项目三任务3.1 认知变频器

电气控制与驱动目

录项目1电气控制电路的识图、安装与调试任务1.1认知低压电器任务1.2识读电气控制系统图任务1.3分析电气控制原理图任务1.4典型机床控制电路的连接与调试项目2

PLC控制系统的构建、编程与调试任务2.1认知PLC任务2.2认知三菱PLC任务2.3PLC控制系统的应用设计项目3变频驱动(调速)系统的构建与调试任务3.1认知变频器任务3.2应用变频器基本运行功能控制传送带任务3.3应用变频器的基本参数控制传送带任务3.4应用变频器多段速度控制传送带电气控制与驱动目

录项目4步进驱动系统的构建与调试任务4.1利用步进驱动系统实现机械手的直线移动控制

任务4.2利用步进驱动系统实现机械手的定位控制任务4.3搬运机械手的应用设计项目5伺服驱动系统的构建与调试任务5.1认识交流伺服系统任务5.2利用伺服系统速度控制模式控制圆形转盘工作台任务5.3利用伺服系统转矩控制模式控制圆形转盘工作台任务5.4利用伺服系统位置控制模式控制圆形转盘工作台项目3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1

认识变频器【任务引入】在过去，直流调速在性能上一直优于交流调速。随着电力电子器件和微机技术

的发展，交流变频调速技术已得到完全解决。采用交流变频调速，操作者只要通

过设置必要的参数，变频器就能控制电动机，使其按人们预想的运行曲线运行。由于变频器的应用日益广泛，所以认识变频器并掌握变频器的使用显得至关重要。【任务目标】1.了解变频器的基本构造及工作原理。2.能正确拆装变频器。3.完成变频器与三相电源、变频器与三相异步电动机之间的导线连接。【相关知识】3.1.1

变频器的结构及工作原理变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电动机变

速运行的设备。项目3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1

认识变频器通用变频器由主电路和控制电路组成，其基本结构如图3-1所示。

主电路包括整流电路、直流中间电路和逆变电路三部分；控制电路由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路组成。1.主电路1)整流电路整流电路的主要作用是把交流电转

变成直流电，为逆变电路提供所需的

直流电源，如图3-2中由VD1~VD6所组

成的桥式整流电路。控制电源

控制电源

采样检测电路频率设定主控电路输入控制显示及键盘输出信号电路输入信号电路电流

采样驱动电路保护电路图3-2-1交一直—交变频器主电路中的整流电路图3-1变频器的基本结构电

压

采样通信

接口逆变整

流温

度报警项目

3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1认识变频器2)直流中间电路直流中间电路又称平滑电路，主要包括滤波电路和限流电路。整流电路输出的直流电压波动很大，为了使整流电路输出电压平滑，需要在整流电路后

面设置滤波电路。滤波可以采用电容滤波，也可以采用电感滤波。图3-2中的电容C1和C2串联在一起构成

电容滤波电路。为使电容C1和C2获得相同电压，在两电容旁各自并联一个电阻R1和R2,R1=R2,

称为均

压电阻。在图3-2中，串接在整流桥和滤波电容之间的限流电阻Rs和短路开关组成了限流电路。当变频器接入电源瞬间，将有一个很大的冲击电流经整流桥流向滤波电容，整流桥可能因电流过大而在接入电源的瞬间受到损坏，限流电阻Rs可以削弱该冲击电流，起到保护整流桥的作用。在许多新的变频器中Rs已由晶闸管替代。

图3-2交—直—交变频器主电路项目

3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1

认识变频器3)逆变电路逆变电路是在控制电路的控制下，将直流中间电路输出的直流电源转变为频率

可调的交流电源，以实现交流电动机的变频调速。变频器中应用最多的是三相桥式逆变电路，如图3-1-2所示，它是由6个电力晶

体管

(GTR)V1

、V2

、V3

、V4

、V5和V6组成。这里，6个电力晶体管工作在开

关状态，在控制电路的控制信号驱动下，

V1、V2、V3、V4、V5

和V6

按一定的顺

序导通或截至，从而将直流电源转换成频率可调的交流电源。图3-2

交一直—交变频器主电路项目3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1

认识变频器2.控制电路1)运算电路运算电路的主要作用是将外部的速度、转矩等指令信号同检测电路的电流、电

压信号进行比较运算，从而决定变频器的输出频率和电压。2)信号检测电路信号检测电路的作用是将变频器和电动机的工作状态反馈到微处理器，并由微

处理器按事先确定的算法进行处理后，为各部分电路提供所需的控制或保护信号。3)驱动电路驱动电路的作用是为变频器中的逆变电路的开关器件提供驱动信号。4)保护电路保护电路的主要作用是对检测电路得到的各种信号进行运算处理，以判断变频

器本身或控制系统是否出现异常。当检测到异常时，保护电路进行各种必要的处

理，如使变频器停止工作或抑制电压、电流值等。MITSUBISHIFR-E700-1.5K-CHT

euT

o000UTPJT

x000望PN变频器容量"kW"3.1.2.

变频器的外观、铭牌及操作面板

1.变频器的外观三菱E700变频器的外观如图3-3所示。2.变频器的铭牌三菱E700变频器铭牌注解如图3-4所示。项目3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1认识变频器变频器型号

额定输入

额定输出制造编号图3-4三菱E700变频器铭牌注解图3-3三菱E700变频器外观电压系列

3相400V记号E700显示E700FR-1.5项目3

变频驱动(调速)的构建与调试

任务3.1

认识变频器3.变频器的操作面板三菱E700变频器操作面板如图3-5所示。模式切换

确定各类设置

启动指令

运行模式切换用于切换各设定模式

PU:PU运行模式EXT:

外部运行模式图3-5

三菱E700

变频器操作面板运行模式显示PU:PU运行模式时亮灯EXT:EXT

运行模式时亮灯单位显示

NET:网络运行模式时亮灯运行状态显示监视器(4位LED)M旋钮用于设置频率、改变参数设定值项目3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1认识变频器图3-8三菱E700变频器前盖板安装示意图图3-7三菱E700变频器前盖板拆卸示意图3.1.3变频器的拆装图3-6三菱E700变频器安装示意图端子记号端子名称端子功能说明R/L1、S/L2、T/L3三相交流电源输入连接三相工频电源U、V、W变频器三相输出连接三相交流电动机P/+、PR制动电阻连接在P/+、PR之间连接制动电阻

(FR/ABR)P/+、N/-制动单元连接连接制动单元(FR-BU2)P/+、P1直流电抗器连接拆下端子P/+、P1间的短路片，连接直流电抗器接地变频器机架接地用，必须接大地变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1

认识变频器表3-1

主电路接线端子说明图3-10主电路接线端子排列与接线示意图3-9三菱E700变频器配线盖板拆装项目3L2

L3Y

NL2

L3

RSTUV

W项目3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1

认识变频器【任务计划】1.变频器的拆装。将拆装步骤填入表格。拆装步骤内容描述(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.主电路的接线根据主电路接线原理图，

完成主电路的模拟连接，如图3-11所示。图3-11

主电路的模拟连接L1L1项目3

变频驱动(调速)的构建与调试任务3.1

认识变频器【任务实施】