第7章 变频器的应用

第7章

变频器的应用学习目标【知识目标】1．熟悉三菱FR-A540变频器的基础知识；

2．了解三菱FR-A540变频器的基本结构；3．熟悉三菱FR-A540变频器与三菱FX2N系列PLC的综合应用；

【技能目标】1.掌握三菱FR-A540变频器的安装与接线；

2.能熟练对三菱FR-A540变频器的面板进行操作；3．能熟练利用外部信号对三菱FR-A540变频器进行操作。主要内容7.1变频器基础7.2变频器安装与接线

7.3变频器操作面板介绍

7.4变频器的操作

7.1变频器基础一、变频器分类

1、根据变流环节不同分类

1）交-直-交变频器

先将频率固定的三相交流电“整流”成直流电，再把直流电“逆变”成频率任意可调的三相交流电。

2）交-交变频器把频率固定的交流电直接转换成频率任意可调的交流电（转换前后的相数相同）。7.1变频器基础2、根据直流电路的储能环节（滤波方式）分类

1）电压型变频器其储能元件为电容器。中、小容量变频器以电压型变频器为主。2）电流型变频器其储能元件为电感线圈3、根据电压的调制方式分类

1）脉宽调制（SPWM）变频器电压的大小是通过调节脉冲占空比来实现的。中、小容量的通用变频器几乎全都是此类变频器。2）脉幅调制（PAM）变频器电压的大小是通过调节直流电压幅值来实现的。

7.1变频器基础4、根据输入电源的相数分类

1）三进三出变频器变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电。绝大多数变频器都属此类。2）单进三出变频器变频器的输入侧为单相交流电，输出侧是三相交流电。家用电器里的变频器均属此类，通常容量较小。

二、变频器的调速原理三相异步电动机的转速公式为式中n0----同步转速，单位为r/min；f----电源频率,单位为Hz；p----电动机的磁极对数；

S------电动机的转差率。7.1变频器基础

从E1的公式可知，对E1、f1进行适当控制，即可维持磁通量不变。因此，三相异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率，即必须通过变频器获得电压或频率均可调的供电电源。从上式中可知，，改变电源频率即可实现调速。对异步电动机实行调速时，希望主磁通保持不变，因为磁通太弱，铁心利用不充分，在同样大小的转子电流下，转矩减小，电动机负载能力会下降；反过来磁通太强，铁心发热，波形就会变坏。如何使磁通不变呢？根据三相异步电动机定子每相电动势的有效值计算公式：E1=4.44f1N1Фm式中f1----电动机定子频率；N1

----定子相绕组有效匝数；Фm

----每极磁通量（单位为Wb）；

三、变频器的额定值与频率指标

1、额定值

1）输入侧的额定值：输入侧的额定值主要是电压和相数，在我国中、小容量的变频器中，输入电压的额定值有以下几种：380V/50Hz，220V/50Hz。

2）输出侧的额定值

输出电压UN

：由于变频器在变频的同时也要变压，所以输出电压的额定值是指输出电压的最大值，在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。通常，输出电压的额定值总是与输入电压的额定值相等。

输出电流IN：指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器的主要依据。

输出容量SN（KVA）：SN＝

UN

IN

配用电动机容量PN（KW）：变频器说明书中规定的配用电动机容量仅适合于长期连续负载。

过载能力：变频器的过载能力是指其输出电流超过额定电流的允许范围和时间。大多数变频器都规定为150％、1min。7.1变频器基础三、变频器的额定值与频率指标

2、频率指标频率范围即变频器输出的最高频率和最低频率。各种变频器规定的频率范围不完全一致，通常最低工作频率为0.1Hz～1Hz；最高工作频率为200Hz～500Hz。频率精度指变频器输出频率的准确程度。由变频器的实际输出频率与给定频率之间的最大误差与最高工作频率之比的百分数来表示。

频率分辨率

指输出频率的最小改变量，即每相邻两挡频率之间的最小差值。7.1变频器基础四、变频器的基本配置说明：1、电磁接触器：不需要特别设置，即使设置了，也不要用其来启动或者停止变频器，否则会降低变频器使用寿命。2、电抗器：为了改善功率因数，或者安装场所距离大容量电源比较近时（1000KVA以上，接线距离小于10m）必须使用电抗器。3、输出设备：输出侧不要连接电力电容、过电压吸收器、无线电噪声滤波器。

7.1变频器基础一、变频器的外观及结构7.2变频器安装与接线三菱FR—A540变频器的外观图图所示，它包括操作面板、前盖板和主机。变频器正面有按键和显示窗的部件是DU4操作面板，也称操作单元或PU单元；变频器的左上角有两个指示灯，上面的是电源指示灯，下面的是报警指示灯；电源进线和出线孔在变频器的下部，图中看不到。a)前视图b)无前盖板图一、变频器的外观及结构1、前盖板的拆卸与安装

7.2变频器安装与接线1）拆卸：用手握着前盖板上部两侧向下推，然后握着向下的前盖板向身前拉即可拆下。若带着PU（FR—DU04/FR—PU04）时，也可连参数单元一并拆下。

2）安装：将前盖板的插销插入变频器底部的插孔，以安装插销部分为支点将盖板完全推入机身。2、操作面板的拆卸与安装

7.2变频器安装与接线

上图为操作面板PU的拆装过程。拆装时要注意：请在确保断电后再进行拆装，请不要在拆下前盖板的状态下安装操作面板。

1）拆卸：一边按操作面板上部的按钮，一边拉向身前即可拆下。

2）安装：垂直插入并牢固装上。

二、变频器的安装与接线

1、变频器安装

需要注意以下几点：

1）请不要在前盖板上使用过大的力。

2）请安置在不易受震动的地方。

3）安装场所周围的温度不能超过变频器的允许温度范围（－10～500C）。

4）请安装在不可燃的表面上，为了使得热量易于散发，请留出空余安装空间。

5）请避免阳光直射或多湿场所，

6）请回避具有油雾、易燃性气体、棉尘及尘埃漂浮的场所，

7）若变频器安装在控制柜内，请注意其散热，

8）变频器要用螺丝垂直且牢固地安装在安装面板上。

7.2变频器安装与接线

2、变频器的接线

1）主回路接线

①

端子接线图

7.2变频器安装与接线

右图为FR—A540变频器端子接线图，接线时应注意：

a）电源一定不能接到变频器输出端（U、V、W）上，否则将损坏变频器；

b）布线距离最长为500m；

c）运行后，若需要改变接线的操作，必须在电源切断10min以上，用万用表检查电压后方可进行；

d）端子间原来的短路片必须拆下；

e）变频器跟电动机必须具有良好的接地。

②

主回路端子排列

7.2变频器安装与接线

③电源与电动机的连接

7.2变频器安装与接线FR—A540变频器的主接线一般有6个端子，其中输入端子R、S、T接三相电源，输出端子U、V、W接三相电动机，切记不能接反，否则将损毁变频器。电源与电动机的连接如下图所示。有的变频器能以单相220V作电源，此时单相电源应接到变频器的R、N输入端，端子U、V、W仍输出三相对称的交流电，接三相电动机。

7.2变频器安装与接线

2）控制回路接线

①接线说明端子SD、SE和5为I/O信号的公共端子，相互隔离，请不要将这些公共端子相互连接或接地，控制回路端子的接线必须使用双绞线或者屏蔽线，而且必须与主回路、强电回路（含220V继电器程序回路）分开布线，由于控制回路的频率输入信号微弱，所以在接点输入的场合，为了防止接触不良，应使用两个并联的接点或者双生接点，控制回路建议使用0.75mm2的电缆接线。

②控制回路端子排列

7.2变频器安装与接线

③

线路连接输入信号有源型逻辑和漏型逻辑两种，默认设置为漏型逻辑连接。要想改变逻辑连接，只需要从控制回路端子板的背面改变跳线位置即。

漏型逻辑连接时，端子SD是信号公共端子，端子SE是集电极开路输出公共端。源型逻辑连接时，端子PC是信号公共端子，端子SE是集电极开路输出信号公共端。

7.2变频器安装与接线一、操作面板的名称和功能

1、按键名称

7.3变频器操作面板介绍一、操作面板的名称和功能

2、单位显示、运行状态显示

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

1、显示模式设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

2、监视模式设置

7.3变频器操作面板介绍备注：按标有*1的SET键超过1.5S，能把电流监视模式改为上电监视模式；按标有*2的SET键超过1.5S，能显示包括最近4次的错误提示。二、变频器面板设置

3、频率操作模式设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

4、参数操作模式设置一个参数值的设定既可以用数字键设定，也可以用增减键设定，按下设置键（SET）1.5S写入设定值并更新

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

5、操作模式设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

6、帮助模式设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

6、帮助模式设置----报警记录设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

6、帮助模式设置----清除报警记录设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

6、帮助模式设置----清除参数设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

6、帮助模式设置----全部清除设置

7.3变频器操作面板介绍二、变频器面板设置

6、帮助模式设置----用户清除设置

7.3变频器操作面板介绍一、变频器的模式

1、外部操作模式（出厂默认设置）

2、PU操作模式

3、外部/PU组合操作模式

4、通讯操作模式

7.4变频器的操作二、外部操作模式

1、外部信号控制连续运行操作（以50Hz为例）当变频器需外部信号控制连续运行时，将Pr.79设为2，此时EXT灯亮。操作步骤如下：

1）上电，确认运行状态

2）开始

3）加速至恒速

4）减速

5）停止

7.4变频器的操作外部信号控制连续运行接线二、外部操作模式

2、外部信号控制点动运行操作

将Pr.79设为2，此时变频器处于外部信号点动控制状态，点动频率由Pr.15决定，加减速时间由Pr.16决定。在次前提下，若按下SB1，电动机正向点动；若按下SB2，电动机反向点动

7.4变频器的操作外部信号控制点动接线三、PU操作模式

1、连续运行操作（以50Hz为例）操作步骤如下:1）上电，确认运行状态

2）运行频率设定

3）开始

4）停止

7.4变频器的操作三、PU操作模式

2、点动运行操作

仅在按下正转键或者反转键的期间内运行，松开键则停止。首先设定参数Pr.15“点动频率”，Pr.16“点动频率加减/速时间”的值；然后设定PU点动运行；最后按下正转键或者反转键则运行。注意：若设定的点动频率值