变频器原理及应用实验指导书Word格式文档下载.docx
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额定输出电流
30
扩张功能显示选择
P30
0,1
79
操作模式选择
P79
0~4,7,8
内容
用PU/EXT键可切换PU(设定用旋钮、RUN键)操作或外部操作。
只能执行PU(设定用旋钮、RUN键)操作。
只能执行外部操作
运行频率
启动信号
·
用设定用旋钮设定
多段速选择
4~20mA(仅当AU信号ON时有效)
外部端子(STF、STR)
外部端子信号(多段速、DC0~5V等)
RUN键
PU操作互锁(根据MRS信号的ON/OFF来决定是否可移往PU操作模式)
操作模式外部信号切换(运行中不可)
根据X16信号的ON/OFF移往操作模式选择
实验一、变频器的面板操作及PU运行
一、实验目的
1.了解变频器的操作方法及显示特点。
2.了解并熟悉变频器的各种运行模式。
3.熟练掌握变频器运行方式的切换和参数的预置方法。
二、实验内容
(一)熟悉变频器的面板操作(参见附录B:
二、1~3)
1.仔细阅读变频器的面板介绍,掌握在运行模式下显示Hz、A、的方法,以及变频器的运行方式、PU运行(PU灯亮)、外部运行(EXT灯亮)之间的切换方法。
2.参数清除操作
为了实验能顺利进行,在实验开始前要进行一次“全部清除”的操作,步骤如下:
1)按下“PU/EXT”键,设定PU运行模式(PU灯亮)。
2)按动MODE键至参数设定模式。
3)旋动设定用旋钮至“CLr”(清零)。
4)按下SET键,显示“0”。
5)旋动设定用旋钮至“1”。
6)按下SET键,显示屏闪烁,参数清零完毕。
3.参数预置
变频器在运行前,通常要根据负载和用户的要求,给变频器预置一些参数如:
上、下限频率及加、减速时间等。
例如:
将上限频率预置为50Hz:
查附录B得:
上限频率的参数号为“Pr.1”。
1)按下按“PU/EXT”键,设定PU运行模式(PU灯亮)。
2)按动“MODE”键至参数设定模式,此时显示“Pr.‥”。
3)旋动设定用旋钮改变参数号,使参数号为“1”。
4)按下“SET”键,读出原数据。
5)旋动设定用旋钮更改,使数据改为“50Hz”。
6)按下“SET”键,写入给定值。
如果此时显示器交替显示参数号Pr.1和参数50.00则表示参数预置成功(即已将上限频率预置为50Hz)。
否则预置失败,须重新预置。
参看附录B查出下列有关的参数号,预置下列参数:
下限频率为5Hz;
加速时间为10s;
减速时间为10s。
4.设定频率的修改
例:
将设定频率修改为40Hz。
[请先设定Pr.53“频率设定操作选择”=“0”(设定用旋钮频率设定模式)]。
1)按“PU/EXT”键,设定PU运行模式(PU灯亮)。
2)旋动设定用旋钮修改为“40Hz”。
3)在数值闪烁其间,按下“SET”键,写入给定值。
4)约闪烁3秒后,显示回到“0.0”。
(二)变频器的运行
变频器的PU运行:
就是利用变频器的面板直接输入给定频率和起动信号。
1)预置基频Pr.3为50Hz。
2)预置基频电压Pr.19为380V。
3)预置给定频率为60Hz。
4)按下“RUN”键,电动机起动。
测出相关数值,并将数值填入表1。
5)按表中的频率值改变给定频率,测出各相应转速及电压值并将结果填入表1中。
6)做出U/f曲线。
7)按下“STOP/RESET”键,电动机停止。
表1各相应转速及电压值
频率(Hz)
60
50
40
20
转速(r/min)
输出电压(V)
三、思考题
1.预置上限频率Pr.1=50Hz时,是在什么样的运行模式下?
在外部运行模式下(EXT灯亮时)能输入参数值吗?
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?
实验二、变频器的外部/PU组合运行模式1
1.了解外部、组合运行模式1与PU运行的差别。
2.掌握外部及组合运行模式1的方法。
3.掌握变频器外部接线端子的功能及使用方法(参见附录B:
一、1)。
在做实验之前应当先做“清除”的操作。
注意:
“清除”操作后,相关参数必须重置!
(一)运行模式
1.外部运行:
就是给定频率及起动信号,都是通过变频器控制端子的外接线(外部)来完成,而不是用变频器的操作面板输入的。
2.外部/PU组合运行模式1(Pr.79=3):
运行频率设定可分别用设定用旋钮,多段速选择,4~20mA(仅当AU信号ON时有效)信号设定。
起动信号由外部端子(STF、STR)给定。
(二)外部运行
1)按动“PU/EXT”键,选择外部运行模式(EXT灯亮)。
2)将起动开关STF(或STR)处于ON,表示运行的RUN灯点亮(如果STF和STR同时都处于ON,电动机将不起动)。
3)加速→恒速:
将频率给定电位器慢慢旋大,显示频率数值从0慢慢增加至50Hz。
4)减速:
将频率给定电位器慢慢旋小,显示频率数值回至0Hz,电动机停止运行。
5)反复重复3)、4)步,观察调节电位器的速度与加、减速时间有无关系。
6)要使变频器停止输出,只需将起动开关STF(或STR)置于OFF。
(三)组合运行
组合运行模式1
当Pr.79=3时,选择组合运行模式1,其含义为:
起动信号由外接线给定,给定频率由操作面板给出。
1)预置Pr.79=3。
2)预置基频Pr.3=50Hz,预置基频电压Pr.19为380V。
3)
4)将起动开关STF(STR)处于ON,RUN灯亮。
5)给定频率用设定用旋钮来预置,预置值为60Hz。
6)改变给定频率值并且记录U的值填入表2。
7)做出U/f曲线。
8)比较此次的U/f曲线与实验一中的U/f曲线的差别。
表2f、U记录值
f
10
U
1.为什么本次测得的U/f曲线和实验一测得的U/f曲线不同。
2.试总结PU、外部、组合运行的共同点与不同点。
3.观察实验中遇到的报警显示,通过查表,回答是何原因?
如何修改参数?
实验三、变频器的外部/PU组合运行模式2
1.了解外部、组合运行模式2与组合运行模式1及PU运行模式的差别。
2.掌握外部及组合运行模式2的方法。
外部/PU组合运行模式2:
运行频率设定可分别用外部端子(多段速选择,DC0~5V,4~20
mA)信号设定。
起动信号由“RUN”键给定。
(二)组合运行
组合运行模式2
当Pr.79=4时,选择组合运行模式2。
1)预置Pr.79=4,Pr.38=65(使电位器旋至最大时,对应的给定频率为65Hz)。
2)按下操作面板上的“RUN”键,RUN灯亮。
3)加、减速:
将电位器旋动从小→大,观察频率的变化。
4)将频率顺序调至65Hz,55Hz,45Hz,35Hz,25Hz,15Hz,5Hz,记录相对应的电压值。
5)做出U/f曲线。
6)按下“STOP”键停机。
2.试总结组合运行1与组合运行2的共同点与不同点。
实验四、变频器常用参数功能的验证
1.验证各种常见的功能。
掌握各种参数之间的配合和使用技巧。
2.了解多功能端子的含义和使用。
3.了解多段速度的操作步骤,掌握多段速度的控制方法。
(一)常见频率参数的功能验证
1.启动频率
只有给定频率达到启动频率时,变频器才有输出电压。
预置启动频率分别为:
Pr.13=20Hz,Pr.13=30Hz。
在外部运行模式下,记录电动机启动的瞬间变频器的输出电压,并比较两启动电压的大小有何不同。
2.点动频率
1)点动控制端子JOG的设置
变频器没有JOG端子,但可通过Pr.60~Pr.63中的一个设定某控制端子为JOG端子(参见附录B:
四、3)。
2)出厂时点动频率的给定值是5Hz,如果想改变此值可通过预置Pr.15(点动频率)、Pr.16(点动加、减速时间)两参数完成。
设:
Pr.15=20HzPr.16=10s
在EXT运行模式下点动运行,并观察频率和电压值。
3.上限频率
它是指变频器输出频率的上限值。
Pr.1=50Hz
当给定频率分别为40Hz和60Hz时,记录变频器的输出频率和电压值。
4.频率跳跃
三菱变频器通过Pr.31~Pr.32,Pr.33~Pr.34,Pr.35~Pr.36给定了三个频率跳变区域,如果预置Pr.33=30Hz,Pr.34=35Hz,当给定频率在30Hz和35Hz之间,变频器的输出频率固定在30Hz运行,操作步骤如下:
1)在EXT运行模式下,使Pr.33=30Hz,Pr.34=35Hz(用外部旋纽调节)。
2)按动“MODE”键至监示频率。
(或观察输出电压表)
3)接通“STF”使电动机运行,此时面板显示变频器的输出频率。
4)用频率给定电位器在36~28Hz之间改变给定频率,观察显示频率的变化规律。
5)预置Pr.33=35Hz,Pr.34=30Hz,按照2)~4)的步骤操作,观察频率的变化。
(二)多段速运行
用参数预置多段运行速度,(Pr.4~Pr.6,Pr.24~Pr.27,Pr.80~Pr.87)用变频器控制端子进行切换。
多段速度控制只在外部运行模式或组合运行模式(Pr.79=3,4)中有效。
三菱变频器可通过接通、关断控制端子RH、RM、RL、REX选择多种速度。
各开关状态与各段速度的关系如图4-2所示,其中,REX在三菱变频器的控制端子中并不存在,根据三菱多功能端子的选择方法,可用Pr.60~Pr.63来定义某控制端子为REX端子。
1.多功能端子的定义
由附录B:
四、3中的端子功能选择可知:
如果将STR端子定义为REX端子,可没Pr.63=8。
2.如果不使用REX,通过RH、RM、RL的通断最多可选择7段速度:
速度1:
Pr.4=50Hz
速度2:
Pr.5=30Hz
速度3:
Pr.6=10Hz
速度4:
Pr.24=15Hz
速度5:
Pr.25=40Hz
速度6:
Pr.26=35Hz
速度7:
Pr.27=8Hz
图4-1七(十五)段转速接线图
按图4-1接线,在外部运行模式或组合运行模式下,合上STF开关,电动机按速度l运行。
按图4—2的曲线,同时合上RH、RL开关,电动机按速度5运行等等。
3.如果选用REX,配合RH、RM、RL的通断,最多可选择15段速度。
1)设置速度8~速度15的各段速度参数,
设Pr.80~Pr.87的参数为20Hz、28Hz、
16Hz、32Hz、22Hz、45Hz、12Hz、42Hz。
2)按图4—1接线,并按图4—3的曲线合上相应的开关,则电动机即可按相应的速度运行。
4.改变参数的运行
自行重新设置速度1~速度15的数值,重做上述实验。
1.如果给定频率的值小于起动频率,变频器如何输出?
2.如果给定频率的值大于上限频率的值,变频器的输出频率为多少?
3.Pr.33=30Hz、Pr.34=35Hz和Pr.33=35Hz、Pr.34=30Hz这两种预置频率跳跃的方法,在运行结果上有何不同?
4.预置3个频率跳跃区域,参考上述实验步骤,观察频率跳跃的情况。
5.在PU运行模式下预置给定频率为50Hz,此时再进行多段速控制该如何操作?
50Hz是否起作用?
6.若速度l~速度15的大小不按图4—3的顺序排列,多段速控制能否执行?
实验五、多段速的PLC控制
1.了解并掌握PLC控制变频器的接线方法。
2.了解并掌握多段速控制时,PLC控制变频器的编程方法。
(一)用PLC输出控制多段速端子
在实验四中已知多段速控制端子是RH、RM、RL、(REX)。
用手动选择它们的接通或断开,就可以选择不同的转速。
现在用PLC的输出来控制上述端子的通、断,实现三段速度运行,接线如图5-1所示。
1)在PU运行模式下,Pr.4=10Hz(1速),Pr.5=20Hz(2速),Pr.6=30Hz(3速)。
2)按图5-2的梯形图将程序输入PLC。
3)变频器在“EXT”状态下,按下起动按钮,X14(X24)闭合。
4)观察记录变频器输出频率的变化。
5)将X14(X24)换成拨动开关(X0),并将Y0的自锁点去除,记录变频器频率输出的规律。
6)如果希望变频器的输出频率在10、20、30Hz之间循环,梯形图该如何修改?
(二)用PLC控制七段转速
1)将图5-1改画成图5-3,并按此图接线。
2)将梯形图5-2进行修改后,见图5-4,并按该图输入程序。
3)变频器在PU运行状态下,输入参数Pr.24=40Hz(4速),Pr.25=50Hz(5速),Pr.26=45Hz(6速),Pr.27=25Hz(7速)。
4)变频器在EXT运行状态下,依次拨动开关X1~X7,观察输出频率的变化。
表3多段速设定
速度
端子输入
设定频率范围
REX-SD
RH-SD
RM-SD
RL-SD
1速(高速)
OFF
ON
Pr.4
2速(中速)
Pr.5
3速(低速)
Pr.6
4速
Pr.24
0~120Hz,―――
5速
Pr.25
6速
Pr.26
7速
Pr.27
8速
Pr.80
9速
Pr.81
10速
Pr.82
11速
Pr.83
12速
Pr.84
13速
Pr.85
14速
Pr.86
15速
Pr.87
1.按实验四中RH、RM、RL的3段速控制方式,用PLC编程来控制7段速。
2.在图5-2中,将X14(X24)改为拨动开关,Y0的自锁点去除,为何变频器输出频率的规律就会发生变化?
3.试用数据传送指令、数据寄存器、变址寄存器完成3段速控制程序。
附录A变频器实验台面板布置
附录B三菱FR-S500变频器简介
一、变频器的接线和端子
1.端子接线图
●主回路端子○控制回路输入端子●控制回路输出端子
备 注
*1.只限于有RS-485通信功能的型号。
*2.漏型、源型逻辑可以切换,详细请参照使用手册(详细篇)。
*3.设定器操作频度高的情况下,请使用2W1kΩ的旋钮电位器。
*4.端子SD和端子5是公共端子,请不要接地。
*5.根据输入端子功能选择(Pr.60~Pr.63)可以改变端子的功能。
(参照28页)
(RES,RL,RM,RH,RT,AU,STOP,MRS,0H,REX,JOG,X14,X16,STR信号选择)
*6.根据输出端子功能选择(Pr.64,Pr.65)可以改变端子的功能。
(参照28页)
(RUN,SU,0L,FU,RY,Y12,Y13,FDN,FUP,RL,LF,ABC信号选择)
注 意
●为防止因噪声产生误动作,信号线请离开动力线10cm以上。
●为安全起见,输入电源通过电磁接触器及漏电断电器或无熔丝断路器与接头相连。
电源的
开关用电磁接触器实施。
2.主回路端子的说明
端子记号
端子名称
内 容
L1,L2,L3,(注)
电源输入
连接工频电源。
U,V,W
变频器输出
接三相鼠笼电机。
-
直流电压公共端
这是直流电压公共端。
电源及变频器输出没有绝缘。
+,P1
连接改善功率因数
直流电抗器
拆开端子+-P1间的短路片,连接选件改善功率
因数用直流电抗器(FR-BEL)。
接地
变频器外壳接地用,必须接大地。
3.控制回路
(1)控制回路端子的说明
输入信号
接点输入
STF
正转启动
STF信号ON时为正转,OFF
时为停止指令。
STF,STR号同时为ON时,为停
止指令。
STR
反转启动
STR信号ON时为反转,OFF
根据输入端子功能选择(Pr.60~Pr.63)可改变端子的功能。
(*4)
RH
RM
RL
多段速度
选择
可根据端子RH,RM,RL信号的短路组
合,进行多段速度的选择。
速度指令的优先顺序是JOG,多段速度
设定(RH,RM,RL,REX),AU的顺序。
SD
(*1)
接点输入
公共端
(漏型)
此为接点输入(端子STF,STR,RH,RM,RL)的公共端子。
端子5和端子SE被绝缘。
PC
外部晶体管
DC24V电源
(源型)
当连接程序控制器(PLC)之类的晶体管输出(集电极开路输出)
时,把晶体管输出用的外部电源接头连接到这个端子,可防止
因回流电流引起的误动作。
PC-SD间的端子可作为DC24V,0.1A的电源使用。
选择源型逻辑时,此端子为接点输入信号的公共端子。
频率设定用
电源
DC5V,容许负荷电流10mA。
频 率 设 定
频率设定
(电压信号)
输入DC0~5V,(0~10V)时,输出成比例:
输入5V(10V)时,输
出为最高频率。
5V/10V切换用Pr.73“0~5V,0~10V选择”进行。
输入阻抗10kΩ。
最大容许输入电压为20V
(电流信号)
输入DC4~20mA。
出厂时调整为4mA对应0Hz,20mA对应60Hz。
最大容许输入电流为30mA。
输入阻抗约250Ω。
电流输入时,请把信号AU设定为ON。
AU信号用Pr.60~Pr.63(输入端子功能选择)设定。
公共输入端
此端子为频率设定信号(端子2,4)及显示计端子“AM”的公共端子。
端子SD和端子SE被绝缘。
请不要接地。
输出信号
A
B
C
报警输出
变频器的保护功能动作,表示输出停
止的1c接点输出。
AC230V,0.3A
DC30V,0.3A。
报警时B-C之间不导通
(A-C之间导通),正常时B-C之间导
通(A-C之间不导通)(*6)
根据输出端子功能选择
(Pr.64,Pr.65)可以改
变端子的功能。
(*5)
集电极开路
运行
变频器运行中
变频器输出频率高于启动频率时(出
厂为0.5Hz可变动)为低电平,停止
及直流制动时为高电平(*2)。
容许负
荷DC24V,0.1A
SE
集电极开路公共端
变频器运行时端子RUN的公共端子。
端子5及端子SD被绝缘。
模
拟
AM
模拟信号输
出
从输出频率,电机电流选择一种作
为输出。
输出信号与各监示项目的
大小成比例。
出厂设定的输出项目:
频率容许负荷电流1mA
输出信号DC0~5V
通
信
──
RS-485接头
(*3)
用参数单元连接电缆(FR-CB201~205),可以连接参数单元
(FR-PU04)。
可用RS-485进行通信运行。
*1.端子SD,PC不要相互连接,不要接地。
漏型逻辑(出厂设定)时,端子SD为接点输入的公共端子,源型逻辑时,端子PC为接点输入的公共端
子,切换方法请参照别册的使用手册(详细篇)。
*2.低电平表示集电极开路输出用的晶体管处于ON(导通状态)。
高电平表示OFF(不导通状态)。
*3.仅对应有RS-485通信功能的型号。
详细说明请参照别册的使用手册(详细篇)。
*4.RL,RM,RH,RT,AU,STOP,MRS,OH,REX,JOG,RES,X14,X16,(STR)信号选择。
*5.RUN,SU,OL,FU,RY,Y12,Y13,FDN,FUP,RL,LF,ABC号选择。
*6.对应欧洲标准(低电压标准)时,继电器输出(A,B,C)的使用容量为DC30V,0.3A。
(2)控制回路端子的排列
二、运行/控制
1.操作面板
不能从变频器上取下操作面板。
*运行显示
点亮:
正转运行中
慢闪灭(1.4秒/次):
反转运行中
快闪灭(0.2秒/次):
非运行,“RUN”键或有启动指令。
**PU/EXT显示
计算机连接运行模式时,为慢闪灭。
2.基本操作(出厂设定)
监示器、频率设定[用操作面板运行]
3.设定频率运行(例:
在30Hz运行)
要 点:
请设定Pr.53“频率设定操作选择”=“0”(设定用旋钮频率设定模式)。
——————操作—————— ———————表示——————
(1)接通电源时为监示显示画面。
(2)按“PU/EXT”键,
设定“PU”操作模式
(3)旋转设定用旋钮,
显示希望设定的频率。
(4)在数字闪灭期间,
按“SET”键,设定频率数。
[不
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