课题七--变频器的使用PPT课件.ppt

任务一认识变频器 任务二设置变频器工作参数 任务三实施变频器面板操作 任务四实施变频器外部操作 任务五实施变频器面板与外部组合操作 任务七应用PLC控制变频器多段调速 课题七变频器的使用 任务六应用继电器控制变频器调速 1 任务一认识变频器 任务引入 三相交流异步电动机具有结构简单 使用方便 工作可靠 价格低廉的优点 不足之处是调速比较困难 近年来 大功率电力晶体管和计算机控制技术的发展 极大地促进了交流变频调速技术的进步 目前在各行业生产设备中已广泛使用的变频器具有无级变频功能 各类变频器种类齐全 使用方便 自动化程度高 充分满足了生产工艺的调速要求 其应用前景十分广阔 通过本任务的学习了解通用变频器的用途和构造 熟悉变频器端子连接方法以及各端子的功能 掌握变频器的维护知识 2 相关知识 一 变频器的用途 1 无级调速如图7 1所示 变频器把频率固定的交流电 频率50Hz 变换成频率和电压连续可调的交流电 频率0 50Hz 由于三相异步电动机的转速n与电源频率f成线性正比关系 所以 受变频器驱动的电动机可以平滑地改变转速 实现无级调速 3 一 变频器的用途 2 节能缓速启动直流制动提高自动化控制水平 4 二 变频器的结构 变频器由主电路和控制电路构成 基本结构如图7 2所示 5 二 变频器的结构 变频器的主电路包括整流电路 储能电路和逆变电路 是变频器的功率电路 主电路结构如图7 3所示 6 三 变频调速控制方式 1 u f恒转矩控制方式因为电动机的电磁转矩TM u f 所以保持 u f 恒定时 电磁转矩恒定 电动机带负载的能力不变 变频器恒转矩特性曲线如图7 4 a 所示 大多数负载适用这种控制方式 7 三 变频调速控制方式 2 矢量控制方式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恒转矩控制方式 通常变频器出厂设定为u f恒转矩控制方式 如果使用矢量控制方式只需重新设定参数即可 矢量控制方式要求电动机的容量比变频器的容量最多小一个等级 使用矢量控制方式可参考使用手册 8 四 三菱通用变频器的配线 9 变频器的基本配线图 10 2 主电路端子 11 2 主电路端子 12 3 控制电路端子 13 3 控制电路端子 14 4 配线注意事项 1 绝对禁止将电源线接到变频器的输出端U V W上 否则将损坏变频器 2 不使用变频器时 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 因为这时工作电压处在非稳定状态 逆变晶体管可能脱离开关状态进入放大状态 而负载感性电流维持导通 使逆变晶体管功耗剧增 容易烧毁逆变晶体管 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 为防止干扰信号串入 变频器模拟信号线的屏蔽层应妥善接地 8 通用变频器仅适用于一般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 15 五 变频器的日常维护 1 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 进行检查前 先断开电源 过10分钟后用万用表测量 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 2 用兆欧表测量变频器外部电路的绝缘电阻前 要拆下变频器上所有端子的电线 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 3 不要对变频器实施耐压测试 如果测试不当 可能会使电子元件损坏 16 五 变频器的日常维护 2 日常检查项目 在日常巡视中 可以通过耳听 目测 触感和气味判断变频器的运行状态 一般巡视检查项目有 1 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 3 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 5 是否出现过热和变色 17 五 变频器的日常维护 3 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 2 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 当达到使用期限后及时进行更换 18 任务二设置变频器工作参数 任务引入 操作变频器的面板按键可以设置变频器功能参数和状态监视 面板操作按键如图7 8所示 19 20 相关知识 一 变频器输出频率的意义 最大频率fmax指变频器工作时允许输出的最高频率 通用变频器的最大频率可达几百赫兹 基准频率fN指满足电动机的额定频率 基准电压UN指电动机的额定电压 21 相关知识 一 变频器输出频率的意义 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 2 上限频率fH和下限频率fL 3 启动频率 启动信号ON的开始频率 通常出厂设定值为0 5Hz 4 点动频率 点动操作时的频率 通常出厂设定值为5Hz 22 一 变频器输出频率的意义 跳跃频率是指运行时避开某个频率 5 跳跃频率 6 多段速频率 通常可设置为3段 15段不同的输出频率 7 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 在生产工艺需要准确定位停车时 需要设置制动频率 制动时间和制动电压 8 输入最大模拟量时的频率 指输入模拟电压5V 10V 或模拟电流20mA时的频率值 通常出厂设定值为50Hz 23 二 设置或修改变频器输出频率值的方法 按面板上增 减键设置或修改输出频率值 1 面板功能键 2 外部速度控制端子 通过外部开关控制高速 中速 低速端子的通断状态来改变输出频率值 3 外部模拟信号 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值 24 任务实施 利用变频器面板功能键设定参数的操作步骤如下 1 接通变频器电源 变频器面板显示 监视模式0 00 2 模式切换 反复按模式键 MODE 轮流出现 频率设定模式0 00 参数设定模式Pr 操作模式PU 帮助模式HELP 返回 监视模式0 00 注 频率设定模式仅在操作模式为面板操作模式时显示 3 显示输出内容 在 监视模式 下 按 SET 键 轮流显示输出频率 输出电流 输出电压和报警监视 4 频率设定 在面板操作模式下 用 MODE 键切换到 频率设定模式 显示 0 00 按 键增减频率 按 SET 键写入新的频率值 写入成功 出现闪烁的 F 按 MODE 键 返回频率监视 5 参数设定 例如 将参数Pr79 操作模式选择 的设定值 由 2 外部操作模式 变更为 1 面板操作模式 操作如下 25 用 MODE 键切换到 参数设定模式 出现 Pr 按 SET 键 P000 百位闪烁 按 SET 键 P000 十位闪烁 按 键至到显示 P070 按 SET 键 P070 个位闪烁 按 键显示 P079 按 SET 显示现在的设定值 2 按 键 显示变更值 1 按 SET 键1 5s以上 显示闪烁的 Pr79 变更成功 如果不显示闪烁的 Pr79 说明没有按 SET 键1 5s以上 请重新设定 6 操作模式 在Pr79 操作模式选择 的设定值为 0 时 按 键 则进入面板点动操作模式 JOC 或外部操作模式 OPEN 对于其他的设定值 1 8 的情况 按照各自的内容 限定操作模式 7 恢复出厂设定值的操作 通常出厂设定值能满足大多数的控制要求 因此在使用前可先恢复出厂设定值 按 MODE 键切换到 帮助模式 显示 HELP 按 键 显示报警记录 E H15 按 键 显示清除报警记录 Er CL 按 键 显示清除参数 Pr CL 按 键 显示全部清除 ALLC SET 键 显示参数 0 按 键 显示参数 1 SET 键 显示闪烁的 ALLC 完成恢复出厂设定值 26 任务三实施变频器面板操作 任务引入 操作变频器面板按键设定变频器输出频率 实施对电动机正转 反转和停止控制 接线图如图7 10所示 27 任务实施 变频器面板模式操作步骤如下 1 按图7 10所示连接线路 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 见附录D 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 灯亮 注 加速时间是指输出频率从0Hz上升到运行频率所需要的时间 减速时间是指输出频率从运行频率下降到0Hz所需要的时间 28 3 修改不符合控制要求的出厂设定值 修改参数 79 1 选择面板操作模式 PU 灯亮 参数 1 50 上限频率为50Hz 4 设定输出频率 用 MODE 键选择 频率设定模式 用 键设定频率值为40Hz 用 SET 键写入 5 正转 按 FWD 键 电动机加速启动 显示即时输出频率 RUN 灯亮 6 反转 按 REV 键 电动机加速启动 显示即时输出频率 RUN 灯闪烁 7 停止 按 STOP RESET 键 电动机减速停止 RUN 灯灭 8 切断电源 29 任务四实施变频器外部操作 任务引入 由外部模拟电压信号设定变频器输出频率 操作外部开关实施对电动机正转 反转和停止控制 接线图如图7 11所示 30 任务实施 变频器外部操作模式的操作步骤如下 1 按图7 11所示连接线路 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 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 38 50 5V 10V 输入时频率为50Hz 参数 73 0 选择5V的输入电压 73 1 选择10V输入电压 参数 79 0 外部操作模式 EXT 灯亮 31 3 修改不符合控制要求的出厂设定值 修改参数 79 1 选择面板操作模式 PU 灯亮 修改参数 1 50 上限频率为50Hz 修改参数 79 0 外部操作模式 EXT 灯亮 4 把外接电位器逆时针旋转到底 输出频率设定为0 把外接电位器慢慢顺时针旋转到底 输出频率逐步增大 5 正转 接通STF SD旋钮 RUN 灯亮 输出频率随电位器转动逐步增大 6 反转 接通STR SD旋钮 RUN 灯闪烁 输出频率随电位器转动逐步增大 7 停止 断开STF STR旋钮 8 切断电源 注 若STF STR旋钮同时接通 则变频器停止输出 电动机停止 32 任务五实施变频器面板与外部组合操作 任务引入 由面板设定变频器输出频率 由外部开关实施对电动机正转 反转和停止控制 接线图如图7 12所示 33 任务实施 变频器面板与外部组合操作模式的操作步骤如下 1 按图7 12所示连接线路 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 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 灯亮 34 3 修改不符合控制要求的出厂设定值 修改参数 79 3 选择外部与面板组合操作模式 PU 和 EXT 两灯亮 参数 1 50 上限频率为50Hz 4 设定输出频率 用 MODE 键选择 频率设定模式 用 键改变频率值为40Hz 用 SET 键写入 5 正转 接通STF SD旋钮 RUN 灯亮 输出频率逐步增大到40Hz 6 反转 接通STR SD旋钮 RUN 灯闪烁 输出频率逐步增大到40Hz 7 停止 断开STF STR旋钮 8 切断电源 35 任务六应用继电器控制变频器调速 任务引入 某设备电动机3速运行曲线如图7 13所示 电动机启动后转速按低速 中速 高速变化 36 37 38 任务实施 继电器3速控制操作步骤如下 1 按图7 14所示连接线路 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 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 4 50 高速频率为50Hz 参数 5 30 中速频率为30Hz 参数 6 10 低速频率为10Hz 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 灯亮 39 3 修改不符合控制要求的出厂设定值修改参数 79 1 选择面板操作模式 PU 灯亮 修改参数 1 50 上限频率为50Hz 修改参数 79 0 外部操作模式 EXT 灯亮 4 低速启动 按下低速启动按钮SB1 中间继电器KA1通电自锁 RL SD接通 KA4通电自锁 STF SD接通 电动机以10Hz频率低速启动 5 中速运行 按下中速运行按钮SB2 中间继电器KA2通电自锁 RM SD接通 电动机以30Hz频率中速运行 KA1被联锁断电 6 高速运行 按下高速运行按钮SB3 中间继电器KA3通电自锁 RH SD接通 电动机以50Hz频率高速运行 KA2被联锁断电 7 停止 按下停止按钮SB4 KA1 KA4断电 电动机减速停止 8 切断电源 40 任务七应用PLC控制变频器多段速调速 任务引入 某纺纱设备电气控制系统使用PLC和变频器 控制要求如下 1 为了防止启动时断纱 要求启动过程平稳 2 纱线到预定长度时停车 使用霍尔传感器将纱线输出机轴的旋转圈数转换成高速脉冲信号 送入PLC进行计数 达到定长值 70000转 后自动停车 3 在纺纱过程中 随着纱线在纱管上的卷绕 纱管直径逐步增粗 为了保证纱线张力均匀 电动机应逐步降速运行 4 中途停车后再次开车 应保持停车前的速度状态 41 42 43 相关知识 一 霍尔传感器 霍尔传感器与纱线输出机轴的安装示意图如图7 16所示 霍尔传感器有3个端子 分别是正极 接PLC的24 端 负极 接PLC的COM端 和信号端 接PLC的输入端X0 当磁钢掠过霍尔传感器表面时产生脉冲信号送入X0 由于机轴转速高达上千转 分 所以使用高速计数器C235对X0的脉冲信号计数 44 二 变频器多段速运行与PLC控制端子的关系 45 46 任务实施 一 设置变频器参数 1 恢复出厂设定值 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 4 50 高速频率为50Hz 参数 5 30 中速频率为30Hz 参数 6 10 低速频率为10Hz 参数 7 10 启动加速时间为10s 型号5 5K为10s 参数 8 10 停止减速时间为10s 型号5 5K为10s 参数 78 0 电动机可以正反转 参数 79 0 外部操作模式 EXT 灯亮 参