全书课件：电气控制与PLC应用

1、电气控制与电气控制与PLC应用应用第第5章章 PLC功能指令的应用功能指令的应用第第2章章 变频器的使用变频器的使用第第3章章 PLC基本指令的应用基本指令的应用第第4章章 PLC步进指令的应用步进指令的应用第第1章章 电动机与电气控制线路电动机与电气控制线路第第6章章 PLC与变频器综合应用与变频器综合应用第第1章章 电动机与电气控制线路电动机与电气控制线路1.1 三相交流异步电动机三相交流异步电动机 1.2 负荷开关直接启动控制线路负荷开关直接启动控制线路 1.3 点动控制线路点动控制线路 1.4 自锁控制线路自锁控制线路 1.6 正反转控制线路正反转控制线路 1.5 点动和自锁混合控制、

2、点动和自锁混合控制、 多地控制以及顺序控制线路多地控制以及顺序控制线路 1.7 位置控制和自动往返控制线路位置控制和自动往返控制线路 1.8 Y-形降压启动控制线路形降压启动控制线路 1.1 三相交流异步电动机三相交流异步电动机 1.1.1 三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机主要由定子和转子构成。如图三相交流异步电动机主要由定子和转子构成。如图1.1所示。所示。图1.1 三相交流异步电动机的构件分解图 1. 定子定子定子由机座、定子铁心和三相定子绕组组成。定子由机座、定子铁心和三相定子绕组组成。机座：机座：支撑转子，作为磁路一部分和散热的作用。支撑转子，作为磁路

3、一部分和散热的作用。定子铁心：定子铁心：由绝缘硅钢片叠成，如图由绝缘硅钢片叠成，如图1.2所示。所示。三相定子绕组：三相定子绕组：分为分为U相、相、V相和相和W相，可以连接为相，可以连接为Y形形和形，如图和形，如图1.3所示。所示。图1.2 三相交流异步电动机的机座与定子铁心 图1.3 三相交流异步电动机的定子绕组连接方式2转子转子转子由转轴、转子铁心和转子绕组等组成。如图转子由转轴、转子铁心和转子绕组等组成。如图1.4所示。所示。转轴：转轴：支撑转子，保证定子和转子之间的气隙。支撑转子，保证定子和转子之间的气隙。转子铁心：转子铁心：由硅钢片叠成，用来嵌入转子绕组。由硅钢片叠成，用来嵌入转子绕

4、组。转子绕组：转子绕组：由铜条或铝浇铸而成，形似鼠笼。由铜条或铝浇铸而成，形似鼠笼。图1.4 三相交流异步电动机的鼠笼型转子绕组 1.1.2 三相交流异步电动机的转动原理三相交流异步电动机的转动原理1鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验图1.5 鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验由上面实验可以可得：鼠笼转子与磁铁的旋转方向始终相同。由上面实验可以可得：鼠笼转子与磁铁的旋转方向始终相同。原理：原理：磁铁旋转磁铁旋转切割转子导体切割转子导体感应电动势和感生电流感应电动势和感生电流2旋转磁场的产生旋转磁场的产生三相交流电流在转子空间产生的磁场如图三相交流电流在转子空间产生的

5、磁场如图1.6所示所示 图1.6 转子空间旋转磁场的变化式中：式中：n0 旋转磁场的转速（旋转磁场的转速（r/min）；）； f1 交流电源的频率（交流电源的频率（Hz）；）； P 电动机定子绕组的磁极对数。电动机定子绕组的磁极对数。旋转磁场的转速：旋转磁场的转速：设电源频率为设电源频率为50 Hz，电动机磁极个数与旋转磁场的转速关系见表，电动机磁极个数与旋转磁场的转速关系见表1.1。磁极（个）2极4极6极8极10极12极n0（r/min）300015001000750600500表1.1磁极个数与旋转磁场转速的关系将定子绕组接至三相交流电源的导线任意对调两根，则将定子绕组接至三相交流电源的导

6、线任意对调两根，则旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转。旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转。3三相交流异步电动机的转动原理和转差率三相交流异步电动机的转动原理和转差率通常将旋转磁场的转速通常将旋转磁场的转速n0与转子转速与转子转速n的差和旋转磁的差和旋转磁场的转速场的转速n0之比称为转差率，即之比称为转差率，即由于三相交流异步电动机的额定转速与旋转磁场的由于三相交流异步电动机的额定转速与旋转磁场的转速接近，所以额定转差率很小，通常为转速接近，所以额定转差率很小，通常为1%9%。 1.1.3 三相交流异步电动机的额定值三相交流异步电动机的额定值（1）额定功率（容量）（）额定功率（容量）（kW）

7、。指电动机在额定）。指电动机在额定运行状态下，转轴上输出的机械功率。运行状态下，转轴上输出的机械功率。（2）额定电压（）额定电压（V）。指电动机在正常运行时，定）。指电动机在正常运行时，定子绕组规定使用的线电压。子绕组规定使用的线电压。（3）额定电流（）额定电流（A）。指电动机在输出额定功率时）。指电动机在输出额定功率时，定子绕组允许通过的线电流。，定子绕组允许通过的线电流。（4）额定转速（）额定转速（r/min）。指电动机在额定电压、）。指电动机在额定电压、额定频率及输出额定功率时的转速。额定频率及输出额定功率时的转速。（5）额定频率（）额定频率（Hz）。指电动机在额定条件运行时）。指电动机

8、在额定条件运行时的电源频率。的电源频率。（6）接法。指三相定子绕组的连接方式。在）接法。指三相定子绕组的连接方式。在380V的的额定电压下，小功率（额定电压下，小功率（3kW以下）电动机多为以下）电动机多为Y形（形（星形）连接，中、大功率电动机为形（三角形）连星形）连接，中、大功率电动机为形（三角形）连接。接。 1.1.4 三相交流异步电动机的检查与测试三相交流异步电动机的检查与测试（1）机械方面的检查。）机械方面的检查。（2）接线可靠。）接线可靠。（3）定子绕组直流电阻的测试。）定子绕组直流电阻的测试。（4）定子绕组绝缘电阻的测试。）定子绕组绝缘电阻的测试。（5）运行电流的测试。）运行电流的

9、测试。1.2 负载开关直接启动控制线路负载开关直接启动控制线路 1.2.1 开启式刀开关开启式刀开关1结构、电路符号和型号规格结构、电路符号和型号规格图1.7 开启式刀开关的结构、电路符号和型号规格 2选用方法选用方法 （1）用于照明和电热负载时，选用额定电压为）用于照明和电热负载时，选用额定电压为220V或或250V，额，额定电流稍大于电路所有负载的额定电流之和的两极刀开关。定电流稍大于电路所有负载的额定电流之和的两极刀开关。（2）用于电动机直接启动控制时，选用额定电压）用于电动机直接启动控制时，选用额定电压380V或或500V，额定电流大于或等于电动机额定电流额定电流大于或等于电动机额定电

10、流3倍的三极刀开关。倍的三极刀开关。3安装与使用安装与使用（1）必须垂直安装在控制屏或开关板上，不允许倒装或平装，以防）必须垂直安装在控制屏或开关板上，不允许倒装或平装，以防止发生误合闸事故。止发生误合闸事故。（2）在分断或接通电路时应迅速果断地拉合闸，以使电弧尽快熄灭。）在分断或接通电路时应迅速果断地拉合闸，以使电弧尽快熄灭。（3）由于开启式刀开关没有灭弧装置，其分断电流只能达到额定电）由于开启式刀开关没有灭弧装置，其分断电流只能达到额定电流的流的1/3。 1.2.2 封闭式负荷开关封闭式负荷开关 1结构、电路符号和型号规格结构、电路符号和型号规格图1.8 封闭式刀开关1.2.3 组合开关组

11、合开关组合开关又称为转换开关，主要在电气设备中作组合开关又称为转换开关，主要在电气设备中作为电源引入开关。为电源引入开关。图1.9 HZ10-10/3型组合开关 1.2.4 隔离开关隔离开关图1.10 HL32型隔离开关 1.2.5 熔断器熔断器熔断器由熔体、熔管和熔座三部分组成。熔断器由熔体、熔管和熔座三部分组成。熔体：熔体常做成丝状或片状，制作熔体的材料一般有熔体：熔体常做成丝状或片状，制作熔体的材料一般有铅锡合金和铜。铅锡合金和铜。熔管：安装熔体，作熔体的保护外壳并在熔体熔断时兼熔管：安装熔体，作熔体的保护外壳并在熔体熔断时兼有灭弧作用。有灭弧作用。熔座：起固定熔断管和连接引线作用。熔座

12、：起固定熔断管和连接引线作用。 1熔断器的外形、结构与电路符号熔断器的外形、结构与电路符号 熔断器属于保护电器，其熔体在过流时迅速熔化切断熔断器属于保护电器，其熔体在过流时迅速熔化切断电路，起保护用电设备和线路安全运行的作用。熔断器电路，起保护用电设备和线路安全运行的作用。熔断器在一般低压照明线路中作过载和短路保护，在电动机控在一般低压照明线路中作过载和短路保护，在电动机控制线路中主要作短路保护。制线路中主要作短路保护。图1.11 熔断器外形、结构与电路符号2主要技术参数主要技术参数 （1）额定电流。保证熔断器长期安全工作的电流。）额定电流。保证熔断器长期安全工作的电流。（2）熔断电流。熔体在

13、规定的较短时间内熔断的电流值。）熔断电流。熔体在规定的较短时间内熔断的电流值。 3熔体额定电流的选择熔体额定电流的选择照明和电热负载：照明和电热负载：熔体额定电流应稍大于负载的额定电流。熔体额定电流应稍大于负载的额定电流。电动机控制线路：电动机控制线路：对于启动负载重、启动时间长的电动机，熔体额对于启动负载重、启动时间长的电动机，熔体额 定电流的倍数应适当增大，反之适当减小。定电流的倍数应适当增大，反之适当减小。对于单台电动机对于单台电动机：熔体额定电流应大于或等于电动机额定电流的：熔体额定电流应大于或等于电动机额定电流的 1.52.5倍。倍。对于多台电动机对于多台电动机：熔体额定电流应大于或

14、等于其中最大功率电动机：熔体额定电流应大于或等于其中最大功率电动机 的额定电流的的额定电流的1.52.5倍，再加上其余电动机的倍，再加上其余电动机的 额定电流之和。额定电流之和。 1.2.6 负荷开关直接启动控制线路负荷开关直接启动控制线路1电气原理图电气原理图 电气原理图是分析电路工作原理，电气原理图是分析电路工作原理，安装、调试和维修电气电路的重要依据。安装、调试和维修电气电路的重要依据。 在如图在如图1.12所示控制线路中，负荷所示控制线路中，负荷开关开关QS起控制作用，熔断器起控制作用，熔断器FU起短路起短路保护作用。保护作用。 2工作原理工作原理启动：启动：合上负荷开关合上负荷开关Q

15、S电动机电动机M通电运转。通电运转。 停止：停止：断开负荷开关断开负荷开关QS电动机电动机M断电停转。断电停转。 图1.12 负荷开关直接启动控制线路电气原理图 1.2.7 实习操作：安装和操作负荷开关直接启动控制线路实习操作：安装和操作负荷开关直接启动控制线路1课题要求课题要求（1）能正确识别、选用负荷开关和熔断器。）能正确识别、选用负荷开关和熔断器。（2）能正确安装和操作负荷开关直接启动控制线路。）能正确安装和操作负荷开关直接启动控制线路。2工具及器材工具及器材表1.3工具及器材 序号序号名名 称称型号与规格型号与规格单单 位位数数 量量1三相交流电源三相交流电源3380V处处12电工通用

16、工具电工通用工具验电笔、钢丝钳、螺丝刀（包括十字口螺丝刀、验电笔、钢丝钳、螺丝刀（包括十字口螺丝刀、一字口螺丝刀）、电工刀、尖嘴钳、活扳手等一字口螺丝刀）、电工刀、尖嘴钳、活扳手等套套13低压开关低压开关封闭式负荷开关（封闭式负荷开关（HH4系列）系列）只只14低压熔断器低压熔断器RT系列系列个个35电动机电动机根据实习设备自定（小功率电动机）根据实习设备自定（小功率电动机）台台16导线导线BVR1.5mm2塑铜线塑铜线若干若干3操作注意事项操作注意事项 不允许带电安装元器件或连接导线，断开电源后才能进行接不允许带电安装元器件或连接导线，断开电源后才能进行接线操作。通电检查和运行时必须通知指导

17、教师，在有指导教师线操作。通电检查和运行时必须通知指导教师，在有指导教师现场监护的情况下才能接通电源。现场监护的情况下才能接通电源。 4操作步骤操作步骤（1）仔细观察负荷开关和熔断器，熟悉它们的外形、结构、型号及主）仔细观察负荷开关和熔断器，熟悉它们的外形、结构、型号及主要技术参数的意义。要技术参数的意义。（2）检查负荷开关和熔断器的好坏。）检查负荷开关和熔断器的好坏。（3）在电路板上按照电气原理图安装器件，进行相应的配线。）在电路板上按照电气原理图安装器件，进行相应的配线。（4）经指导教师检查合格后进行通电操作。）经指导教师检查合格后进行通电操作。 1.3 点动控制线路点动控制线路 1.3.

18、1 按钮按钮 图1.13 按钮 1分类与型号规格分类与型号规格 按钮一般分为常开按钮、按钮一般分为常开按钮、常闭按钮和复合按钮。常闭按钮和复合按钮。 2按钮的选用按钮的选用 （1）根据使用场合和）根据使用场合和用途选择按钮的种类。用途选择按钮的种类。（2）合理选用按钮的）合理选用按钮的颜色。颜色。 1.3.2 接触器接触器 1结构结构2电路符号与电路符号与型号规格型号规格图1.14 交流接触器交流接触器的工作原理交流接触器的工作原理 3交流接触器的选用交流接触器的选用 （1）额定电压的选择。）额定电压的选择。（2）额定电流的选择。）额定电流的选择。（3）线圈额定电压的选择。）线圈额定电压的选择

19、。 1.3.3 中间继电器中间继电器 图1.15 中间继电器结构与电路符号 1.3.4 点动控制线路点动控制线路 1点动控制线路点动控制线路 2工作原理工作原理 合上电源组合开关合上电源组合开关QS。启动启动：按下按钮：按下按钮SBKM线圈得电线圈得电KM主触头闭合主触头闭合电动机电动机M通电运转。通电运转。停止停止：松开按钮：松开按钮SBKM线圈失电线圈失电KM主触头分断主触头分断电动机电动机M断电停止。断电停止。 图1.16 点动控制线路原理图 图1.17 点动控制线路安装接线图1.4 自锁控制线路自锁控制线路 1.4.1 自锁控制线路自锁控制线路 1自锁控制线路自锁控制线路图1.19 自

20、锁控制线路原理图 合上电源隔离开关合上电源隔离开关QS。 2工作原理工作原理图1.20 自锁控制线路安装接线图 1.4.3 热继电器热继电器图1.21 常用热继电器1热继电器结构与电路符号热继电器结构与电路符号图1.22 热继电器的结构、动作原理和电路符号 2型号规格型号规格图1.23 热继电器的型号规格3选用方法选用方法 （1）选类型。）选类型。（2）选择额定电流。）选择额定电流。（3）合理整定热元件的动作电流。）合理整定热元件的动作电流。1.4.4 具有过载保护的自锁控制线路具有过载保护的自锁控制线路 图1.24 具有过载保护的自锁控制线路原理图图1.25 具有过载保护的自锁控制线路安装接

21、线图1.5 点动和自锁混合控制、点动和自锁混合控制、多地控制以及顺序控制线路多地控制以及顺序控制线路 1.5.1 低压断路器低压断路器 1DZ5系列低压断路器的内部结构和电路符号系列低压断路器的内部结构和电路符号 图1.26 低压断路器图1.27 DZ5系列低压断路器的内部结构和电路符号 2型号规格型号规格 图1.28 DZ5系列低压断路器的型号规格 3选用方法选用方法 （1）低压断路器的额定电压和额定电流应等于或大于电路的）低压断路器的额定电压和额定电流应等于或大于电路的工作电压和工作电流。工作电压和工作电流。（2）热脱扣器的额定电流应大于或等于电路的最大工作电流。）热脱扣器的额定电流应大于

22、或等于电路的最大工作电流。（3）热脱扣器的整定电流应等于被控制线路正常工作电流或）热脱扣器的整定电流应等于被控制线路正常工作电流或电动机的额定电流。电动机的额定电流。1.5.2 点动与自锁混合控制线路点动与自锁混合控制线路 图1.29 点动与自锁混合控制线路原理图 （1）连续控制）连续控制 （2）点动控制）点动控制 1.5.3 实习操作：安装和操作点动与自锁混合控制线路实习操作：安装和操作点动与自锁混合控制线路图1.30 点动与自锁混合控制线路安装接线图1.5.4 多地控制线路多地控制线路 图1.31 多地控制线路原理图 1.5.5 顺序控制线路顺序控制线路 1顺序控制线路顺序控制线路1图1.

23、32 顺序控制线路1原理图 2顺序控制线路顺序控制线路2图1.32 顺序控制线路2原理图 3顺序控制线路顺序控制线路3 图1.34 顺序控制线路3原理图1.6 正反转控制线路正反转控制线路 1.6.1 接触器联锁的正反转控制线路接触器联锁的正反转控制线路1接触器联锁的正反转控制线路接触器联锁的正反转控制线路 图1.35 接触器联锁的正反转控制线路 2工作原理工作原理 （1）正转控制）正转控制 （2）停止控制）停止控制 （3）反转控制）反转控制 1.6.3 双重联锁的正反转控制线路双重联锁的正反转控制线路 1双重联锁的正反转控制线路双重联锁的正反转控制线路 图1.37 双重联锁的正反转控制线路

24、2工作原理工作原理（1）正转控制）正转控制（2）反转控制）反转控制1.7 位置控制和自动往返控制线路位置控制和自动往返控制线路 图1.38 设备运动工作台的左、右限位行程开关安装图 1.7.1 行程开关行程开关 1外形、结构和电路符号外形、结构和电路符号图1.39 行程开关外形、结构与电路符号 图1.40 行程开关的型号规格 2型号规格型号规格1.7.2 位置控制线路位置控制线路 1位置控制线路位置控制线路 图1.41 位置控制线路原理图此时，即使再按下此时，即使再按下SB1，由于，由于ST1常闭触头已分断，接触器常闭触头已分断，接触器KM1线圈也不会得电，保证线圈也不会得电，保证行车不会超过

25、行车不会超过ST1所在的位置。所在的位置。停车时只需按下停车时只需按下SB3即可。即可。2电路原理电路原理（1）行车向前运动）行车向前运动（2）行车向后运动）行车向后运动1.7.3 自动往返控制线路自动往返控制线路 图1.42 磨床工作台 图1.43 工作台自动往返控制线路原理图自动往返工作过程分析如下：合上电源开关自动往返工作过程分析如下：合上电源开关QF 1.8 Y-形降压启动控制线路形降压启动控制线路 1.8.1 时间继电器时间继电器 图1.45 时间继电器1线圈2反力弹簧3衔铁4铁芯5弹簧片6瞬时触头7杠杆8延时触头9调节螺钉10推杆11空气室12宝塔形弹簧 图1.46 通电延时型时间

26、继电器的电路符号 2断电延时型时间继电器断电延时型时间继电器图1.47 断电延时型时间继电器的电路符号1通电延时型时间继电器通电延时型时间继电器3时间继电器的型号规格时间继电器的型号规格（1）供电电压：交流（）供电电压：交流（36V、110V、220V、380V）；）； 直流（直流（24V、27V、30V、36V、110V、220V）。）。（2）延时规格：）延时规格：5s、10s、30s、60s、120s、180s； 5min、10min、20min、30min、60min。图1.49 时间继电器的型号规格4晶体管式时间继电器晶体管式时间继电器主要技术数据为：主要技术数据为：（1）根据系统的延

27、时范围和精度选择时间继电器的类型和系列。）根据系统的延时范围和精度选择时间继电器的类型和系列。（2）根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延）根据控制线路的要求选择时间继电器的延时方式（通电延时型或断电延时型）。时型或断电延时型）。（3）时间继电器电磁线圈的电压应与控制线路电压等级相同。）时间继电器电磁线圈的电压应与控制线路电压等级相同。5空气阻尼式时间继电器空气阻尼式时间继电器（1）供电电压：交流（）供电电压：交流（24V、36V、110V、220V、380V）；）；（2）延时规格：）延时规格：0.460s、0.4180s。6选用选用主要技术数据为：主要技术数据为：1.8.2 Y-

28、形降压启动控制线路形降压启动控制线路 图1.49 Y-形降压启动控制线路原理图停止时，按下停止时，按下SB2即可实现。即可实现。电路工作原理电路工作原理合上电源开关QF。THEEND第第2章章 变频器的使用变频器的使用 2.1 变频器概述变频器概述 2.2 变频器输出频率的设置或修改变频器输出频率的设置或修改 2.3 三菱通用变频器三菱通用变频器FR-E500系列的使用系列的使用 2.1 变频器概述变频器概述 2.1.1 三相交流异步电动机的调速方法三相交流异步电动机的调速方法 由公式可知，改变三相交流异步电动机的转速可通过以下三种方由公式可知，改变三相交流异步电动机的转速可通过以下三种方法来

29、实现。法来实现。三相交流异步电动机的转速公式为三相交流异步电动机的转速公式为1. 变极调速变极调速2. 变转差率调速变转差率调速 3变频调速变频调速 变频调速具有调速范围宽，调速平滑性好，机械特性硬的特变频调速具有调速范围宽，调速平滑性好，机械特性硬的特点。可以认为，在转差率点。可以认为，在转差率s变化不大的情况下，电动机的转速变化不大的情况下，电动机的转速n与与电源频率电源频率f1大致成正比，若均匀地改变电源频率大致成正比，若均匀地改变电源频率f1，则能平滑地改，则能平滑地改变电动机的转速变电动机的转速n。 160(1)fnsP2.1.2 变频器的用途和构造变频器的用途和构造 使用变频器的电

30、动机大大降低了启动电流，启动和停机过程平使用变频器的电动机大大降低了启动电流，启动和停机过程平稳，减少了对设备的冲击力，延长了电动机及生产设备的使用寿命稳，减少了对设备的冲击力，延长了电动机及生产设备的使用寿命。 1变频器的用途变频器的用途（1）平滑调速。）平滑调速。图2.1 变频器变频输出（2）节能。）节能。（3）提高自动化控制水平。）提高自动化控制水平。2通用变频器的构造通用变频器的构造图2.2 变频器的基本构造图2.3 变频器主电路结构1正弦脉宽调制波（SPWM）2.1.3 变频器的工作原理变频器的工作原理图2.4 正弦脉宽调制波（SPWM）2单相正弦脉宽调制电路图2.5 单相正弦脉宽调

31、制电路（1）在调制波的正半周，V1保持导通，V2保持截止。当V4受控导通时，负载电压Uo =Ud，当V4受控截止时，负载感性电流经过V1和VD3续流。（2）在调制波的负半周，V2保持导通，V1保持截止。当V3受控导通时，负载电压Uo =Ud，当V3受控截止时，负载感性电流经过V2和VD4续流。3三相正弦脉宽调制过程 图2.6 变频器逆变电路V1V6管导通及输出线电压波形图 在一个周期内，V1V6晶体管的导通电角度均为180，同一相的上下两个晶体管交替导通。例如在0180电角度内，V1导通、V2截止；在180360电角度内V2导通、V1截止。各相开始导通的相位差为120，例如V3从120、V5从

32、240开始导通，据此可画出V3与V4、V5与V6的导通波形。可以看出，在任意时刻，均有3只晶体管导通。（1）u/f控制方式控制方式（2）矢量控制方式）矢量控制方式4变频调速控制方式变频调速控制方式图2.7 u/f曲线 矢量控制方式是变频器的高性能控制方式，特别是低频转矩性能优于u/f控制方式。 2.1.4 变频器电路配线与注意事项变频器电路配线与注意事项变频器的主电路配线如图变频器的主电路配线如图2.8所示。所示。图2.8 变频器主电路配线配线注意事项如下 （1）绝对禁止将电源线接到变频器的输出端U、V、W上。（2）在变频器不使用时，可将断路器断开，起电源隔离作用；当线路出现短路故障时，断路器

33、起保护作用，以免事故扩大。但在正常工作情况下，不要使用断路器启动和停止电动机。（3）在变频器的输入侧接交流电抗器可以削弱三相电源不平衡对变频器的影响，延长变频器的使用寿命，同时也降低变频器产生的谐波对电网的干扰。（4）当电动机处于直流制动状态时，电动机绕组呈发电状态，会产生较高的直流电压反送直流电压侧。可以连接直流制动电阻进行耗能以降低高压。（5）由于变频器输出的是高频脉冲波，所以禁止在变频器与电动机之间加装电力电容器件。（6）变频器和电动机必须可靠接地。（7）变频器的控制线应与主电路动力线分开布线，平行布线应相隔10cm以上，交叉布线时应使其垂直。变频器模拟信号线的屏蔽层应妥善接地。（8）通

34、用变频器仅适用于一般的工业用三相交流异步电动机。（9）变频器的安装环境应通风良好。2.2 变频器输出频率的设置或修改变频器输出频率的设置或修改 2.2.1 设置或修改变频器输出频率的方法设置或修改变频器输出频率的方法 1面板功能键面板功能键按面板上增、减键设置或修改输出频率值。按面板上增、减键设置或修改输出频率值。2面板电位器面板电位器旋动面板电位器旋钮可以设置或修改连续变化的输出频率值。旋动面板电位器旋钮可以设置或修改连续变化的输出频率值。3外部接点端子外部接点端子用外部高速、中速、低速或多段速接点端子的通断来改变输出频率。用外部高速、中速、低速或多段速接点端子的通断来改变输出频率。4外部模

35、拟信号端子外部模拟信号端子用外部模拟电压值或模拟电流值的变化设置或修改输出频率。用外部模拟电压值或模拟电流值的变化设置或修改输出频率。1最大频率最大频率fmax、基准频率、基准频率fN和基准电压和基准电压UN图2.9 输出频率与输出电压的关系 2.2.2 变频器输出频率的含义变频器输出频率的含义 在调速过程中，有时需要多个不同速度的阶段，通常可设置为在调速过程中，有时需要多个不同速度的阶段，通常可设置为315段不同的输出频率。段不同的输出频率。2上限频率上限频率f和下限频率和下限频率fL变频器的输出频率被限定在上下限频率之间，以防止误操作时发生失误。变频器的输出频率被限定在上下限频率之间，以防

36、止误操作时发生失误。3启动频率启动频率启动信号为启动信号为ON的开始频率，通常出厂设定值为的开始频率，通常出厂设定值为0.5Hz。4点动频率点动频率点动操作时的频率，通常出厂设定值为几赫兹。点动操作时的频率，通常出厂设定值为几赫兹。5跳跃频率跳跃频率跳跃频率是指运行时避开某个频率。如果电动机在某个频率下跳跃频率是指运行时避开某个频率。如果电动机在某个频率下运行时生产设备发生机械谐振，则要避开这个频率。运行时生产设备发生机械谐振，则要避开这个频率。6多段速频率多段速频率载波频率偏低，电动机运行时会产生噪声；载波频率偏高，工载波频率偏低，电动机运行时会产生噪声；载波频率偏高，工作损耗增大。变频器出

37、厂时已设置了较好的载波频率，一般不需要作损耗增大。变频器出厂时已设置了较好的载波频率，一般不需要重新设定。重新设定。 7. 制动频率制动频率当变频器停止输出时，频率下降到进行直流制动的频率。在生产当变频器停止输出时，频率下降到进行直流制动的频率。在生产工艺需要准确定位停机时，需要设置制动频率、制动时间和制动电压。工艺需要准确定位停机时，需要设置制动频率、制动时间和制动电压。例如，三菱变频器例如，三菱变频器FR-E540-0.75K-CHT的出厂设定值分别为的出厂设定值分别为3Hz、0.5s和和电源电压的电源电压的6%。8输入最大模拟量时的频率输入最大模拟量时的频率指输入模拟电压指输入模拟电压5

38、V（10V）或模拟电流）或模拟电流20mA时的频率值，通常时的频率值，通常出厂设定值为出厂设定值为50Hz。9载波频率载波频率2.3 通用变频器通用变频器FR-E500的使用的使用 图2.10 变频器FR-E500外形与端子板三菱通用变频器三菱通用变频器FR-E540-0.75K-CHT的容量和输入的容量和输入/输出参数见表输出参数见表2.2。变频器的型号变频器的型号额定容额定容量量额定输额定输出出电流电流适配电适配电机机功率功率输输 入入 参参 数数输输 出出 参参 数数电电 压压频频 率率电电 压压频频 率率FR-E540-0.75K-CHT2kVA2.6A0.75 kW380480V50

39、/60Hz380480V0400Hz表2.2通用变频器FR-E540-0.75K-CHT容量和输入/输出参数2.3.1 变频器的配线图与端子板变频器的配线图与端子板 1变频器的基本变频器的基本配线图配线图 图2.11 三菱变频器FR-E500基本配线图 控制电路端子如图控制电路端子如图2.12（b）所示，控制电路端子符号与功能说明见表）所示，控制电路端子符号与功能说明见表2.4。图2.12 变频器主电路、控制电路端子 2主电路端子主电路端子主电路端子如图主电路端子如图2.12（a）所示，主电路端子符号与功能说明见表）所示，主电路端子符号与功能说明见表2.3。3控制电路端子控制电路端子表2.3主

40、电路端子符号与功能说明端端 子子 符符 号号端子功能说明端子功能说明 、E接地端。变频器外壳必须可靠接大地接地端。变频器外壳必须可靠接大地+、连接制动单元连接制动单元+、PR在在+、PR间可接直流制动电阻间可接直流制动电阻+、P1拆除短路片后，可接直流电抗器，将电容滤波改为拆除短路片后，可接直流电抗器，将电容滤波改为LC滤波，以提高滤滤波，以提高滤波效果和功率因数波效果和功率因数L1、L2、L3三相电源输入端。接电网三相交流电源三相电源输入端。接电网三相交流电源U、V、W变频器输出端。接三相交流异步电动机变频器输出端。接三相交流异步电动机端端 子子 符符 号号端子功能说明端子功能说明备备 注注

41、STF正转控制命令端正转控制命令端输入信号端输入信号端与与SD端子端子闭合有效闭合有效STR反转控制命令端反转控制命令端RH、RM、RL高、中、低速及多段速度选择控制端高、中、低速及多段速度选择控制端MRS输出停止端输出停止端RES复位端复位端PCDC 24V负极，外部晶体管公共端的接点（源型）负极，外部晶体管公共端的接点（源型）SDDC 24V正极，输入信号公共端（漏型）正极，输入信号公共端（漏型）与与PC之间输出直流之间输出直流24V、0.1A10频率设定用电源、直流频率设定用电源、直流5V输入模拟电压、电流信号来设定频输入模拟电压、电流信号来设定频率率5V（10V）对应最大输出频率）对应

42、最大输出频率20mA对应最大输出频率对应最大输出频率2模拟电压输入端，可设定模拟电压输入端，可设定05V、010V4模拟电流输入端，可设定模拟电流输入端，可设定420mA5模拟输入公共端模拟输入公共端A、B、C变频器正常：变频器正常：B-C闭合，闭合，A-C断开断开变频器故障：变频器故障：B-C断开，断开，A-C闭合闭合触点容量：触点容量：AC230V/0.3A DC30V/0.3ARUN变频器正在运行（集电极开路）变频器正在运行（集电极开路）变频器输出频率高于启动频率时为变频器输出频率高于启动频率时为低电平，否则为高电平低电平，否则为高电平FU频率检测（集电极开路）频率检测（集电极开路）变频

43、器输出频率高于设定的检测频变频器输出频率高于设定的检测频率时为低电平，否则为高电平率时为低电平，否则为高电平SERUN、FU的公共端（集电极开路）的公共端（集电极开路）AM模拟信号输出端（从输出频率、输出电流、输出电压中选模拟信号输出端（从输出频率、输出电流、输出电压中选择一种监视），输出信号与监视项目内容成比例关系择一种监视），输出信号与监视项目内容成比例关系输出电流输出电流1mA，输出直流电压，输出直流电压010V。5为输出公共端为输出公共端RS-485PU通信端口通信端口最长通信距离最长通信距离500m表2.4控制电路端子符号与功能说明 2.3.2 变频器操作面板与参数设定变频器操作面板

44、与参数设定 1变频器的操作面板变频器的操作面板图2.13 变频器操作面板表2.5按键与状态指示灯说明按键、状态按键、状态说说 明明RUN启动键启动键STOP/RESET停止停止/复位键。用于停止运行和保护动作后复位变频器复位键。用于停止运行和保护动作后复位变频器MODE模式键。用于选择操作模式或设定模式模式键。用于选择操作模式或设定模式SET选择选择/确定键。用来选择或确定频率和参数的设定确定键。用来选择或确定频率和参数的设定FWD、REV正转、反转键。用来给出正转、反转指令正转、反转键。用来给出正转、反转指令、增减键。连续增、减频率，或连续增减参数值增减键。连续增、减频率，或连续增减参数值H

45、z灯灯表示输出频率时，灯亮表示输出频率时，灯亮A灯灯表示输出电流时，灯亮表示输出电流时，灯亮RUN灯灯变频器运行时灯亮，正转变频器运行时灯亮，正转/灯亮，反转灯亮，反转/闪烁闪烁MON灯灯监视模式时灯亮监视模式时灯亮PU灯灯面板操作模式（面板操作模式（PU模式）时灯亮模式）时灯亮EXT灯灯外部操作模式时灯亮外部操作模式时灯亮PU灯、灯、EXT灯灯两灯同时亮，表示面板操作和外部操作的组合模式两灯同时亮，表示面板操作和外部操作的组合模式1或组合模式或组合模式22.3.3 实习操作：变频器面板操作模式实习操作：变频器面板操作模式 操作内容为：恢复出厂设定值；由面板【】、【】键设定输出频率；由面板按键

46、完成正转、反转、停止控制。控制电路基本接线图如图2.14所示。操作步骤如下。（1）按图2.14接线，检查无误后接通电源。（2）恢复变频器出厂设定值。有关出厂设定值如下。参数【1 =120】，上限频率为120Hz。参数【2 = 0】，下限频率为0Hz。参数【3= 50】，基准频率为50Hz。参数【7 = 5】，启动加速时间为5s。参数【8 = 5】，停止减速时间为5s。参数【79 = 0】，外部操作模式，【EXT】显示点亮。图2.14 变频器面板操作运行基本接线图（3）修改不符合控制要求的出厂设定值。）修改不符合控制要求的出厂设定值。修改参数修改参数【79 = 1】，选择面板操作模式，选择面板操

47、作模式，【PU】灯点亮。灯点亮。（4）设定输出频率。用）设定输出频率。用【MODE】键选择键选择【频率设定模式频率设定模式】，用，用【】【】、【】【】键设定频率值为键设定频率值为50Hz，用，用【SET】键写入。键写入。（5）正转。按）正转。按【FWD】键，电动机加速启动，显示输出频率。键，电动机加速启动，显示输出频率。【RUN】灯灯点亮。点亮。（6）反转。按）反转。按【REV】键，电动机加速启动，显示输出频率。键，电动机加速启动，显示输出频率。【RUN】灯灯闪烁。闪烁。（7）停止。按）停止。按【STOP/RESET】键，电动机减速停止。键，电动机减速停止。【RUN】灯灭。灯灭。（8）切断电源

48、。）切断电源。 2.3.4 实习操作：变频器外部操作模式实习操作：变频器外部操作模式 操作内容为：恢复出厂设定值；由外部模拟电压信号端设定输出操作内容为：恢复出厂设定值；由外部模拟电压信号端设定输出频率；由外部开关完成正转、频率；由外部开关完成正转、反转、停止控制。控制电路基本接线图反转、停止控制。控制电路基本接线图如图如图2.15所示。所示。操作步骤如下。操作步骤如下。（1）按图）按图2.15接线，接线无接线，接线无误后接通电源。误后接通电源。 图2.15 变频器外部控制方式基本接线图（2）恢复变频器出厂设定值。有关出厂设定值如下。）恢复变频器出厂设定值。有关出厂设定值如下。参数参数【1 =

49、120】，上限频率为，上限频率为120Hz。参数参数【2 = 0】，下限频率为，下限频率为0Hz。参数参数【3 = 50】，基准频率为，基准频率为50Hz。参数参数【7 = 5】，启动加速时间为，启动加速时间为5s。参数参数【8 = 5】，停止减速时间为，停止减速时间为5s。参数参数【38 = 50】，5V（10V）输入时频率为）输入时频率为50Hz。参数参数【73 = 0】，选择，选择5V的输入电压。的输入电压。参数参数【79 = 0】，外部操作模式，外部操作模式，【EXT】显示点亮。显示点亮。（3）把外接电位器逆时针旋转到底，输出频率设定为）把外接电位器逆时针旋转到底，输出频率设定为0。把

50、外接。把外接电位器慢慢顺时针旋转到底，输出频率逐步增大到电位器慢慢顺时针旋转到底，输出频率逐步增大到50Hz。（4）正转。接通）正转。接通STF-SD，【RUN】灯亮，输出频率逐步增大到灯亮，输出频率逐步增大到50Hz。（5）反转。接通）反转。接通STR-SD，【RUN】灯闪烁，输出频率逐步增大灯闪烁，输出频率逐步增大到到50Hz。（6）停止。断开）停止。断开STF、STR。（7）切断电源。）切断电源。 2.3.5 实习操作：变频器组合操作模式实习操作：变频器组合操作模式 操作内容为：恢复出厂设定值；由面板设定输出频率；由外部开关完成正转、操作内容为：恢复出厂设定值；由面板设定输出频率；由外部

51、开关完成正转、反转、停止控制。反转、停止控制。控制电路基本接线图如图控制电路基本接线图如图2.16所示，操作步骤如下。所示，操作步骤如下。（1）按图）按图2.16接线，接线无误后接通电源。接线，接线无误后接通电源。图2.16 变频器组合操作控制方式基本接线图（2）恢复变频器出厂设定值。有关出厂设定值如下。）恢复变频器出厂设定值。有关出厂设定值如下。参数参数【1 =120】，上限频率为，上限频率为120Hz。参数参数【2 = 0】，下限频率为，下限频率为0Hz。参数参数【3= 50】，基准频率为，基准频率为50Hz。参数参数【7 = 5】，启动加速时间为，启动加速时间为5s。参数参数【8 = 5

52、】，停止减速时间为，停止减速时间为5s。参数参数【79 = 0】，外部操作模式，外部操作模式，【EXT】显示点亮。显示点亮。（3）修改不符合控制要求的出厂设定值。）修改不符合控制要求的出厂设定值。修改参数修改参数【79 = 3】，外部与面板组合操作模式，外部与面板组合操作模式，【PU】和和【EXT】两灯亮。两灯亮。（4）设定输出频率。用）设定输出频率。用【MODE】键选择键选择【频率设定模式频率设定模式】，用，用【】【】、【】【】键改变设定值为键改变设定值为50Hz，用，用【SET】键写入。键写入。（5）正转。接通）正转。接通STF-SD，【RUN】灯亮，输出频率逐步增大到灯亮，输出频率逐步增

53、大到50Hz。（6）反转。接通）反转。接通STR-SD，【RUN】灯闪烁，输出频率逐步增大灯闪烁，输出频率逐步增大到到50Hz。（7）停止。断开）停止。断开STF、STR。（8）切断电源断路器。）切断电源断路器。 2.3.6 实习操作：继电器控制的变频器调速电路实习操作：继电器控制的变频器调速电路 控制要求：用继电器控制电动机低速启动，中、高速运行，控制原控制要求：用继电器控制电动机低速启动，中、高速运行，控制原理图如图理图如图2.17所示。所示。 图2.17 变频器3速控制方式原理图 各按钮名称及动作如下。各按钮名称及动作如下。SB1：低速启动按钮低速启动按钮。按下。按下SB1电动机以电动机

54、以10Hz频率低速启动。频率低速启动。SB2：中速运行按钮中速运行按钮。按下。按下SB2电动机以电动机以30Hz频率中速运行。频率中速运行。SB3：高速运行按钮高速运行按钮。按下。按下SB3电动机以电动机以50Hz频率高速运行。频率高速运行。SB4：停机按钮停机按钮。按下。按下SB4电动机减速停止。电动机减速停止。注：各速运行频率（参数注：各速运行频率（参数4、5、6）可以修改。）可以修改。3速设定的场合，速设定的场合，2速速以上同时被选中时，低速设定的频率优先。以上同时被选中时，低速设定的频率优先。低速启动，中、高速运行曲线如图低速启动，中、高速运行曲线如图2.18所示。所示。图2.18 低

55、速启动，中、高速运行曲线操作步骤如下。操作步骤如下。（1）按图）按图2.17接线，接线无误后接通电源。接线，接线无误后接通电源。（2）恢复变频器出厂设定值。有关出厂设定值如下。）恢复变频器出厂设定值。有关出厂设定值如下。参数参数【1 =120】，上限频率为，上限频率为120Hz。参数参数【2 = 0】，下限频率为，下限频率为0Hz。参数参数【3= 50】，基准频率为，基准频率为50Hz。参数参数【4= 50】，高速频率为，高速频率为50Hz。参数参数【5= 30】，中速频率为，中速频率为30Hz。参数参数【6= 10】，低速频率为，低速频率为10Hz。参数参数【7 = 5】，启动加速时间为，启

56、动加速时间为5s。参数参数【8 = 5】，停止减速时间为，停止减速时间为5s。参数参数【79 = 0】，外部操作模式，外部操作模式，【EXT】显示点亮。显示点亮。（3）低速启动。按下低速启动按钮）低速启动。按下低速启动按钮SB1，中间继电器，中间继电器KA1通电自锁，通电自锁，RL-SD接通。接通。KA4通电自锁，通电自锁，STF-SD接通，电动机以接通，电动机以10Hz频率低速运行。频率低速运行。（4）中速运行。按下中速运行按钮）中速运行。按下中速运行按钮SB2，中间继电器，中间继电器KA2通电自锁，通电自锁， RM-SD接通，电动机以接通，电动机以30Hz频率中速运行。频率中速运行。KA1

57、联锁断电。联锁断电。（5）高速运行。按下高速运行按钮）高速运行。按下高速运行按钮SB3，中间继电器，中间继电器KA3通电自锁，通电自锁，RH-SD接通，电动机以接通，电动机以50Hz频率高速运行。频率高速运行。KA2联锁断电。联锁断电。（6）停机。按下停止按钮）停机。按下停止按钮SB4，KA1KA4断电，电动机减速停机。断电，电动机减速停机。（7）切断电源。）切断电源。 2.3.7 变频器日常维护变频器日常维护 （1）变频器是否按设定参数运行，面板显示是否正常。）变频器是否按设定参数运行，面板显示是否正常。（2）安装场所的环境、温度、湿度是否符合要求。）安装场所的环境、温度、湿度是否符合要求。

58、（3）变频器的进风口和出风口有无积尘和堵塞。）变频器的进风口和出风口有无积尘和堵塞。（4）变频器是否有异常振动、噪声和气味。）变频器是否有异常振动、噪声和气味。（5）是否出现过热和变色。）是否出现过热和变色。 1维护和检查时的注意事项维护和检查时的注意事项 （1）变频器断开电源后不久，储能电容上仍然剩余有高压电。进行）变频器断开电源后不久，储能电容上仍然剩余有高压电。进行检查前，先断开电源，过检查前，先断开电源，过10min后用万用表测量，确认变频器主回路正后用万用表测量，确认变频器主回路正负端子两端电压在直流几伏以下后再进行检查。负端子两端电压在直流几伏以下后再进行检查。 （2）用兆欧表测量

59、变频器外部电路的绝缘电阻前，要拆下变频器所）用兆欧表测量变频器外部电路的绝缘电阻前，要拆下变频器所有端子上的电线，以防止测量高电压加到变频器上。控制回路的通断测有端子上的电线，以防止测量高电压加到变频器上。控制回路的通断测试应使用万用表（高阻挡），不要使用兆欧表。试应使用万用表（高阻挡），不要使用兆欧表。 （3）不要对变频器实施耐压测试，如果测试不当，可能会使电子元）不要对变频器实施耐压测试，如果测试不当，可能会使电子元器件损坏。器件损坏。2日常检查项目日常检查项目3定期检查项目定期检查项目 （1）定期检查除尘。除尘前先切断电源，待变频器充分放电后）定期检查除尘。除尘前先切断电源，待变频器充分

60、放电后打开机盖，用压缩空气或软毛刷对积尘进行清理。除尘时要格外小心，打开机盖，用压缩空气或软毛刷对积尘进行清理。除尘时要格外小心，不要触及元器件和微动开关。不要触及元器件和微动开关。 （2）定期检查变频器的主要运行参数是否在规定的范围。）定期检查变频器的主要运行参数是否在规定的范围。 （3）检查固定变频器的螺丝和螺栓，是否由于振动、温度变化）检查固定变频器的螺丝和螺栓，是否由于振动、温度变化等原因松动。导线是否连接可靠，绝缘物质是否被腐蚀或破损。等原因松动。导线是否连接可靠，绝缘物质是否被腐蚀或破损。 （4）定期检查变频器的冷却风扇、滤波电容，当达到使用期限）定期检查变频器的冷却风扇、滤波电容