变频器与伺服应用
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1.5 三菱E700变频器操作实例

1.5.1 【实操任务1-1】 在三菱E700变频器输入侧/输出侧增加接触器

实操任务1-1

任务说明

现有一台三菱E700变频器用于某安全设备上,控制要求如下。

1)如果外部“切除电源”OFF按钮动作时,变频器必须断电,上电则先通过“投入电源”ON按钮进行动作。在正常运行时,都是通过“运行”或“停止”按钮来起停电动机。

2)若要在变频器损坏的情况下,能够用工频方式来起动电动机,该如何设计线路图。

实操思路

1. 输入侧接触器电路设计

按照图1-56接线要求,先按下ON按钮使得KM接触器吸合,才能按“运行”按钮,使KA动作,从而变频器才能开始运行。

图1-56 变频器输入侧增加接触器

2. 输出侧接触器电路设计

在有工频供电与变频器切换的操作中,请确保用于工频切换的KM1和KM2可以进行电气和机械互锁,如图1-57所示。

图1-57 输出接触器

3. 学习总结

变频器和电动机间的电磁接触器请在变频器和电机都停止时切换。变频器运行中进行OFF→ON操作时,变频器的过电流保护等将会动作。为了切换至外部电源而安装接触器时,请在变频器和电动机都停止后再切换接触器。除了误接线,在工频供电与变频器切换电路时,有时也会因切换时的电弧或顺控错误时造成的振荡最终损坏变频器。

由于电源接通时浪涌电流的反复入侵会导致变频器主回路模块的寿命(开关寿命为100万次左右)缩短,因此应避免通过输入侧接触器频繁开关变频器。可以通过变频器起动控制用端子(STF、STR)来使变频器运行或停止。

而在下列使用目的下,建议在变频器输入侧设置接触器。

1)变频器保护功能动作时,或驱动装置异常时(紧急停止操作等),需要把变频器与电源断开的情况下。例如在连接制动电阻器选件后,即使实施循环运行或条件恶劣的运行时,在因制动用放电电阻器的热容量不足、再生制动器使用率过大等导致再生制动器用晶体管损坏时,希望能够防止放电电阻器的过热、烧损。

2)为防止变频器因停电停止后,恢复供电时自然再起动而引起事故时。

3)变频器用控制电源始终运转,因此会消耗若干电力。长时间停止变频器时切断变频器的电源可节省一定的电力。

4)为确保维护、检查作业的安全性,需要切断变频器电源时。

1.5.2 运行模式选择

运行模式选择

Pr.79用于选择三菱700系列变频器的运行模式,它可以任意变更通过外部指令信号执行的运行(外部运行)、通过操作面板以及PU(FR-PU07/FR-PU04-CH)执行的运行(PU运行)、PU运行与外部运行组合的运行(外部/PU组合运行)及网络运行(使用RS-485通信或通信选件时)。表1-16为Pr.79参数设定范围、内容与LED显示,通过该参数可以同时设定频率指令和起动指令。

表1-16 Pr.79参数设定范围、内容与LED显示

(续)

在图1-58所示的E700变频器中,使用控制电路端子、在外部设置电位器和开关来进行操作的是“外部运行模式”,使用操作面板以及参数单元(FR-PU04-CH/FR-PU07)输入起动指令、设定频率的是“PU运行模式”,通过PU接口进行RS-485通信或使用通信选件的是“网络运行模式(NET运行模式)”。

图1-58 E700变频器的运行模式示意

PU/外部组合运行有“3”“4”两个设定值,起动方法根据不同的设定值而改变。初始设定状态下,除PU运行模式外,通过操作面板或参数单元(FR-PU04-CH/FR-PU07)的STOP/RESET键停止运行的功能(PU停止选择)也有效。

运行模式的切换方法可以设定参数Pr.340,如图1-59所示为Pr.340=“0”或“1”时的切换方法,而图1-60所示为Pr.340=“10”时的切换方法。

图1-59 Pr.340=“0”或“1”时的切换方法

图1-60 Pr.340=“10”时的切换方法

E700变频器的运行模式选择流程如图1-61所示。

1.5.3 【实操任务1-2】 三菱E700变频器控制电动机正反转

实操任务1-2

任务说明

请对E700进行接线,并设置参数实现如下功能。

1)正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流、额定功率及额定转速。

2)通过外部端子控制电动机起动/停止、正转/反转,按下按钮“S1”电动机正转,按下按钮“S2”电动机反转。

3)运用操作面板改变电动机起动的点动运行频率和加减速时间。

实操思路

1. 电气接线

按照图1-62变频器外部接线图完成变频器的接线,认真检查,确保正确无误。

2. 设置参数

闭合电源开关,按照表1-17的参数功能表正确设置变频器参数。

图1-61 E700变频器的运行模式选择流程

表1-17 参数功能表

(续)

图1-62 变频器外部接线图

3. 按如下步骤进行操作

1)用旋钮设定变频器运行频率。

2)闭合开关S1,观察并记录电动机运转情况。

3)断开按钮S1,闭合开关S2,观察并记录电动机的运转情况。

4)改变Pr.7、Pr.8的值,重复1)、2)、3),观察电动机运转状态有什么变化。

4. 学习总结

1)成绩评价见表1-18,该表可以作为变频器实训操作平时考核分(后续学习任务可以参照本表格进行)。

表1-18 成绩评价表

(续)

2)总结使用变频器外部端子控制电动机正反转的操作方法。

3)总结变频器外部端子的不同功能及使用方法。

1.5.4 【实操任务1-3】 三菱E700变频器控制电动机不同模式运行

实操任务1-3

任务说明

对三菱E700变频器进行合理接线来完成如下控制要求。

1)如图1-63所示,通过操作面板的M旋钮来调节电动机运行频率,并通过外部端子STF/STR来控制正反转起/停。

图1-63 M旋钮来调节电动机运行频率

2)如图1-64所示,通过开关K1来起/停电动机,并以SB1/SB2/SB3的组合来设定三段频率调节电动机运行速度(Pr.4~Pr.6、Pr.24~Pr.27)。

图1-64 外部端子起动变频器

实操思路

1. 电气接线并填写参数

按照图1-65接线要求,即起动命令由外部端子STF/STR发出,频率命令由M旋钮设定。变频器参数请根据要求填写入表1-19中。

图1-65 组合运行接线一

表1-19 参数功能表

2. 多段速操作的参数设置

多段速操作时,先按照表1-20中的进行参数设定,其中9999值表示未选择该功能。图1-66为多段速参数值对应的端子组合和频率曲线。

表1-20 多段速参数设定

(续)

图1-66 多段速参数值对应的端子组合和频率曲线

3. 实训总结

填写表1-21,总结出变频器的多段速运行规律。

表1-21 多段速运行

1.5.5 【实操任务1-4】 三菱E700变频器的十五段速度控制

实操任务1-4

任务说明

对三菱E700变频器进行合理接线来完成如下控制要求:通过外部端子控制电动机多段速度运行,开关“K2”“K3”“K4”“K5”按不同的方式组合,可选择15种不同的输出频率。

实操思路

1. 电气接线

按照图1-67所示的变频器外部接线图完成变频器的接线,认真检查,确保正确无误。

图1-67 变频器外部接线图

2. 设置参数

闭合电源开关,按照表1-22的参数功能表正确设置变频器参数。

表1-22 参数功能表

(续)

注:设置参数前先将变频器参数复位为工厂的默认设定值。

3. 调试过程

1)打开开关“K1”,起动变频器。

2)切换开关“K2”“K3”“K4”“K5”的通断,观察并记录变频器的输出频率。

4. 学习总结

请根据实训结果进行表1-23的数据填写。

表1-23 十五段速的输出频率与开关组合

1.5.6 【实操任务1-5】 外部模拟量方式的变频调速控制

实操任务1-5

任务说明

对三菱E700变频器进行合理接线来完成如下控制要求。

1)通过操作面板控制电动机起动/停止。

2)通过调节电位器改变输入电压来控制变频器的频率。

实操思路

1. 电气接线

按照图1-68所示的变频器外部接线图完成变频器的接线,认真检查,确保正确无误。

图1-68 变频器外部接线图

2. 参数设置与调试

打开电源开关,按照表1-24的参数功能表正确设置变频器参数。

表1-24 参数功能表

1)按下操作面板按钮“”,起动变频器。

2)调节输入电压,观察并记录电动机的运转情况。

3)按下操作面板按钮“”,停止变频器。

1.5.7 【实操任务1-6】 三菱E700变频器的模拟量输入跳线的设置

实操任务1-6

任务说明

对三菱E700变频器的模拟量端子进行输入跳线的设置。

实操思路

1. 了解端子2和4的区别

表1-25中,模拟量电压输入所使用的端子2可以选择0~5V(初始值)或0~10V。而模拟量输入所使用的端子4可以选择电压输入(0~5V、0~10V)或电流输入(4~20mA初始值)。变更输入规格时,请变更Pr.267和电压/电流输入切换开关。

表1-25 模拟量端口2和4的设定范围

2. 如图1-69所示设置V/I跳线

端子4的额定规格随电压/电流输入切换开关的设定而变更。电压输入时:输入电阻10kΩ± 1kΩ、最大容许电压DC 20V;电流输入时:输入电阻233Ω± 5Ω、最大容许电流30mA。

3. 学习总结

请正确设定Pr.267和电压/电流输入切换开关,并输入与设定相符的模拟量信号。要使端子4有效,请将AU信号设置为ON。

需要注意在Pr.73参数设定为可逆运行后,没有模拟量输入时(仅输入起动信号)会以反转运行。设定为可逆运行后,在初始状态下端子4也为可逆运行(0~4mA:反转;4~20mA:正转)。

在E700变频器中的端子4接线时,经常会出现故障信号“E.AIE”,此时“E.AIE”意味着变频器模拟输入异常,即端子4设定为电流输入,却在该端子上输入了30mA以上的电流或有超过7.5V的电压信号输入。处理方法:需要确认Pr.267端子4选择为合适值。如果为电压输入,则必须将V/I跳线设置为V侧(即电压侧)。

图1-69 电压/电流输入切换开关

1.5.8 【实操任务1-7】 三菱E700变频器U/f曲线设定及测定

实操任务1-7

任务说明

对三菱E700变频器进行基本U/f曲线的选择与测定。

实操思路

1. 恢复出厂设定值,查阅E700变频器的功能参数码表,按下列要求完成功能参数码的设定:频率指令由键盘旋钮设定;上限频率设为65Hz;下限频率设为0Hz;显示频率;显示输出电压。

其中设置上限和下限的频率指令的参数见表1-26。

表1-26 上限与下限频率参数含义

2. 万用表实测电压,并读出此时的PU显示电压。

选择一种指针式万用表或者带滤波功能的智能数字万用表,按照图1-70所示的方式测量变频器输出电压。

给出运行指令,调节键盘旋钮,逐渐升高运行频率,测出在不同的输出频率f值下的万用表实测电压与PU显示电压,填入以下基本U/f曲线测定表一(表1-27)。

图1-70 用万用表测量变频器输出电压

表1-27 基本U/f曲线测定表一

3. 不同转矩提升值时的输出电压值。

给出运行指令,调节键盘旋钮,逐渐升高运行频率,测出Pr.0(转矩提升)设定值不同时的输出电压U与对应的输出频率f的值,填入以下基本U/f曲线测定表二(表1-28)。图1-71所示为Pr.0转矩提升变化的示意。

图1-71 Pr.0转矩提升变化

表1-28 基本U/f曲线测定表二

4. 对以上的数据进行分析和作图,并提出自己的问题。