第4章变频器的安装,调试与维护概要

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1、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、1_3、（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，否则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）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v10Qo4）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：（

2、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1KQ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）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

3、常开触点、B-C为常闭触点，AC220V0.3A,DC30V0.3AO4）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、0.1Ao运行状态信号:RUN为变频器正在运行；SU为频率到达；0L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（必须外接翼戴）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

4、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部分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【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）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7T所列变频器运行时需设定基本W:数和功能w【（详细P206）基本参数：包括基本频率、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

5、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）基本频率指给定信号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,对应的基本频率050Hz。而设定的上限频率fH=40Hzo当Ug4V以后，频率达到40Hz就不再增加。3）回避频率（也称跳变频率）设定:为了

6、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P1367-72、启动、加减速、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=060Hz设定。2）力口、减速功能的设定：A、加速时间：从生产率考虑，希望加速时间越短越好。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（七o=O-

7、36OOs或to=O-36Os）。设定的基本原则：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，将电能反馈到直流电路，使直流电压过压。减速时间由功能码Pr.8设定（to=O-36OOscto=O-36Os）。设定的基本原则：在直流电压不超过最大允许值的条件下，A号缩短浦悚行间.C、力口、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，力口、减速较缓慢Pr.29：2S型B：在f1T2频率之间，具有S型升降速曲线

8、，力口、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。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则自由旋转。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E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

9、，UDB应越大。C、制动时间tDB：(Pr.11：tDB=0-1OS)施加tDB制动时间的长短，主要看负载是否有“爬行”现象。3、PID调节功能的预置：基本PID控制框图（P139）中：XT目标（给定）信号，XF为反馈信号，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=（Xt-Xf）Kp为比例增益Kpt,静差卜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。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

10、，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负反馈，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T（流量QJ）电动机的转速1，以利于节能。“2”：PID正反馈，如空调制冷时，温度越高，要求电动机的转速越高。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。比例增益KP：积分时间常数:微分时间常数id:PID参数设定:Pr.1290.1-1000%,9999无效Pr.1

11、300.1-3600S,9999无效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P141oKPt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。处理的原则是尽量不跳闸。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）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

12、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721）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

13、率由操作1:1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，5MQ。控制电路各端子之间，用10K电阻档检查，绝缘电阻，1MQ。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）

14、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？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

15、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。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

16、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，清洗过滤网；逆变器主控元件损坏；机械卡死或负载太重5、电动机过载：电子热保护设定值欠小；电动机缺相运行；电动机匝间、绕组间、相间短路；机械卡死或负载太重。4.2.5变频器的电磁干扰与对策 由于变频器工作在高频开关状态，会引起电网电压、电流波形的畸变，产生电磁干扰（EMI）。 电磁干扰（电磁噪声）其所造成的电磁污染，与水污染、空污染成为人类社会的三大污染源。 各种干扰信号频率、传播路径、对设备产生的影响都不同1、干扰的频率范围:谐波一通常指50次以下的高频分量，频率为2-3KHZ。一般采用电抗器来抑制。桑声一通常指10KHZ甚至更高的高频分曷。采用泸波器来抑制2、干扰传播的路径和抑制对策:干扰是通过供电线路的高频谐波。对策:在变频器和其他用电设备的输入侧装谐波抑制电抗器。干扰是通过共同接地线引入。对策:各用电设备分开接地。干扰经传感器传输电缆的屏蔽线引入。对策:屏蔽线只能一端接公共端干扰主电路电缆与信号电缆并行敷设，通过电磁耦合产生。对策：两种电缆必须分开敷设，信号电缆采用屏蔽线。干扰主电路的干扰通过空中幅射传播。对策:将主电缆穿入金属管或采用屏蔽线。