交直流调速系统7.第七章课件.ppt
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1、第七章 三菱变频器的运行方式与功能,教 学 内 容,教 学 内 容,学 习 目 标,三 菱 变 频 调器产品系列介绍,产品系列一览表,FR-A700系列高性能矢量变频器,FR-F700系列多功能通用变频器,FR-E700系列经济型高性能变频器,广泛的行业应用,FR-D700系列紧凑型多功能变频器,三菱变频器产品系列定位,F R - A 7 4 0 - 0.4 K - (CH),型号命名原则:, 功率范围:0.75630KW 简易磁通矢量控制方式,实现3Hz时输出转矩达120% 采用最佳励磁控制方式,实现更高节能运行 内置PID,变频器/工频切换和可以实现多泵循环运行功能 内置独立的RS485通
2、信口 使用长寿命元器件 内置噪声滤波器(75K以上) 带有节能监控功能,节能效果一目了然,FR-F740 : 0.75 630KW 三相380V输入,功率范围:0.115KW 先进磁通矢量控制,0.5Hz时200%转矩输出 内置PID控制功能,柔性PWM 内置RS485通信口。 带安全停止功能。,FR-E720:3相220V输入,0.115kW FR-E740:3相380V输入,0.4 15kW,FR-D740:3相400V输入,0.47.5kW FR-D720S:单相200V输入,0.1 2.2kW,数字式旋钮,操作极其方便紧凑型设计,节省安装空间自动转矩提升,应用于负载不太重,启动性能要求
3、不高的场合独立RS-485通讯口内置PID控制功能15 段可变速选择,FR-S520E:3相220V输入,0.4-3.7kW FR-S540E:3相380V输入,0.4-3.7kW,FR-S520 S E :单相220V输入,0.4-1.5kW,紧凑型,多功能的 FR-S500E 系列,FR-A700 & FR-F700 的公共特点长寿命设计,寿命诊断功能网络功能更加丰富支持CC-LINK通信选件RS-485通信支持各种主要的网络 操作简单,维护容易带旋钮的操作面板、新型参数单元FR-PU07冷却风扇易于更换设置软件FR-Configurator环境的适应性满足全球各种标准,FR-A700 &
4、 FR-F700 用途及功能区别 FR-F700最适合风机、泵类负载简单磁通矢量控制功能多泵控制功能节能专用功能最佳励磁控制功能进一步改良 FR-A700实现最高水准的驱动性能无传感器矢量控制带编码器电机实现矢量控制更加先进的电机自整定内置PLC控制功能(专用型号:FR-A740-0.4K- C9 ),变频器的基本构成7 0 0 系 列,三菱FR-A700系列变频器是采用先进的磁通矢量控制方式、PWM原理和智能功率模块(IPM)的高性能矢量变频器,其功率范围为0.4500kW。具有简易PLC功能(特殊型号)、工频/变频切换和PID等多种功能。内置RS485通信口,可支持各种常用的通信方式。,主
5、电路接线图,1主电路端子,变频器使用注意事项,(1)严禁将变频器的输出端子U、V、W连接到AC 电源上。,(2)变频器要正确接地,接地电阻小于10。(3)变频器存放两年以上,通电时应先用调压器逐渐升高电压。存放半年或一年应通电运行一天。(4)变频器断开电源后,待10min后方可维护操作,直流母线电压(P+,N)应在25V以下。,2控制电路接线端子,变频器的控制端子分为:控制输入端子、频率设定(模拟量输入)端子、继电器输出(异常输出)端子、集电极开路输出(状态检测)和模拟电压输出等五部分。,(1)漏型逻辑,控制电路输入信号出厂设定为漏型逻辑。在这种逻辑中,信号端子接通时,电流是从相应的输入端子流
6、出,其结构如图所示。当选择漏型逻辑时,输入开关信号与SD连接,才会有输入信号产生。,变频器控制端子接线说明,(2)源型逻辑,源型逻辑是指信号接通时,电流是流入相应的输入端子,其结构如图所示。当选择源型逻辑时,输入开关信号与PC连接,才会有输入信号产生。,出厂默认的是漏型逻辑(SINK),可以通过跨接器切换至源型逻辑。,控制逻辑切换跨接器,7.1.2 三菱FR-D700系列变频器接线图,注: *1可通过输入端子功能分配(Pr178Pr182)变更端子的功能。 *2端子PC-SD间作为DC24V电源端子使用时,请注意两端子间不要短路。 *3可通过模拟量输入选择Pr73进行变更。 *4可通过模拟量输
7、入规格切换Pr267进行变更。设为电压输入(05V/010V)时,请将电压/电流输入切换开关置为V,电流输入(420mA)时,请置为I(初始值)。 *5可通过Pr192A、B、C端子功能选择变更端子的功能。 *6可通过Pr190RUN端子功能选择变更端子功能。,所谓运行操作模式是指输入变频器的启动指令及设定频率的场所。,7.2.1 运 行 模 式,变频器的运行操作模式有“外部操作模式”、“PU操作模式”、“组合操作模式”和“通信操作模式”。,表7-3变频器运行操作模式,1PU运行模式,通过操作面板按键进行变频器的启动指令和运行频率的操作,不需外接信号。,采用PU运行模式时,可通过设定“运行操作
8、模式选择”参数Pr79=1或0来实现。,操作面板也可以从变频器上取下来进行远距离操作。,2外部运行模式,连接到端子板的外部操作信号(频率设定电位器,启动开关等)控制变频器的运行。接通电源,STF/STR置ON,则开始运行。,采用外部运行模式时,可通过设定“运行操作模式选择”参数Pr79=2或0来实现。,外部频率设定信号为05V、010V或420mA的直流信号。,3.组合运行操作模式,PU和外部操作模式可以进行组合操作,此时Pr79=3或4,采用下列两种方法中的一种。,启动信号用外部信号设定(通过STF或STR端子设定),频率信号用PU模式操作设定或通过多段速端子RH、RM、RL设定。,PU/外
9、部组合运行模式1,Pr79=3,PU/外部组合运行模式2,启动信号用PU键盘设定,频率信号用外部频率设定电位器或多段速选择端子RH、RM、RL进行设定。,Pr79=4,工频电源,工频电源,使用场合: 各类中大型生产线或系统特点:所有控制均通过通信电缆线路相对简单,自动化 水平高,信息交换量大实时性好,抗扰能力强为防止网络故障,特设独立急停功能投入大,调试维护困难,4计算机通信模式,通过RS485接口和通信电缆可以将变频器的PU接口与PLC和工业用计算机(PC)等数字化控制器进行连接,实现先进的数字化控制、现场总线系统等。,Page 38/34,频率信号给定的方式:,外接数字量给定,面板给定,外
10、接模拟量给定,通信给定,7.2.2 工作频率给定方式,要调节变频器的输出频率,必须首先向变频器提供改变频率的信号,这个信号,称为频率给定信号。所谓给定方式,就是调节变频器输出频率的具体方法,也就是提供给定信号的方式。,1频率给定方式,(1)面板给定,利用面板上键盘的数字增加键()和数字减小键()来直接改变变频器的设定频率,它属于数字量给定。,(2)外接数字量给定,通过外接开关量端子输入开关信号进行给定。通常有两种方法。,升降速端子给定通过变频器的升速端子和降速端子来改变 变频器的设定频率值。,多段速端子给定用开关的组合选择已经设定好的固有频 率,即多段速控制。,该端子可以外接按钮或来自PLC的
11、信号,(3)外接模拟量给定。,外接模拟量给定方式即通过变频器的模拟量端子从外部输入模拟量信号(电压或电流)进行给定,并通过调节模拟量的大小来改变变频器的输出频率。, 外接电压给定信号端(10、2、5),将频率设定电位器的一端连接在10E端子或10端子上时,加在端子2上的输入电压规格不同。选择05V或010V输入,由电压输入选择参数Pr73设定。变频器出厂设定Pr73=1,选择05V输入电压。, 外接电流给定信号端(4、5),当模拟量给定信号为420mA电流信号时,将外接信号线接到4、5接线端,此时还必须使变频器的AU端子信号置为ON,才能使端子4输入电流信号有效。,通讯接口,通讯接口,人机界面
12、,通讯接口,(4)通信给定,上位机一般指计算机(或工控机)、PLC、DCS、人机界面等主控制设备。该给定属于数字量给定。,通信给定方式就是指上位机通过通信口按照特定的通信协议、特定的通信介质将数据传输到变频器以改变变频器设定频率的方式。,2选择给定方式的原则, 面板给定和模拟量给定中,优先选择面板给定。, 数字量给定和模拟量给定中,优先选择数字量给定。, 在电压信号和电流信号中,优先选择电流信号。,3外接给定时的频率给定线及相关参数设置,由模拟量进行外接频率给定时,变频器的给定信号X (X是给定信号的统称,既可以是电压信号UG,也可以是电流信号IG)与对应的给定频率fX之间的关系曲线fX=f(
13、X),称为频率给定线。,a)操作示意图 b)基本频率给定线 c)任意频率给定线,【实例】给定信号为28V,要求对应的输出频率为050Hz 。,(1)基本频率给定线。,在给定信号X从0增大至最大值Xmax的过程中,给定频率fX线性地从0增大到fmax的频率给定线称为基本频率给定线。,(2)频率给定线的调整, 调整的必要性。 生产机械所要求的最低频率及最高频率常常不是0Hz和额定频率,或者说,实际要求的频率给定线与基本频率给定线并不一致。所以,需要对频率给定线进行适当的调整,使之符合生产实际的需要。 调整的要点。 因为频率给定线是直线,所以,可以根据拖动系统的需要进行任意预置。,频率给定线的起点坐
14、标A(2,0)。频率给定线的终点坐标B(8,50)。,任意频率给定线的预置的方法,(1) 坐标设定法,只需预置右图A、B两点的坐标即可。,(2) 偏置频率和频率增益设定法,偏置频率:给定信号X=0时对应的频率,称为偏置频率。 fBI表示。延长直线AB,与纵轴交于C点,则C点对应的频率便是偏置频率, fBI =16.6Hz,频率增益:把频率给定线(AB)上与基本频率给定线的最大给定10V对应的频率定义为最大给定频率,如图中D点对应的频率,用fXM(66.7Hz)表示(它是一个虚拟的最大给定频率);与最大给定信号(8V)对应的频率为最大频率(50Hz), 用fmax表示。则频率增益G%的定义为:
15、G%= fXM/ fmax=66.7/50=133%本例中, G%=133%,(3)频率给定线的参数设置,设置的内容包括运用偏置、增益功能实现频率给定线的设置,涉及频率设定、电压偏置设定和增益调整。,频率给定线设置说明,表7-4频率给定线设置的相关参数意义及设定范围,7.2.3 操 作 面 板,1操作面板的名称及功能,FR-D700系列变频器的操作可用面板(PU)的键盘进行,可以设定变频器的运行频率、设定各种参数、监示操作命令和显示错误等 。,表7-5显示和按键功能,2FR-D740变频器的基本操作,7.2.4 变频器面板运行模式实训,一、实训目的(1)了解变频器的基本结构及外部端子结构。(2
16、)了解变频器最基本的接线方法。(3)掌握变频器操作面板的基本操作方法及显示特点。(4)掌握面板(PU)运行操作模式。,二、实训设备(1)三菱FR-D740变频器1台。(2)电动机1台。(3)电工常用工具1套。(4)导线若干。,三、实训要求在PU操作模式下实现下列操作。(1)熟悉FR-D740变频器的基本结构和接线端子。(2)熟悉变频器的面板操作方法。(3)在PU面板上分别以f=30Hz、f=46Hz运行。,四、实训内容,1熟悉FR-D740变频器的 结构及外部端子,2接线,3变频器基本操作,(1)用操作面板设定频率运行,(2)参数设定, 把上限参数Pr1的设定值从120变为50,其操作步骤如表
17、7-7所示。 把“扩展功能显示选择”参数Pr160的设定值从9999变为0,可以显示变频器所有的参数,其操作步骤如表7-7所示。,(3)参数清零,(4)显示输出电流,五、实训总结,7.2.5 变频器外部运行模式实训,一、实训目的(1)掌握变频器的外部运行模式。(2)掌握变频器外部运行模式的接线。(3)理解运行操作模式选择参数P79的意义。二、实训设备(1)三菱FR-D740变频器1台。(2)电动机1台。(3)电工常用工具1套。(4)电位器1个、开关3个、导线若干。三、实训内容1实训要求 利用外部开关、电位器将外部操作信号送到变频器,控制电动机以45Hz正、反转运行,此时设定P79=2或0。注意
18、,为了实训能顺利进行,在实训开始前应对变频器进行参数清零,使变频器的参数全部恢复到出厂设定值。,2实训步骤,(1)变频器上电,确认运行状态。用 键切换到参数设定模式,使P79=2或0,确认EXT指示灯点亮(如EXT指示灯未亮,请切换到外部运行模式)。,(2)开关操作运行。 开始。按图所示的电路接好线。将启动开关(STF或STR)处于ON。表示运转状态的RUN灯闪烁。 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,电动机加速,当显示45Hz时,停止旋转电位器。此时变频器运行在45Hz上,RUN灯一直亮。, 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
19、率数值逐渐减小到0Hz,电动机减速,最后停止运行。 停止。断开启动开关(STF或STR),电动机将停止运行。,(3)按钮自保持操作运行。按图接好电路,并设定P180=25,即将RL端子功能变更为STOP端子功能(参看7.5.1小节)。当按SB1时,电动机开始工作,同时使STOP信号接通(即使SB按钮保持闭合),当松开SB1时,电动机仍然保持正转。当断开SB时,电动机停止工作,反之亦然。,四、实训总结,7.2.6 变频器组合运行模式实训,一、实训目的掌握变频器的组合运行模式。二、实训设备(1)三菱FR-D740变频器1台。(2)电动机1台。(3)电工常用工具1套。(4)电位器1个、开关3个、导线
20、若干。,三、实训内容,1组合运行模式1(P79=3),外部输入启动信号(开关,继电器等),用PU设定运行频率。,(1)变频器上电,确定PU灯亮。(2)运行模式选择:将运行操作模式选择参数P79设定为3,选择组合运行操作模式1,运行状态EXT和PU指示灯都亮。(3)运行频率设定:用PU面板设定运行频率为40Hz。(4)参照图示接线,合上SB1或SB2使STF或STR中的一个信号接通。RUN灯点亮。变频器频率逐渐上升到40Hz。(5)断开SB1或SB2,电动机停止运行。,2组合运行模式2(P79=4),由PU面板给定启动信号(RUN键),由外部电位器调节运行频率,其操作步骤如下。(1)变频器上电,
21、确认PU灯亮。(2)设定P79=4,选择组合操作模式2,运行状态EXT和PU指示灯都亮。(3)用外部电位器调节运行频率至45Hz,按面板上的RUN键,变频器开始运行。(4)按面板上的 键,电动机停止运行。,四、实训总结,7.3.1 与工作频率有关的参数,1给定频率 用户根据生产工艺的需要希望变频器输出的频率。给定频率是与给定信号相对应的频率。例如给定频率30Hz,其调节方法有两种:一种是通过变频器的面板来输入频率的数字量30;另一种是从外接控制接线端上以外部给定信号(电压或电流)进行调节 。,2输出频率 输出频率即变频器实际输出的频率。当电动机所带的负载变化时,为使拖动系统稳定,此时变频器的输
22、出频率会根据系统情况不断地被调整。因此输出频率经常在给定频率附近变化。变频器的输出频率就是整个拖动系统的运行频率。,Page 66/34,外接模拟量给定频率给定线上的对应点,3最大频率fmax 在数字量给定(包括面板给定、外接升速/降速给定、外接多段速给定等)时,是变频器允许输出的最高频率;在模拟量给定时,是与最大给定信号对应的频率。,最大频率可以改变,通过改变Pr125所对应的增益频率即可改变最大频率,调节范围为0- 400Hz。,4基本频率fb 当变频器的输出电压等于额定电压时的最小输出频率,称为基本频率,又称基准频率或基底频率,用来作为调节频率的基准。一般为额定频率。 fmax、fb与电
23、压U的关系如图所示。,Page 68/34,5上限频率fH和下限频率fL,上限频率fH:允许变频器输出的最高频率。下限频率fL:允许变频器输出的最低频率。,a)搅拌机实例 b)上、下限频率,上限频率 最高频率,上限频率不等于最高频率时,取上限频率;部分变频器中最高频率与上限频率完全相同,P1082,P1080,Page 69/34,如果生产机械运行在某一转速时,所引起的频率和机械的固有震荡频率一致时,会发生系统共振,共振状态的出现将破坏传动系统的正常运转,甚至将造成破坏性系统损坏。,6.频率跳变(回避频率),解决办法:设置频率跳变(回避频率),回避掉这一频率。三菱变频器最多可设定3个区域,分别
24、为频率跳变1A和1B、频率跳变2A和2B、频率跳变3A和3B。,注:1A、2A或3A的设定值为跳变点,用这个频率运行。,(1)令Pr31=30Hz,Pr32=35Hz,Pr31为频率跳变1A点,因此以Pr31的设定值运行,实际运行在30Hz;(2)令Pr31=35Hz,Pr32=30Hz,同样的,以Pr31的设定值运行,实际运行在35Hz。,表7-10 频率跳变各参数意义及设定范围,当设定值为9999时,频率跳变功能无效。,注意,7点动频率 生产机械在调试时常常需要点动,以便观察各部位的运转状况。点动频率可以事先预置,运行前只要选择点动运行模式即可,这样就不需要修改给定频率了。,表7-11点动
25、频率设定范围,点动频率输出示意图,外部点动运行接线图,8启动频率 启动频率是指电动机开始启动时的频率,常用fs表示。启动频率预置好后,小于该启动频率的运行频率将不能工作。三菱变频器的启动频率参数为Pr13。,起动频率起动 先直流制动再起动 转速跟踪起动,t,f,t,f,f,起动频率,1.变频器输出由0直接变化为启动频率对应的交流电压,而后在此基础上按照加速曲线逐步提高输出频率和输出电压直到设定频率到达。2.启动频率不宜过大,否则会造成启动冲击或过流,1.变频器先给电机通脉冲直流,使电机保持在停止状态,然后再按照从启动频率方式直接启动。2.制动频率、电压不易过高,则容易过流或损伤设备。,1.直接
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- 直流 调速 系统 第七 课件
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