变频器的安装调试与维护

第四章三菱变频器的安装、维护与调试4.1三菱FR-E500系列变频器4.1.1变频器的接线和操作面板〔详见P162图8-4〕1、主电路接线：1〕输入端：三相电源经断路器或交流接触器接变频器的输入端子L1、L2、L3、(或R、S、T〕接线时不管电源相序。注意：变频器的启，停，应由控制电路操作，不允许由主电路操控，否那么电容充电电流过大会损坏变频器。2〕输出端：U，V，W接电动机。〔根据电机转向再调整相序〕1整理课件3〕接地端子：不许使用其它设备的接地线，应与其它设备共一点接地，接地电阻＜10Ω。4〕直流电抗器〔改善功率因数〕接线端子：“+〞(或P〕与P15〕外部制动电阻接线端子:“+〞〔或P〕与PR2控制电路接线：(P163表8-2〕1〕外接频率给定端：〔模拟量输入〕电压信号输入：由外接1KΩ电位器设定〔接10，2，5端子〕端子10是变频器提供的DC+5V、端子5是0V、端子2信号端电流信号输入：DC4-20mA〔接4，5端子〕输入必须使用屏蔽线端子5:是模拟量输入公共端2整理课件2〕开关量输入端：PC：变频器输出的直流24V〔24V，0.1A〕STF：正转控制端〔ON为正转，OFF为停止〕STR：反转控制端〔ON为反转，OFF为停止〕RH、RM、RL：多段速度选择端〔通过三个端子的信号组合〕MRS：输出停止端RES：复位控制端SD：开关量输入公共端3〕故障信号输出端：由端子A、B、C组成，继电器触点输出，A-C为常开触点、B-C为常闭触点，AC220V0.3A,DC30V0.3A。3整理课件4〕运行状态输出信号：晶体管输出：以集电极开路方式输出各种监控信号，容许负荷为DC24V、0.1A。运行状态信号：RUN为变频器正在运行；SU为频率到达；OL为过负载报警；IPF为瞬时停电；FU为频率检测；SE:输出公共端注意：A、以上三个红色说明的公共端不能相互连接，更不能接地！B、集电极开路输出，有输出时晶体管导通，输出为低电平；无输出时晶体管截止，输出为高电平(必须外接負載〕4整理课件5〕脉冲输出端：FM可接频率表，作频率测量用6〕模拟量输出端：AM可接0-10V电压表，作监测用7〕PU通信接口：采用RS-485通信方式，最大传送距离500m。3、操作面板及键盘〔如P132图7-4〕操作面板上分显示屏和键盘两大局部1〕LED显示屏：用于显示给定频率、运行电压、电流等参数;显示屏右边有参数单位指示及状态指示〔发光二极管指示〕。2〕各键盘功能：〔P133〕3〕键盘控制过程：〔详细参阅P169实验二〕5整理课件4.1.2变频器的功能结构及设置功能码〔表示各功能的代码〕结构如P134表7-1所列变频器运行时需设定根本参数和功能参数(详细P206〕根本参数：包括根本频率、上下限频率、加减速时间、转矩补偿、电子热保护等功能参数：如操作模式的选择、PID调节功能设置等1、频率设定：1〕给定频率设定的方式分两类：数字量给定：面板键盘给定；通信接口给定〔PLC、计算机〕模拟量给定：电压信号输入UG〔由外接电位器给定〕电流信号输入IG〔4-20mA〕6整理课件根本频率——指给定信号UG〔或IG〕从0-最大值所对应的最小-最大频率。频率起点坐标预置：由功能码Pr.902〔UG输入〕、Pr.903〔IG输入〕设置；终点坐标预置：由Pr.904、Pr.905设置。2〕上、下限频率设定：上、下限频率——生产机械所要求的最高、最低转速相对应的频率。可通过功能码Pr.1设定上限频率、Pr.2设定下限频率。如：UG=0-5V，对应的根本频率0-50HZ。而设定的上限频率fH=40HZ。当UG＞4V以后，频率到达40HZ就不再增加。7整理课件3)回避频率〔也称跳变频率〕设定：为了防止机械系统的实际振荡频率与固有频率相等，机械发生共振，设置回避频率，使系统跳过共振发生的频率点预置可通过功能码Pr.31-Pr.32、Pr.33-Pr.34、Pr.35-Pr.36、设定最多三个回避频率区域。见P136图7-72、启动、加減速、制动功能的设定1〕启动功能的设定：启动频率〔fs〕：为了便于启动静摩擦转矩较大的负载，需设定启动频率，用功能码Pr.13fs=0-60HZ设定。2〕加、減速功能的设定：A、加速时间：从生产率考虑，希望加速时间越短越好。8整理课件但加速时间过短，频率上升过快，易产生“过流〞；另外，有些负载〔如电梯〕加速度过大，人体感觉不好。加速时间由功能码Pr.7设定〔t0=0-3600s或t0=0-360s〕。设定的根本原那么：在启动电流不超过最大允许电流的条件下，尽量缩短加速时间。B、减速时间：从生产率考虑，希望减速时间越短越好。但减速时间过短，电机处于动力制动，将电能反响到直流电路，使直流电压过压。减速时间由功能码Pr.8设定〔t0=0-3600s或t0=0-360s〕。设定的根本原那么：在直流电压不超过最大允许值的条件下，尽量缩短减速时间。9整理课件C、加、减速方式：由功能码Pr.29设定，有以下三种〔P138〕：Pr.29：0线性方式：频率与时间呈线性关系Pr.29：1S型A：在开始、结束阶段，加、减速较缓慢Pr.29：2S型B：在f1-f2频率之间，具有S型升降速曲线，加、减速较缓慢，可防止货物的倒塌。3〕直流制动〔DC制动〕直流制动——变频器向电动机输出直流电的制动方式。采用的方法：逆变电路中某些桥臂短时间连续导通，向电动机输出直流电。旋转的转子切割这个静止磁场，产生制动转矩。电机将动能转换成电能消耗于转子回路中。10整理课件DC制动应用的场合：用于准确停车控制；用于制动在启动前电动机由外因引起的不规那么自由旋转。如风机在停机时，有时因自然风的对流而反转。这时启动，会造成过流故障。直流制动的设置：A、动作频率fDB：〔Pr.10：fDB=0-120HZ〕要求制动时间越短，动作频率fDB应越高。B、制动电压UDB：〔Pr.12：UDB=0，增益为30﹪电源电压〕负载惯性越大，UDB应越大。C、制动时间tDB：〔Pr.11：tDB=0-10S〕施加tDB制动时间的长短，主要看负载是否有“爬行〞现象。11整理课件3、PID调节功能的预置：根本PID控制框图〔P139〕图中：XT目标〔给定〕信号，XF为反响信号，XG为控制信号1〕PID调节功能简介：比例环节〔P〕：XG=KP〔XT-XF〕式中：静差ε=〔XT-XF〕KP为比例增益KP↑，静差ε↓；KP太大，系统容易产生振荡积分环节〔Ｉ〕：积分环节能使控制信号XG的变化与静差对时间的积分成正比。积分环节能有效地消除静差，防止系统产生振荡。但积分时间太长，动态性能变差。12整理课件微分环节〔D〕：使控制信号XG的变化与偏差的微分成正比。根据偏差变化的趋势，提前给出调节信号，从而缩短了调节过程的时间。2〕PID调节功能设定：PID动作选择：〔Pr.128有三种功能〕“0〞：PID功能无效“1〞：PID负反响,是指电动机的转速与被控量XF变化趋势相反。如在恒压控制中，压力↑〔流量Q↓〕电动机的转速↓，以利于节能。“2〞：PID正反响,如空调制冷时，温度越高，要求电动机的转速越高。13整理课件目标值的给定：

当变频器设定为PID运行方式，目标值已不再是电压值，而是以百分数在显示屏显示。动态响应过程由PID参数决定，原来设定的加、减速时间不再起作用。PID参数设定：比例增益KP：

Pr.1290.1-1000﹪,9999无效积分时间常数TI:Pr.1300.1-3600S

,9999无效微分时间常数τd:Pr.1340.01-10.00S

,9999无效模拟调试：在参数设定前,可用手动模拟方式对PID进行初步调试，详见P141。14整理课件KP↑系统易产生振荡，这时应加大积分时间常数，直至系统不振荡。对一般闭环系统，采用PI调节即可。4、过电流保护功能的设定：当电动机负载电流峰值超过变频器的电流允许值ISET时，变频器自动降低工作频率，使电流下降，当电流低于设定值ISET时，工作频率再恢复。处理的原那么是尽量不跳闸。为此配置了防止跳闸的自处理功能〔也称防止失速功能〕。为防止失速，需设置3个参数〔P142〕15整理课件该功能不能用于起重机、电梯等负载，因为电动机转矩降低会造成失控。5、电子热保护功能的预置：电子热保护是虚拟的热继电器，是对电动机进行过载保护。热保护曲线〔图7-21〕的特点：1〕具有反时限——即动作时间与电流成反比；2〕动作时间与运行的频率成正比。在低速时电机的冷却效果变差，温升增高，因此在相同过载电流下，动作时间减小。热保护功能的预置：Pr.9：I=0-500A一般以电动机额定电流值设定16整理课件6操作模式的选择Pr.79〔操作P173〕“1〞PU操作模式：是指启动信号和频率设定均用变频器操作面板的键盘操作。〔P175实验三〕“2〞外部操作模式：用外部频率设定电位器和外部启动信号进行操作。操作面板只起显示作用。〔P180实验四〕“3〞组合操作模式1：启动信号由外部输入；运行频率由操作面板的键盘设定。〔P183实验五〕“4〞组合操作模式2：启动信号由操作面板的键盘设定；运行频率用外部频率设定电位器调节。“5〞程序运行模式：按设定程序运行，运行时间用Pr.200设定“6〞切换模式：在运行状态下，进行PU与外部操作的切换17整理课件4.2变频器的安装、调试、与维修4.2.1变频器的安装〔P145〕4.2.2变频器的调试〔重点〕1、通电前的检查：1〕绝缘电阻测量：为防止高压进入控制电路，应将主电路所有端子短路，用500V兆欧表测量其对地的绝缘电阻应≥5MΩ。控制电路各端子之间，用10K电阻档检查，绝缘电阻≥1MΩ。2〕短路测量：用低电阻档检查主电路，控制电路各端子之间有否短路。2、变频器的空载试验：〔变频器接电动机，电动机不带负载〕18整理课件接通电源，用变频器面板上键盘设定频率：5HZ，进行正反向试运行。注意转向，声音，温度，气味。如无异常，逐渐升频到额定值试运行。3、变频器的负载试验：〔电动机带负载，由轻载到满载〕1〕低速运行试验：〔包括电动机的启动和停机〕2〕高速运行试验：〔包括电动机的启动、运行和停机〕启动试验：A启动是否困难？是否要增大U/f补偿量或启动频率？B启动时是否过流？是否要增大加速时间？C启动是否平稳、振动？是否要设定回避频率？19整理课件运行试验：〔运行1小时以上〕A带载能力：电流是否超过额定电流？电子热保护是否动作？B发热考验：过热保护是否动作？停机试验：A减速过电压：增大减速时间或增加制动电阻和制动单元B停机状态：停机时是否有“爬行〞或反转〔风机〕？是否要设置直流制动功能？4.2.3变频器的维护〔P149-151〕1、日常检查与维护2、定期检查20整理课件4.2.4变频器常见故障诊断与维修：〔重点〕保护功能一旦动作，变频器停止输出，电动机自由停车。显示器会自动从运行模式转到报警模式，将显示报警信息〔用字符显示〕和故障名称〔用文字显示〕。1过电流：加速时过电流：故障原因：输出端U，V、W相间或对地短路过电流；加速时间设定过小或负载较大。过电流设置一般为150%额定电流。减速时过电流：减速时间设定过小。恒速时过电流：机械故障；变频器容量小。21整理课件2、过电压：

加速时过电压:

检测直流侧电压；三相电源电压不正常

减速时过电压:减速时间设定过小；制动电阻过大

3、直流欠电压：

三相电源缺相；整流二极管或滤波电容损坏。

4、变频器过热：冷却风扇故障