第六章 E00变频器.docx

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第六章E00变频器

第六章E700变频器

学习目标：

1.通过学习掌握变频器的结构原理；

2.熟悉变频器操作面板显示及各按键操作；

3.掌握变频器的各种参数；

4.掌握PLC控制变频器的编程规则和技巧。

第一节认识变频器

一、变频器简介

变频器是由计算机控制大功率开关器件将工频交流电变为频率和电压可调的三相交流电的电器设备。

由主电路和控制电路两大部分组成，主电路包括整流及滤波电路、逆变电路、制动电阻和制动单元，控制电路包括计算机控制系统、键盘与显示、内部接口及信号检测与传递、供电电源和外接控制端子等。

变频器选用三菱FR-E700系列变频器中的FR-E740-0.75K-CHT型变频器，该变频器额定电压等级为三相400V，适用电机容量0.75kW及以下的电动机。

FR-E700系列变频器的外观和型号的定义如图6-1所示。

图6-1FR-E700系列变频器外观

FR-E700系列变频器主电路的通用接线如图6-2所示。

图6-2FR-E700系列变频器主电路的通用接线

图中有关说明如下：

①端子P1、P/+之间用以连接直流电抗器，不须连接时，两端子间短路。

②P/+与PR之间用以连接制动电阻器，P/+与N/-之间用以连接制动单元选件。

YL-158-G设备均未使用，故用虚线画出。

③交流接触器MC用作变频器安全保护的目的，注意不要通过此交流接触器来启动或停止变频器，否则可能降低变频器寿命。

④进行主电路接线时，应确保输入、输出端不能接错，即电源线必须连接至R/L1、S/L2、T/L3，绝对不能接U、V、W，否则会损坏变频器。

三、变频器控制电路的接线

FR-E700系列如图6-3所示。

图6-3FR-E700变频器控制电路接线图

图中，控制电路端子分为控制输入、频率设定（模拟量输入）、继电器输出（异常输出）、集电极开路输出（状态检测）和模拟电压输出等5部分区域，各端子的功能可通过调整相关参数的值进行变更，在出厂初始值的情况下，各控制电路端子的功能说明如表6-1、6-2和表6-3所示。

表6-1控制电路输入端子的功能说明

种

类

端子

编号

端子名称

端子功能说明

接

点

输

入

STF

正转启动

STF信号ON时为正转、OFF时为停

STF、STR信号同时ON时变成停止指令。

STR

反转启动

STR信号ON时为反转、OFF时为停止指令。

RH

RM

RL

多段速度选择

用RH、RM和RL信号的组合可以选择多段速度

MRS

输出停止

MRS信号ON（20ms或以上）时，变频器输出停止。

用电磁制动器停止电机时用于断开变频器的输出。

RES

复位

用于解除保护电路动作时的报警输出。

请使RES信号处于ON状态0.1秒或以上，然后断开。

初始设定为始终可进行复位。

但进行了Pr.75的设定后，仅在变频器报警发生时可进行复位。

复位时间约为1秒。

SD

接点输入公共端（漏型）（初始设定）

接点输入端子（漏型逻辑）的公共端子。

外部晶体管公共端（源型）

源型逻辑时当连接晶体管输出（即集电极开路输出）、例如可编程控制器（PLC）时，将晶体管输出用的外部电源公共端接到该端子时，可以防止因漏电引起的误动作。

DC24V电源公共端

DC24V0.1A电源（端子PC）的公共输出端子。

与端子5及端子SE绝缘。

PC

外部晶体管公共端（漏型）（初始设定）

漏型逻辑时当连接晶体管输出（即集电极开路输出）、例如可编程控制器（PLC）时，将晶体管输出用的外部电源公共端接到该端子时，可以防止因漏电引起的误动作。

接点输入公共端（源型）

接点输入端子（源型逻辑）的公共端子。

DC24V电源

可作为DC24V、0.1A的电源使用。

频

率

设

定

10

频率设定用电源

作为外接频率设定（速度设定）用电位器时的电源使用。

（按照Pr.73模拟量输入选择）

2

频率设定（电压）

如果输入DC0～5V（或0～10V），在5V（10V）时为最大输出频率，输入输出成正比。

通过Pr.73进行DC0～5V（初始设定）和DC0～10V输入的切换操作。

4

频率设定（电流）

若输入DC4～20mA（或0～5V，0～10V），在20mA时为最大输出频率，输入输出成正比。

只有AU信号为ON时端子4的输入信号才会有效（端子2的输入将无效）。

通过Pr.267进行4～20mA（初始设定）和DC0～5V、DC0～10V输入的切换操作。

电压输入（0～5V/0～10V）时，请将电压／电流输入切换开

关切换至“V”。

5

频率设定公共端

频率设定信号（端子2或4）及端子AM的公共端子。

请勿接大地。

表6-2控制电路接点输出端子的功能说明

种类

端子

记号

端子名称

端子功能说明

继

电

器

A、B、C

继电器输出（异常输出）

指示变频器因保护功能动作时输出停止的1c接点输出。

异常时：

B-C间不导通（A-C间导通），正常时：

B-C间导通（A-C间不导通）。

集

电

极

开

路

RUN

变频器正在运行

变频器输出频率大于或等于启动频率（初始值0.5Hz）

时为低电平，已停止或正在直流制动时为高电平。

FU

频率检测

输出频率大于或等于任意设定的检测频率时为低电平，未达到时为高电平。

SE

集电极开路输出公共端

端子RUN、FU的公共端子。

模

拟

AM

模拟电压输出

可以从多种监示项目中选一种作为输出。

变频器复位中不被输出。

输出信号与监示项目的大小成比例。

输出项目：

输出频率（初始设定）

表6-3控制电路网络接口的功能说明

种类

端子记号

端子名称

端子功能说明

RS-

485

——

PU接口

通过PU接口，可进行RS-485通迅。

•标准规格：

EIA-485（RS-485）

•传输方式：

多站点通讯

•通讯速率：

4800～38400bps

•总长距离：

500m

USB

——

USB接口

与个人电脑通过USB连接后，可以实现FRConfigurator的操作。

•接口：

USB1.1标准

•传输速度：

12Mbps

•连接器：

USB迷你-B连接器（插座：

迷你-B型）

三、变频器的分类

1．按变换环节分为，交-直-交型和交-交型两种。

2．按改变变频器输出电压的方法分为，PAM调制和PWM调制（即脉冲幅度调制和脉冲宽度调制）两种。

3．按电压等级分为，低压型（220~460V）和高压型（3KV、6KV和10KV）两类。

4．按滤波方式分为，电压型和电流型两种。

5．按用途分为，专用型和通用型两种。

四、变频器使用注意事项

FR-E700系列变频器虽然是高可靠性产品，但周边电路的连接方法错误以及运行、使用方法不当也会导致产品寿命缩短或损坏。

运行前请务必重新确认下列注意事项。

（1）电源及电机接线的压接端子推荐使用带绝缘套管的端子。

（2）电源一定不能接到变频器输出端子（U、V、W）上，否则将损坏变频器。

（3）接线时请勿在变频器内留下电线切屑。

（4）为使电压降在2%以内请用适当规格的电线进行接线。

（5）不要使用变频器输入侧的电磁接触器启动／停止变频器。

变频器的启动与停止请务必使用启动信号（STF、STR信号的ON、OFF）进行。

第二节变频器操作及参数设定

学会在使用变频器的时候，需要根据任务要求，通过操作面板对变频器的内部参数进行设置。

认识各种参数值。

一．变频器的操作面板的操作训练

使用变频器之前，首先要熟悉它的面板显示和键盘操作单元（或称控制单元），并且按使用现场的要求合理设置参数。

FR-E700系列变频器的参数设置，通常利用固定在其上的操作面板（不能拆下）实现。

使用操作面板可以进行运行方式、频率的设定，运行指令监视，参数设定、错误表示等。

操作面板如图1-4所示，其上半部为面板显示器，下半部为M旋钮和各种按键。

它们的具体功能分别如表6-4和表6-5所示。

图6-4FR-E700的操作面板

表6-4旋钮、按键功能

旋钮和按键

功能

M旋钮（三菱变频器旋钮）

旋动该旋钮用于变更频率设定、参数的设定值。

按下该旋钮可显示以下内容。

·监视模式时的设定频率

·校正时的当前设定值

·报警历史模式时的顺序

模式切换键MODE

用于切换各设定模式。

和运行模式切换键同时按下也可以用来切换运行模式。

长按此键（2秒）可以锁定操作。

设定确定键SET

各设定的确定

此外，当运行中按此键则监视器出现以下显示：

运行模式切换键

PU/EXT

用于切换PU／外部运行模式。

使用外部运行模式（通过另接的频率设定电位器和启动信号启动的运行）时请按此键，使表示运行模式的EXT处于亮灯状态。

切换至组合模式时，可同时按MODE键0.5秒，或者变更参数Pr.79。

启动指令键RUN

在PU模式下，按此键启动运行。

通过Pr.40的设定，可以选择旋转方向。

停止运行键

STOP/RESET

在PU模式下，按此键停止运转。

保护功能（严重故障）生效时，也可以进行报警复位。

表6-5运行状态显示

显示

功能

运行模式显示

PU：

PU运行模式时亮灯；

EXT：

外部运行模式时亮灯；

NET：

网络运行模式时亮灯

监视器（4位LED）

显示频率、参数编号等

监视数据单位显示

Hz：

显示频率时亮灯；A：

显示电流时亮灯。

（显示电压时熄灯，显示设定频率监视时闪烁。

）

运行状态显示RUN

当变频器动作中亮灯或者闪烁；其中：

亮灯——正转运行中；

缓慢闪烁（1.4秒循环）——反转运行中；

下列情况下出现快速闪烁（0.2秒循环）：

•按键或输入启动指令都无法运行时

•有启动指令，但频率指令在启动频率以下时

•输入了MRS信号时

参数设定模式显示PRM

参数设定模式时亮灯

监视器显示MON

监视模式时亮灯

二．变频器的参数的操作训练

由表6-4和表6-5可见，在变频器不同的运行模式下，各种按键、M旋钮的功能各异。

所谓运行模式是指对输入到变频器的启动指令和设定频率的命令来源的指定。

一般来说，使用控制电路端子、在外部设置电位器和开关来进行操作的是“外部运行模式”，使用操作面板或参数单元输入启动指令、设定频率的是“PU运行模式”，通过PU接口进行RS-485通讯或使用通讯选件的是“网络运行模式（NET运行模式）”在此不讲通讯。

在进行变频器操作以前，必须了解其各种运行模式，才能进行各项操作。

FR-E700系列变频器通过参数Pr.79的值来指定变频器的运行模式，设定值范围为0，1，2，3，4，6，7；这7种运行模式的内容以及相关LED指示灯的状态如表6-6所示。

表6-6运行模式选择（Pr.79）

设定值

内容

LED显示状态（

：

灭灯

：

亮灯）

0

外部/PU切换模式，通过PU/EXT键可切换PU与外部运行模式。

注意：

接通电源时为外部运行模式

外部运行模式：

PU运行模式：

1

固定为PU运行模式

2

固定为外部运行模式

可以在外部、网络运行模式间切换运行

外部运行模式：

网络运行模式：

3

外部／PU组合运行模式1

频率指令

启动指令

用操作面板设定

或用参数单元设定，

或外部信号输入（多段速设定，端子4-5

间（AU信号ON时有效））

外部信号输入

（端子STF、STR）

4

外部／PU组合运行模式2

频率指令

启动指令

外部信号输入

（端子2、4、JOG、多段速选择等）

通过操作面板的RUN键、或通过参数单元

的FWD、REV键来输入

6

切换模式

可以在保持运行状态的同时，进行PU运行、外部运行、网络运行的切换

PU运行模式：

外部运行模式：

网络运行模式：

7

外部运行模式（PU运行互锁）

X12信号ON时，可切换到PU运行模式

（外部运行中输出停止）

X12信号OFF时，禁止切换到PU运行模式

PU运行模式：

外部运行模式：

变频器出厂时，参数Pr.79设定值为0。

当停止运行时用户可以根据实际需要修改其设定值。

修改Pr.79设定值的一种方法是：

按MODE键使变频器进入参数设定模式；旋动M旋钮，选择参数Pr.79,用SET键确定之；然后再旋动M旋钮选择合适的设定值，用SET键确定之；两次按MODE键后，变频器的运行模式将变更为设定的模式。

图6-5是设定参数Pr.79的一个例子。

该例子把变频器从固定外部运行模式变更为组合运行模式1。

图6-5变频器的运行模式变更例子

变频器参数的出厂设定值被设置为完成简单的变速运行。

如需按照负载和操作要求设定参数，则应进入参数设定模式，先选定参数号，然后设置其参数值。

设定参数分两种情况，一种是停机STOP方式下重新设定参数，这时可设定所有参数；另一种是在运行时设定，这时只允许设定部分参数，但是可以核对所有参数号及参数。

图6-6是参数设定过程的一个例子，所完成的操作是把参数Pr.1（上限频率）从出厂设定值120.0Hz变更为50.0Hz，假定当前运行模式为外部/PU切换模式（Pr.79=0）。

图6-6变更参数的设定值示例

上图的参数设定过程，需要先切换到PU模式下，再进入参数设定模式，与图1-6的方法有所不同。

实际上，在任一运行模式下，按MODE键，都可以进入参数设定，如图6-6那样，但只能设定部分参数。

三、常用参数设置训练

FR-E700变频器有几百个参数，实际使用时，只需根据使用现场的要求设定部分参数，其余按出厂设定即可。

一些常用参数，则是应该熟悉的。

下面介绍一些常用参数的设定。

关于参数设定更详细的说明请参阅FR-E700使用手册。

1、输出频率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18）

为了限制电机的速度，应对变频器的输出频率加以限制。

用Pr.1“上限频率”和Pr.2“下限频率”来设定，可将输出频率的上、下限位。

当在120Hz以上运行时，用参数Pr.18“高速上限频率”设定高速输出频率的上限。

2、加减速时间（Pr.7、Pr.8、Pr.20、Pr.21）

各参数的意义及设定范围如表6-7所示。

表6-7加减速时间相关参数的意义及设定范围

参数号

参数意义

出厂设定

设定范围

备注

Pr.7

加速时间

5s

0～3600/360s

根据Pr.21加减速时间单位的设定值进行设定。

初始值的设定范围为“0～3600秒”、设定单位为“0.1秒”

Pr.8

减速时间

5s

0～3600/360s

Pr.20

加/减速基准频率

50Hz

1～400Hz

Pr.21

加/减速时间单位

0

0/1

0:

0～3600s;单位：

0.1s

1:

0～360s;单位：

0.01s

设定说明：

①用Pr.20为加/减速的基准频率，在我国就选为50Hz。

②Pr.7加速时间用于设定从停止到Pr.20加减速基准频率的加速时间。

③Pr.8减速时间用于设定从Pr.20加减速基准频率到停止的减速时间。

3、多段速运行模式的操作

变频器在外部操作模式或组合操作模式2下,变频器可以通过外接的开关器件的组合通断改变输入端子的状态来实现。

这种控制频率的方式称为多段速控制功能。

FR-E740变频器的速度控制端子是RH、RM和RL。

通过这些开关的组合可以实现3段、7段的控制。

转速的切换：

由于转速的档次是按二进制的顺序排列的，故三个输入端可以组合成3档至7档（0状态不计）转速。

其中，3段速由RH、RM、RL单个通断来实现。

7段速由RH、RM、RL通断的组合来实现。

7段速的各自运行频率则由参数Pr.4-Pr.6（设置前3段速的频率）、Pr.24-Pr.27（设置第4段速至第7段速的频率）。

对应的控制端状态及参数关系见图1-7。

图6-7多段速控制对应的控制端状态及参数关系

多段速度设定在PU运行和外部运行中都可以设定。

运行期间参数值也能被改变。

3速设定的场合（Pr.24～Pr.27设定为9999），2速以上同时被选择时，低速信号的设定频率优先。

最后指出，如果把参数Pr.183设置为8，将RMS端子的功能转换成多速段控制端REX，就可以用RH、RM、RL和REX（由）通断的组合来实现15段速。

详细的说明请参阅FR-E700使用手册。

4、参数清除

如果用户在参数调试过程中遇到问题，并且希望重新开始调试，可用参数清除操作方法实现。

即，在PU运行模式下，设定Pr.CL参数清除、ALLC参数全部清除均为“1”，可使参数恢复为初始值。

（但如果设定Pr.77参数写入选择＝“1”，则无法清除。

）

参数清除操作，需要在参数设定模式下，用M旋钮选择参数编号为Pr.CL和ALLC，把它们的值均置为1，操作步骤如图6-8所示。

图6-8参数全部清除的操作示意

第三节PLC与变频器综合控制

通过几个项目实训学会通过操作面板对变频器的内部参数进行设置。

学会PLC的方法。

控制变频器的方法

项目实训一FR-E700变频器功能参数设置与操作

一、实验目的

了解并掌握变频器操作面板操作方法及变频器参数的设置。

二、实验设备

序号

名称

型号与规格

数量

备注

1

PLC·变频器

THPTS-1

1

2

实验导线

4号

若干

3

挂件

PTS-31A，PTS-22A

1

4

三相鼠笼式异步电动机

WDJ26

1

5

万用表

（用户自备）

1

三、控制要求

通过变频器操作面板设置参数，控制变频器启、停等，变频器的输出最高频率不要超过电机的额定运转频率。

四、PU操作面板各部分说明

序号

名称

功能

备注

1

PU

EXT

运行模式切换：

PU运行与外部运行模式间的切换。

外部运行模式的情况下，请按此键，使运行模式显示的EXT亮灯。

（组合模式请改变P79）

2

MODE

模式切换：

切换各设定模式

3

SET

确定各类设置。

如果在运行中按下，监视器将循环显示：

运行频率——输出电流——输出电压——运行频率

4

STOP

RESET

停止运行，也可复位报警

5

M旋钮

设置频率，改变参数的设定值

6

监视器

4位LED，显示频率，参数编号等

7

PU/EXT/NET

运行模式显示：

PUPU运行模式时亮灯；

EXT外部运行模式时亮灯；NET网络运行模式时亮灯

参数更改操作及报错

出错信息：

Er1

名称

禁止写入错误

内容

1．Pr.77参数写入选择中设定为禁止写入，这样的情况下采取写入动作时

2．频率跳变的设定范围重复时。

3．V/F5点可调整的设定值重复的情况下。

4．参数单元和变频器不能正常通信时。

检查要点

1．请确认Pr.77参数写入选择的设定值。

2．请确认Pr.31～Pr.36的设定值。

3．请确认Pr.100～Pr.109的设定值。

4．请确认参数单元与变频器的连接。

Er2

名称

运行中写入错误

内容

在Pr.77不等于2（任何运行模式下都可写入）的情况下，在运行中或STF（STR）置为ON时采取参数写入动作时。

检查要点

.请确认Pr.77的设定值。

.是否是运行中？

措施

.请设置为Pr.77=2。

.停止运行后进行参数的写入动作。

Er3

名称

校正错误

内容

模拟输入的偏置、增益的校正值过于接近时。

检查要点

请确认校正参数C3、C4、C6、C7（校正功能）的设定值。

Er4

名称

模式指定错误。

内容

在Pr.77不等于2的情况下，在外部或网络运行模式下进行参数设定时。

检查要点

1.运行模式是否为“PU运行模式”？

2.请确认Pr.77的设定值。

措施

1.把运行模式切换为“PU运行模式”后进行参数设定。

2.请设置为Pr.77=2后进行参数设定。

五、参数清除及全部清除操作

1.供给电源后，按“PU/EXT”键切换到PU运行模式。

2.按“MODE”键进行参数设定，使显示P.N（例如：

P.0，N为任意数）。

3.旋转“M旋钮”，找到Pr.CL参数清除（ALLC参数全部清除）。

4.按SET键读取当前设定值，显示0，用旋钮改变为1，按SET键进行设定。

5.参数设定：

序号

变频器参数

出厂值

设定值

功能说明

1

P1

120

50

上限频率（50Hz）

2

P2

0

0

下限频率（0Hz）

六、实训步骤

1.按下图连接变频器、异步电动机。

2.按下装置启动按钮，给变频器供电，按PU键，旋转M旋钮直接设定频率，在数值闪烁时按SET键。

3.按下FWD/REV使变频器运行，按STOP/RESET键停止。

4.实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。

关闭实验装置总电源。

八、实验总结

参考变频器使用手册，完成不同的实验项目，充分了解变频器的功能。

项目实训二PLC控制多段速度选择变频调速

一、实验目的

掌握变频器外部控制端子的功能，以及外部运行模式下变频器的操作方法。

二、实验设备

序号

名称

型号与规格

数量

备注

1

PLC·变频器·单片机综合实训装置

THPTS-1

1

2

实验导线

3号

若干

3

实验导线

4号

若干

4

挂件

PTS-31A，PTS-21A

PTS-22A

各1

5

三相鼠笼式异步电动机

WDJ26

1

6

万用表

（用户自备）

1

三、实验要求

1.变频器的输出最高频率不要超过电机的额定频率。

电机为星形连接，通过外部接线端子的控制可以运行在不同的速度上。

2.通过RH、RM、RL的不同组合，进行7段速度调速选择。

3.通过RH、RM、RL、REX的不同组合，进行15段速度调速选择。

通过改变不同的参数，可以自由设定每一段的速度。

四、参数功能表及接线图

1.参数功能表：

设置变频器多段速功能

序号

变频器参数

出厂值

设定值

功能说明

1

P1

120

50

上限频率（50Hz）

2

P2

0

0

下限频率（0Hz）

3

P79

0

3

外部/PU组合运行模式１

运行频率：

用PU设定或外部信号输入

启动信号：

外部信号输入（端子STF，STR）

4

P178

60

60

STF（正转指令）

5

P179

61

61

STR（反转指令）

6

P180

0

0

RL（低速运行指令）

7

P181

1

1

RM（中速运行指令）

8

P182

2

2

RH（高速运行指令）

9

P187

24

8

15速选择（同RL、RM、RH的3速组合）信号名：

REX

10

P189

62

8

15速选择（同RL、RM、RH的3速组合）信号名：

REX

2.速度参数设置如下表：

1.变频器外部接线图

五．PLC控制程序