的公共端子,相互隔离,请不要将这些公共端子互相连接或接地。在布线时应避免端子SD-5,端子SE-5互相连接的布线方式。 控制回路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线,而且必须与主回路、强电回路(含200V继电器控制回路)分开布线。 由于控制问路的频率输入信号是微小电流,所以在接点输入的场合,为了防止接触不良,微小信号接点应使用两个并联的接点或使用双生接点。 控制回路的输入端子(例如,STF)不要接触强电。 故障输出端子(A,B,C)上请务必接上继电线圈或指示灯。不要开路空载 连接控制电路端子的电线建议使用 0.75mm2尺寸的电线。若使用 1.25mm以上尺寸的电线,在配
12、线数量多时或者由于配线方法不当,会发生表面护盖松动,操作面板接触不良的情况。 接线长度不要超过 30m。 第4章 变频器的参数设置和功能选择 PU接口的接线和构成由于使用了PU接口,可以通过电脑等进行通讯运行。用户可以使用通讯电缆连接PU接口与个人电脑或FA等计算机,通过客户端程序对 变频器进行运行监视以及参数读写。 RS-485通讯的初始设定与规格 通过(Pr.117Pr.120、Pr.123、Pr.124、Pr.549) 对变频器与计算机进行RS-485通讯而进行必要的设定。 使用变频器的PU接口进行通讯 使用三菱变频器协议或Modbus-RTU协议,可以进行参数设定、监视等操作。 为使计
13、算机能够与变频器通讯,必须在变频器上进行通讯规格的初始设定。 如果不进行初始设定、或设定不当,将无法进行数据交换。FA:Factory Automation ,工厂自动化 第4章 变频器的参数设置和功能选择 1给定方式给定方式 给定方式分为模拟量给定和数字量给定。 (1)模拟量给定方式。当给定信号为模拟量时,称为模拟量给定方式。模拟量给定时的频率精度略低,为最高频率的05以内。 电压信号。以电压大小作为给定信号的称电压信号。其范围有:0SV或010V。输入端为2,通过参数Pr73切换。输入电压(Pr73)可进行“05V,010V选择”。 “0”DC 05V “ 1”DC 010V 电流信号。以
14、电流大小作为给定信号的称电流信号。其范围为:420mA。 由于电流信号所传输的信号不受线路电压降。接触电阻及其压降、杂散的热效应以及感应噪声等的影响,因此抗干扰能力较强。 当把AU信号置为ON时输入端子4(电流输入)才能用,同时端子2(电压输入)为无效 第4章 变频器的参数设置和功能选择 在远距离控制中,给定信号的范围常用420mA,其“零”信号为4mA。这是为了方便检查工作电路是否正常。在进行测量时,因为电路中还有4mA电流,说明给定信号电路的工作是正常的,如图(a)所示。无电流信号说明是因传感器或信号电路发生故障而根本没有信号。在进行测量时,如果给定信号值为0mA,说明给定电路的工作不正常
15、,如图(b)所示。 第4章 变频器的参数设置和功能选择 具体给定方式介绍如下: 电位器给定。给定信号为电压信号,信号电源由变频器内部的直流电源(5V)提供,频率给定信号从电位器的滑动触头上得到,如图45所示。 直接电压(或电流)给定。由外部仪器设备直接向变频器的给定端输入电压(端子2和5之间)或电流信号(端于4和5之间) 辅助给定。在变频器的给定信号输入端,配置有辅助给定信号输入端(简称辅助给定)。辅助给定信号与主给定信号迭加,起调整变频器输出频率的辅助作用。第4章 变频器的参数设置和功能选择 (2)数字量给定方式。即给定信号为数字量,这种给定方式的频率精度很高,可达给定频率的 0 01以内。
16、 具体给定方式介绍如下: 面板给定。即通过面板上的旋转 M旋钮来控制频率的升降。 多挡转速控制给定。在变频器的外接输入端中,通过功能预置,最多可以将4个输入端(RH,RM,RL,MRS)作为多挡转速控制端。根据若干个输入端的状态(接通或断开门以按二进制方式组成115挡。每一档可预置一个对应的工作频率。则电动机转速的切换便可以用开关器件通过改变外接输入端子的状态及其组合来实现。第4章 变频器的参数设置和功能选择REX信号输入所使用的端子请通过在Pr.178Pr.189(输入端子功能选择)设定为“8”,来进行端子功能的分配。对参数Pr.187=8 即可将MRS端置成REX信号输入端。其初值是24即
17、当参数Pr.187=24时MRS端才是停止输出控制端。第4章 变频器的参数设置和功能选择 如果不使用REX信号,则通过RH,RM,RL的开关信号,最多可选择7段速度。如果使用REX信号(将MRS端子设置REX信号),则通过 RH, RM,RL,REX的开关信号,最多可选择15段速度。 使用多档转速功能时,必须进行两步预置(以3个输入端、7挡转速说明)。 第一步:通过预置确定哪几个输入端子为多档转速输入端于。将输入端子功能选择参数(Pr.180、pr.1810; Pr.182)分别预置成 0l、 2(Pr.180=0; Pr.181= l; Pr.182=2)。则控制端子 RL,RM,RH即成为
18、多档转速控制端子,如图4 6所示。 第二步:预置与各档转速对应的工作频率(即进行频率给定)。分别用参数Pr4Pr6,Pr24Pr27,设l7挡转速频率,如图4.7所示。 通信给定。通过RS一485通信电缆将个人计算机连接PU接口进行通信给定,如图4.8所示。第4章 变频器的参数设置和功能选择第4章 变频器的参数设置和功能选择USB连接RS-485连接通信给定第4章 变频器的参数设置和功能选择 2频率给定 (1)频率给定的概念。频率给定指由模拟量进行外接频率给定时,变频器的给定信号G与对应的fG=f(G),称为频率的给定。这里的给定信号G,既可以是电压信号0-5V或010V),也可以是电流信号(
19、420mA)。 基本频率给定指在给定信号G从0增至最大值Gmax过程中给定频率fG线性地增大到最大频率fmax的频率给定。 (2)频率给定预置。 频率给定的起点(给定信号为“0”时的对应频率)和终点(给定信号为最大值时的对应频率)可以根据拖动系统的需要任意预置。 变频器的起点、终点坐标预置,可通过Pr902,Pr903,Pr904,Pr905,分别设置电压(电流)偏置和增益。 偏置和增益和两个概念。如图第4章 变频器的参数设置和功能选择第4章 变频器的参数设置和功能选择 4.1.2.2 频率控制功能 1上、下限频率 与生产机械所要求的最高转速相对的频率称为上限频率,用fH表示,由上限频率参数P
20、r.1=0120Hz设定。上限频率与最高频率之间,必有fHfmax。 与生产机械所要求的最低转速相对的频率,称为下限频率,用fL表示,由下限频率参数Pr.2设定。 注意:上限频率凡是根据生产需要预置的最大运行频率,它并不和某个确定参数相对应。假如采用模拟量给定方式,给定信号为05V的电压信号,给定频率对应为050Hz,而上限频率fH=40Hz,则表示给定电压大于4V以后,不论如何变化,变频器输出频率为最大频率 40Hz,如图所示。第4章 变频器的参数设置和功能选择最高频率fmax上限频率和最高频率的关系(不同的变频器有不同的关系):(1)上限频率不能超过最高频率,即fhfmax,如果用户希望增
21、大上限频率,则首先应将最高频率预置得更高一些。Pr.18进行设置进行设置(2)当上限频率与最高频率不相等(fhfmax)时,上限频率优于最高频率,变频器的最大输出频率为上限频率。这是因为,变频调速系统是为生产工艺服务的,生产工艺的要求具有最高优先权。(3)部分变频器中,上限频率与最高频率并未分开,两者是合二为一的。第4章 变频器的参数设置和功能选择2回避频率此功能可用于防止机械系统固有频率产生的共振。可以使其跳过共振发生的频率点,最多可设定3个区域。跳跃频率可以设定为各区域的上点或下点。1A、2A或3A的设定值为跳变点,用这个频率运行。频率跳变各参数意义及其设定范围如表4l所示,其运行示意如图
22、412所示。第4章 变频器的参数设置和功能选择频率跳变各参数意思及设定范围 参数号参数意义出厂设定设定范围备注Pr.31频率跳变1A99990400Hz、99999999:功能无效Pr.32频率跳变1B99990400Hz、99999999:功能无效Pr.33频率跳变2A99990400Hz、99999999:功能无效Pr.34频率跳变2B99990400Hz、99999999:功能无效Pr.35频率跳变3A99990400Hz、99999999:功能无效Pr.36频率跳变3B99990400Hz、99999999:功能无效第4章 变频器的参数设置和功能选择1A2A3A第4章 变频器的参数设置
23、和功能选择 2升、降速 (1)相关参数升与降相关参数如表所示。 (2)升速时间。 在生产机械的工作过程中,升速过程属于从一种状态转换到另一种状态的过渡过程,在这段时间内,通常不进行生产活动。因此,从提高生产力的角度出发,升速时间越短越好。但升速时间越短,频率上升越快,越容易“过流”。所以,预置升速时间(Pr.7=03600s/0360s)的基本原则,就是在不过流的前提下越短越好。4.1.2.3 起动、升速、降速、制动功能起动、升速、降速、制动功能1起动起动(1)起动频率。对于静摩擦系数较大的负载,为)起动频率。对于静摩擦系数较大的负载,为了易于起动,起动时需有一点冲击力。为此,可根了易于起动,
24、起动时需有一点冲击力。为此,可根据需要预置起据需要预置起动频率动频率fS(Pr.13=060Hz),使电),使电动机在该频率下动机在该频率下“直接起动直接起动” 。(2)起动前的直流制动。用于保证拖动系统从零)起动前的直流制动。用于保证拖动系统从零速开始起动。速开始起动。第4章 变频器的参数设置和功能选择 通常,可先将升速时间预置得长一些,观察拖动系统在启动过程中电流的大小,如启动电流较小,可逐渐缩短时间,直至启动电流接近最大允许值时为止。第4章 变频器的参数设置和功能选择通常为你设定的电机的转速相对应的频率第4章 变频器的参数设置和功能选择 (3)降速时间。 电动机在降速过程中,有时会处于再
25、生制动状态,将电能反馈到直流电路,产生泵升电压,便直流电压升高。降速过程和升速过程一样,也属于从一种状态转换到另一种状态的过渡过程。从提高生产力的角度出发,降速时间应越短越好。但降速时间越短,频率下降越快,直流电压越容易超过上限值。所以在实际工作中,也可以先将降速时间(Pr8=03600360S预置得长一些,观察直流电压升高的情况,在直流电压不超过允许范围的前提下,尽量缩短降速时间,如图4.14所示。 对于水泵、风机型变频器的降速时间预置时,应适当注意:水泵类负载由于有液体(水)的阻力,一但切断电源,水泵立即停止工作,故在降速过程中不会产生泵升电压,直流电压不会增大,但过快的降速和停机,会导致
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