任务2 变频器速度调节控制运行

任务要求

1.外部操作模式控制变频器运行

1）利用外部开关、电位器将外部操作信号传送到变频器，实现变频器运行速度平滑可调；用开关控制电动机正、反转运行和按钮自保持运行。

2）利用外部点动信号控制电动机以点动频率10Hz运行。

2.组合运行操作模式下控制变频器

1）组合运行操作模式1（Pr.79=3），外部输入起动信号（开关、继电器等），用PU设定运行频率，不接受外部的频率设定信号和PU的正转、反转、停止键的操作。

2）组合运行操作模式2（Pr.79=4），即由PU面板给定起动信号（FWD或REV），由外部电位器调节运行频率。

3.变频器控制电动机多段速运行

某电动机在生产过程中要求用变频器驱动，并且按45Hz、40Hz、35Hz、30Hz、25Hz、20Hz、15Hz的多种速度运行，请设置参数、接线并正确运行。

任务指引

1.外部操作模式控制变频器运行

（1）设定变频器运行参数

Pr.1=50.00Hz；Pr.73=1（等于1时为0～5V输入）；Pr.15=10.00Hz；Pr.160=0。

（2）接线

按图1-21所示的控制接线图接线，接线时需注意以下几点：

1）通过端子10输入的是DC0～5V，如果将10改到10E端子，则输入的是DC0～10V。

2）频率设定电位器接线长度不能超过30m。

3）也可以通过图1-22所示电流输入方式调节，此时需要AU端子为ON，便可以通过4～20mA的电流进行频率调节。

图1-21 外部电位器调节频率

图1-22 电位器调节频率

（3）电动机正转运行

按SB1变频器起动，电动机正转，调节电位器，变频器运行速度平滑可调。断开SB1电动机停止工作。

（4）电动机反转运行

按SB2变频器起动，电动机反转，调节电位器，变频器运行速度平滑可调。断开SB2电动机停止工作。

（5）外部点动信号控制运行

1）按图1-23所示接线，并设置变频器参数。

2）按SB1同时接通JOG信号，电动机便以10Hz的频率（点动频率）正转运行。

3）按SB2同时接通JOG信号，电动机便以10Hz的频率（点动频率）反转运行。

图1-23 外部正反转点动控制

2.组合操作模式下控制变频器运行

（1）组合运行操作模式1运行操作步骤

1）变频器上电，确认PU灯亮。

2）将操作模式Pr.79设定为“3”，选择组合操作模式，运行状态“EXT”和“PU”指示灯都亮。

3）参照图1-24a接线，按SB1或SB2使STF或STR中的一个信号接通。

4）用PU面板设定运行频率为45Hz。运行状态显示“REV”或“FWD”。

5）停止：断开SB1或SB2，电动机停止运行。

（2）组合运行操作模式2运行操作步骤

1）变频器上电，确认PU灯亮。

2）将操作模式Pr.79设定为“4”，选择组合操作模式，运行状态“EXT”和“PU”指示灯都亮。

3）参照图1-24b接线，按面板上的正转或按钮，用外部电位器调节运行频率至50Hz。运行状态显示“FWD”或“REV”。

4）按面板上的键，电动机停止运行。

图1-24 组合模式接线图

a）组合模式1 b）组合模式2

3.变频器控制电动机多段速运行

（1）设定变频器运行参数

1）基本参数：Pr.1=50Hz；Pr.7=2s；Pr.8=3s；Pr.9（电动机额定电流，根据实际情况设置）；Pr.160=0。

2）操作模式：Pr.79=3。

3）设置各段速度参数：

Pr.4=45Hz（1段）；Pr.5=40Hz（2段）；Pr.6=35Hz（3段）；Pr.24=30Hz（4段）；

Pr.25=25Hz（5段）；Pr.26=20Hz（6段）；Pr.27=15Hz（7段）。

（2）接线

按图1-25所示接好控制线路。

（3）运行

按SB1、SB2，则电动机按速度1（45Hz）运转，按SB1、SB3，则电动机按速度2（40Hz）运转，……按SB1、SB2、SB3、SB4，则电动机按速度7（15Hz）运转。通过DU面板监视频率的变化，运转速度段对应接点接通及参数见表1-19。7段速度随时间变化的曲线及对应接点ON的情况如图1-26所示。

图1-25 7段速度运行接线图

图1-26 7段速度运行接点接通情况

表1-19 运转速度段对应接点及参数表

任务评价

变频器速度调节控制运行任务评价见表1-20。

表1-20 变频器速度调节控制运行任务评价表

知识拓展

一、变频器多段速度控制技术

在相关控制应用中，经常用到变频器多段速度控制技术控制实际生产设备，这需要用参数将多种速度预先设定，用输入端子进行转换。如恒压供水控制、电梯速度控制、洗衣机速度控制等。

利用变频器的多段速度控制功能最高可以设定18段速度[借助于主速度、点动频率（Pr.15）、上限频率（Pr.1）]。

1.变频器多段速度的参数

用参数将多种运行速度预先设定，用输入端子进行转换。可通过开启、关闭外部触点信号（RH、RM、RL、REX信号）选择各种速度。多段速度参数设定见表1-21。

表1-21 多段速度参数表

2.多段速度的信号

（1）操作模式

多段速度在外部操作模式（Pr.79=2）或PU/外部组合操作模式（Pr.79=3、4）中有效。

（2）速度信号

RH：高速信号设定（高速信号只是一个名称，不表示速度就高）。

RM：中速信号设定（中速信号也只是一个名称）。

RL：高速信号设定（高速信号只是一个名称，不表示速度就低）。

多段速度可通过开启、关闭外部触点信号RH、RM、RL进行组合，选择各种7段速度。

另外，有时候经常用到两段速度的情况，如电梯运行和检修时要用到两段速度，洗衣机的脱水和洗衣旋转也要用两段速度，这时可以用基准速度[Pr.1=50Hz（上限速度）]和RH、RM或RL任意接点组成两段调速。

3.15段速度相关知识

如果需设置的速度超过7段，则需使用REX信号并按图1-27所示接线。

图1-27 15段速度接线图

先设Pr.184=8，即将AU端作为REX端子使用。分别设置Pr.4～Pr.6、Pr.24～Pr.27、Pr.232～Pr.239的参数，分别为5Hz、8Hz、10Hz、15Hz、18Hz、20Hz、25Hz、28Hz、30Hz、35Hz、38Hz、40Hz、45Hz、48Hz、50Hz，合上相应开关，则电动机即可按相应的速度运行。运转速度段对应接点及参数见表1-22。运转速度信号时序如图1-28所示。

图1-28 15段速度信号图

表1-22 运转速度段对应接点及参数表

4.对多段速度的几点说明

1）当多段速度信号接通时，其优先级别高于主速度。在图1-25中，假定设定了PU频率为50Hz时，在起动信号STF（或STR）合上后，而RH、RM、RL都没有合上时，变频器则以50Hz速度运行。

2）只有3段速度设定的场合，2段速度以上同时被选择时，低速信号的设定频率优先，即以低速设定的信号频率运行。

3）运行期间参数值可以被改变。

4）多段速度比主速度（端子2-5，4-5）优先。

5）多段速度在PU和外部运行中均可设定。

6）Pr.24～Pr.27和Pr.232～Pr.239之间的设定没有优先级。

7）当用Pr.180～Pr.186改变端子分配时，其他功能可能受影响。设定前要检查相应的端子功能。

二、变频器安装、调试与维护技术

1.安装的环境与条件

（1）变频器的可靠性与温度

变频器的可靠性在很大程度上取决于温度，由于变频器的错误安装或不合适的安放方式，会使变频器产生温升，从而使周围温度升高，这可能导致变频器出现故障或损坏等意外事故。产生事故的原因有如下几点：

1）周围温度升高：配电柜内变频器发热、配电柜内散热效果不好（配电柜尺寸小、通风不足等）、变频器通风路径狭窄、变频器安放位置不对、变频器附近装有热源。

2）变频器温度升高：变频器安放方向不对、变频器风扇出现故障、变频器上方空间过小。

（2）周围温度

变频器的周围温度指的是变频器端面附近的温度。

1）测量温度的位置如图1-29所示。

2）允许温度范围在-10～50℃之间（温度过高或过低将产生故障）。

3）配电柜内的温度小于50℃时，对于全封闭的变频器，其周围温度要小于40℃。

（3）变频器产生的热量

变频器产生的热量取决于变频器的容量及其驱动电动机的负载。把变频器散热器安装在配电柜外面，会使柜内产生的热量大大减少。

（4）配电柜的散热及通风情况

在配电柜内安装变频器时，要注意通风扇的位置。配电柜中的两个以上的变频器安放位置不正确时，会使通风效果变差，从而导致周围温度升高。

图1-30所示为外部散热器安装示意图；图1-31所示为配电柜中安装两个变频器时的注意要点；图1-32所示为通风扇的正确安装位置。

图1-29 测量温度的位置

图1-30 外部散热器安装示意图

图1-31 配电柜内安装两个变频器的例子

○—正确 ×—错误

图1-32 通风扇的位置

○—正确 ×—错误

（5）变频器的安装方向

如果变频器安装方向不正确，其热量不能很好地散去，会使变频器温度升高（控制电路印制线路板部分没有冷却风扇冷却）。变频器的安装方向可参考图1-31。

2.变频器配线

（1）控制输入端电路配线的连接

1）触点或集电极开路输入端（与变频器内部线路隔离）：每个功能端同公共端SD相连，如图1-33所示。由于其流过的电流为低电流（DC 4～6mA），低电流的开关或继电器（双触点等）的使用可防止触点故障。

图1-33 输入信号的连接

a）触点输入（开关） b）触点输入（继电器） c）集电极开路输入 d）集电极开路（外接电源）

2）模拟信号输入端（与变频器内部线路隔离）：该端电缆必须要充分和200V（400V）功率电路电缆分离，不要把它们捆扎在一起，如图1-34所示。连接屏蔽电缆，以消除从外部来的噪声影响。

3）正确连接频率设定电位器：频率设定电位器必须要根据其端子号进行正确连接，如图1-35所示，否则变频器将不能正确工作。电阻值也是很重要的选择项目。

图1-34 频率设定输入端连接示例

图1-35 频率设定电位器的连接

（2）主电路配线

由于主电路为功率电路，不正确的接线不仅会损坏变频器，而且会给操作者造成危险，故严禁将输入和输出接反。

（3）I/O电缆的配线长度

电缆长度由于I/O端子的不同而受到限制。控制信号为光电隔离的输入信号，可改善噪声阻抗，但模拟输入没有隔离。因此，频率设定信号应该小心配线，且提供对应测量参数，从而使配线最大限度地缩短，以使它们不受外部噪声的影响。

3.变频器调试前的检查

（1）根据接线图检查

以运转程序的设计为基础，在正确地实施接线后，在通电前进行下列外观、结构检查：

1）变频器的型号是否有误。

2）安装环境有无问题（如是否存在有害气体、温度高低、有无粉尘等）。

3）装置有无脱落、破损的情况。

4）螺钉、螺母是否松动，插接件的插入是否到位。

5）电缆直径、种类是否合适。

6）主回路、控制回路和其他的电气连接有无松动的情况。

7）接地是否可靠。

8）有无下列接线错误：

①输出端子（U、V、W）是否误接了电源线。

②制动单元用端子（P、Q、N）是否误接了制动单元放电电阻以外的线。

③屏蔽线的屏蔽部分是否按使用说明书所述进行了正确的连接。

（2）绝缘电阻表检查

全部外部端子与接地端子间应用500V绝缘电阻表测量是否在10MΩ以上，如图1-36所示。图中“×”表示应把电源线和电动机引线拆除后才允许测量。

图1-36 绝缘电阻表检查

4.单个变频器运行的调试

单个变频器通电前检查结束，先不接电动机，在给定各项数据后进行运转。单个变频器调试步骤：

1）将速度给定器左旋到底。

2）投入主回路电源，变频器电源确认灯（POWER）应点亮。

3）如无异常，将正转信号开关接通。慢慢向右转动速度给定器，转到底时应为最高频率。

4）频率表的校正。调整频率校正电位器，使频率指令信号电压为DC5V时频率表指示最高频率。

采取以上操作步骤，如不能正常工作，可根据使用说明检查。单个变频器运转无问题后，再连接电动机。

5.负载运行的检查

1）确认电动机及其他机械装置的状态并保证安全后，投入主回路电源，看有无异常现象。

2）接通正转信号开关。慢慢向右转动速度给定器，在给定3Hz处电动机开始以3Hz的频率转动（此时应检查电动机的旋转方向，判断是否正确，如果有错则要更改）。再向右转动，频率（转速）就逐渐上升，右旋到底即达最高频率。在加速期间要特别注意电动机及其他机械装置有无异常响声、振动等。接下来将速度给定器向左返回，电动机转速下降，给定信号在3Hz以下则输出停止，电动机自由停车。

3）速度给定器右旋到底保持不变，接通正转信号开关，电动机以加速度时间给定标度盘上给定的时间提升转速，并在最高频率保持转速不变。此时，加速过程中如果过载指示灯闪亮，则说明存在相对于负载的大小，加减速时间给定过短的情况，此时可把加减速时间重新给定长些。

4）在电动机旋转中关断正转信号开关，则电动机以加减速时间给定标度盘上给定的时间降低转速，最后停止。此时，在减速过程中如果过载指示灯闪亮，或者再生过电压指示灯亮，则说明相对于负载的大小加减速时间给定过短，可将加减速时间重新给定长些。

5）在电动机运行中即使改变加减速时间的给定，由于之前的给定状态被记忆，给定也不能变更，所以要在电动机停止后改变给定值。