任务12：异步电动机变频调速手动PLC控制系统

11异步电动机变频调速手动PLC控制系统延迟符任务十二：异步电动机变频调速手动PLC控制系统

任务描述1任务分析2新知识学习3任务实施4总结评价5学习任务流程实现三菱变频器PU操作模式控制电动机调试运行；外部操作模式控制三相异步电动机启停和正反转；组合操作模式1控制三相异步电动机启停和正反转；及控制三相异步电机有级调速；组合操作模式2控制三相异步电机无级调速。

一、任务描述

4种操作模式通过参数Pr.79来控制实现.二、任务分析

完成本任务需达成的目标是：序号类别目标1知识1.了解变频器外部控制端子的功能；2.掌握4种操作运行模式下变频器的操作方法；3.掌握变频器与外部设备的连接方法；4.掌握变频器的结构、原理与使用方法。2技能1.能实现变频器与异步电动机的硬件连接；2.能熟练进行变频器的相关参数设置，通过变频器实现异步电动机的手动调速控制；3.会查阅产品说明书和相关手册3职业素养1.具有相互沟通能力及团队协作精神；2.系统设计施工中注重质量、成本、安全、环保等意识。二、任务分析三相交流异步电动机的异步转速n=(1-S)60f/p，可通过变极、变转差率和变频进行调节，在转差率S变化不大的情况下，电动机的转速n与电源频率f成正比，若均匀地改变电源频率f，则能平滑的改变电动机的转速n.三、新知识学习变频器的发展及应用范围

长期以来，异步电动机在调速方面一直处于性能不佳的状态。虽然改变定子侧的电流频率就可以调节转速，是由异步电动机的基本原理所决定的，是和异步电动机“与生俱来”的。然而，异步电动机诞生于19世纪80年代，而变频调速技术发展到迅速普及的实用阶段，却是在20世纪80年代.三、新知识学习变频器的发展及应用范围

是什么原因使变频调速技术从愿望到实现经历了长达百年之久呢？首先，从目前迅速普及的“交-直-交”变频器的基本结构来看，“交→直”（由交流变直流）的整流技术是很早就解决了的。而“直→交”（由直流变交流）的逆变过程实际是不同组合的开关交替地接通和关断的过程，它必须依赖于满足一定条件的开关器件。三、新知识学习变频器的发展及应用范围直至20世纪70年代，电力晶体管（GTR）的开发成功，才比较满意地满足了上述条件，从而为变频调速技术的开发、发展和普及奠定了基础。20世纪80年代，又进一步开发成功了绝缘栅双极型晶体管（IGBT）其工作频率比GTR提高了一个数量级，从而使变频调速技术又向前迈进了一步。目前，中小容量的新系列变频器中的逆变部分，已基本上被IGBT垄断了。三、新知识学习变频器的概念：是一种将固定频率的交流电变换成频率、电压连续可调的交流电，以供给电动机运转的电源装置。三、新知识学习变频器分类按变频的原理分类(1)交－交变频器(2)交－直－交变频器先将频率固定的交流电整流后变成直流，再经过逆变电路，把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电，由于把直流电逆变成交流电较易控制，因此在频率的调节范围，以及变频后电动机特性的改善等方面，都具有明显的优势，目前使用最多的变频器均属于交－直－交变频器。三、新知识学习变频器分类：2)按变频器的用途分类(1)专用变频器专用变频器是针对某一种（类）特定的控制对象而设计的，这种变频器均是在某一方面的性能比较优良。如前述的风机、水泵用变频器、电梯及起重机械用变频器、中频变频器等。

(2)通用变频器通用变频器是变频器家族中，数量最多，应用最广泛的一种，也是我们讲解的主要品种。而大容量变频器主要用于冶金工业的一些低速场合。三、新知识学习通用型变频器变频调速控制方式通用型变频器必须使变频后电动机的机械特性符合生产机械的要求。因此这种变频器功能较多，价格也较贵。控制方式除了V/F控制，还使用了矢量控制技术。因此，在各种条件下均可保持系统工作的最佳状态。除此之外，高性能的变频器还配备了各种控制功能如：PID调节、PLC控制、PG闭环速度控制等，为变频器和生产机械组成的各种开、闭环调速系统的可靠工作提供了技术支持。三、新知识学习三菱变频器FR－E540外形三、新知识学习三菱变频器FR－E540端子接线图三、新知识学习变频器的接线端子主要分为两大类，

主回路端子和控制回路端子。

主回路接线端子排列图如下三、新知识学习

主回路接线端子及外接选件端子

1．主回路接线端子（1）L1.L2.L3(R．S．T)工频交流电输入端子（2）U．V．W变频器输出端子,接三相异步电动机。三、新知识学习2．外接选件及其它端子（1）P/+、PR外接制动电阻端子。变频器内部装有制动电阻，联接在P/+、PR之间。出厂时已用短路片连接PR-PX，使用时拆下PR-PX之间的短路片，在P/+、PR之间接入制动电阻。（2）P/+、N/-外接制动单元端子。连接FR-BU型制动单元或电源再生单元（3）P/+、P1外接电抗器端子。为提高功率因数和抗电磁干扰，可外接电抗器。使用时，折下P/+和P1之间的短路片。（4）PR、PX内部制动回路端子。用短路片将PR和PX连接，内部制动有效（5）接地端子安全和降低噪声的需要，防止漏电和干扰，必须可靠接地。三、新知识学习控制回路接线端子排列图如下：三、新知识学习控制回路接线端子分为两大类，

即控制信号输入端子和输出信号端子。控制信号输入端子（1）基本开关控制信号(数字量)输入端子①STF正转启动端子。当STF闭合（ON）时正转，断开（OFF）时停止。②STR反转启动端子。（2）可编程控制信号端子①RH.、RM.、RL多档转速选择端子。通过三个端子的不同组合，可选择多档转速控制。此端子通过参数设置可有第二功能。②RT第二加/减速时间选择端子。当RT处于闭合（ON）时选择第二加速时间。三、新知识学习控制回路接线端子分为两大类，

即控制信号输入端子和输出信号端子。1．控制信号输入端子（3）功能设定端子①MRS输出停止端子。当MRS处于闭合（ON）20ms以上时，变频器输出停止。用于电磁抱闸停止电动机或在系统发生故障时停止变频器的输出。②RES复位端子。RES闭合（ON）0.1s以上然后断开，用于解除保护电路的保护状态。⑤SD输入信号公共端子（漏型）。⑥PC输入信号公共端子（源型）。三、新知识学习控制信号输入端子（4）模拟频率给定信号端子①10E频率设定电源DC10V端子，允许负载电流10mA。②10频率设定电源DC5V端子，允许负载电流10mA。③2模拟电压频率设定端子。输入DC0～5V或0～10V时，所对应的变频器输出频率为0～fmax，输入电压与变频器输出频率成比例关系。④4模拟电流频率设定端子。输入DC4～20mA电流时，所对应的变频器输出频率为0～fmax，输入电流与变频器输出频率成比例关系。⑤1辅助频率设定端子。⑥5频率设定公共端子。三、新知识学习使用变频器之前，首先要熟悉它的面板显示和键盘操作单元，按照使用现场的要求合理设下参数。其操作面板如图所示，其上半部为面板显示器，下半部为各种按键。三、新知识学习掌握三菱FR-A540变频器面板操作，学会功能及参数设置表1操作面板各按键功能按键说明RUN键正转运行指令键。MODE键可用于选择操作模式或设定模式SET键用于确定频率和参数的设定↑／↓键用于连续增加或降低运行频率。FWD键用于给出正转指令。REV键用于给出反转指令。STOP/RESET键用于停止运行/保护功能动作输出停止时复位变频器。三、新知识学习操作面板单位及运行状态表示见表2。

表2操作面板单位表示表示说明Hz表示频率，灯亮。A表示电流时，灯亮。RUN变频器运行时灯亮；正转时：灯亮，反转时：闪亮。MON监控显示模式时灯亮。PUPU操作模式时灯亮。EXT外部操作模式时灯亮。三、新知识学习用MODE键切换各种模式（1）按要求连接电源线和辅助设备，接线完成后检查是否正确，然后合上空气开关，接通变频器电源。（2）接通电源后，显示屏进入显示模式。（3）按下图中的操作步骤，认真领悟MODE键的作用。按下MODE键，有五种可供用户选择的功能模式，分别是：显示模式、频率设定模式、参数设定模式、运行模式和帮助模式。三、新知识学习

功能运行模式显示的改变方法如图所示。三、新知识学习监控显示

监控显示运行中也可改变，改变方法如图所示。

三、新知识学习

频率设定

在PU操作模式下用SET键和增减键设定运行频率。设置步骤如图4所示。三、新知识学习频率设定

在PU操作模式下用SET键和增减键设定运行频率。设置步骤如图4所示。1.接通变频器电源，LED显示屏显示“OOO”；2.按MODE键，切换到频率设定模式；3.按键“上下”键（可调整频率数值），使给定频率升/降到所要求的数值；4.按SET键，写入给定频率；5.按FWD或REV键，变频器的输出频率按所设置的升/降速时间开始上升或下降到给定频率，电动机的运行方向由FWD与REV键决定。三、新知识学习参数设定在操作变频器时，通常要根据负载和用户的要求向变频器输入一些指令，如上限和下限频率的大小，加速和减速时间的长短等等。另外，要完成某种功能，例如采用组合操作方式，也要输入相应的指令。

(1)如果须将操作模式设定为PU操作模式，即Pr.79＝1可按以下步骤进行：1)按[MODE]键改变设定模式，使显示器显示为“参数设定模式”。2)按[SET]键和键设定Pr.79=1。3)按[SET]键1.5s写入设定。如果此时显示器交替显示参数号即Pr.79和参数1，则表示参数设定成功。否则设定失败，须重新设定。设置步骤如图5所示。三、新知识学习参数设定

三、新知识学习参数设定

三、新知识学习如上图所示，为功能与参数模式设置流程图。同学们先熟悉流程，然后再行操作。（1）按下MODE键，切换到参数设定模式，按SET键，LED中的最高位闪烁；（2）按SET键，LED中间位闪烁；（3）按“上下”键（可选择数字0～9），选择“7”，按SET键，写入“7”，最低位闪烁；（4）按“上下”键（可选择数字0～9），选择“9”，既Pr.79,完成了操作模式选择；（5）按SET键，选择参数设定值“1”，按SET键，写入“1”，完成了面板操作模式选择。参数设定

三、新知识学习操作模式的切换如图

三、新知识学习帮助模式操作如图三、新知识学习5种操作模式通过参数Pr.79来控制实现1）

外部操作模式外部操作模式通常在出厂时已经设定。也可通过功能与参数设定Pr.79=2来实现。特点：启动信号：外接启动开关控制频率信号：由外部电位器来控制如图所示为外部操作电路。外接启动开关与变频器正转STF、反转STR连接。频率设定电位器与变频器的10、2、5端子相连接。可输入DC0～10V、DC0～5V模拟电压信号或DC4～20mA的模拟电流信号控制变频器输出频率，DC10V、DC5V、DC20mA所对应的变频器输出的最高频率。四、任务实施2.面板PU操作模式设定Pr.79=1来实现。特点：启动信号：由操作面板控制频率信号：由操作面板控制5种操作模式通过参数Pr.79来控制实现四、任务实施3组合操作模式1

外部操作模式与控制面板PU组合操作，可按下列两种方法中任意一种操作来控制变频器。

启动信号用外部信号设定

启动信号用外部信号设定，采用按扭，继电器、PLC等指令电器控制正转STF和反转STR。频率信号由面板PU操作设定。这种模式的功能与参数设定通过Pr.79=3来实现。

四、任务实施4.组合操作模式2

外部操作模式与控制面板PU组合操作，可按下列两种方法中任意一种操作来控制变频器启动信号用控制面板PU设定启动信号用控制面板PU设定，