2011变频实验指导书(精)

实验一认识实验一、实验目的1.了解变频器调速实验装置布置。

2.熟悉变频器外围端子及端子说明。

3.掌握变频器操作面板(FR-P A02-02和实验操作板的基本功能。

二、实验原理及意义自从19世纪80年代发明三相异步电动机以来,由于其结构简单坚固,易于维护,得到了广泛的应用。

然而,在调速方面,三相异步电动机则处于“低能儿”的状态。

随着电力电子技术的发展,终于在20世纪80年代变频调速技术进入了实用阶段,实现了用改变电源频率的方法平滑地调节三相异步电动机的转速,从而大大提高了生产设备的加工精度、工艺水平和工作效率,提高了产品的质量和数量,同时大大减小了生产机械的体积和重量。

FR-E540变频调速器的变频调速模式有四种(PU操作模式,参数Pr.79=1、外部操作模式,参数Pr.79=2、组合操作模式1,参数Pr.79=3和组合操作模式2,参数Pr.79=4,将在实验二、实验三、实验四和实验五中分别介绍。

现在主要了解变频器、变频器操作面板的基本知识和实验控制面板的布置,以便顺利地进行后续实验。

三、实验内容1.了解变频器的基本结构,接线端子布置及接线方法,为正确完成后续实验做好准备。

变频器(以FR-E540-2.2K为例外形图如图1-1所示,端子接线图如图1-2所示,控制端子图如图1-3所示,其主要控制端子说明如表1-1所示。

(a前视图(b拆掉前盖板和辅助板后图1-1 FR-E540-变频器外形图图1-2 FR-E540-变频器端子接线图图1-3 FR-E540-2.2K变频器控制端子图2.了解变频器操作面板的结构,操作键和显示符号的意义,操作模式的设定方法。

(1变频器操作面板(FR-P A02-02如图1-4所示,操作面板键功能如表1-2所示,变频器操作面板单位及运行状态显示如表1-3所示。

表1-1 FR-E540-2.2K变频器主要控制端子说明( a FR-P A02-02盖板( b FR-P A02-02面板图1--4 变频器FR-P A02-02操作面板图表1-2 操作面板键功能键键键/键键键键表1-3 操作面板单位及运行状态表示(注组合模式1、2时PU、EXT同时灯亮(2操作面板中,按键改变设定模式,如图1-4所示。

外部操作模式的显示如图1-5所示。

图1-5 操作面板按键改变设定模式(注频率设定模式,仅在PU操作模式时显示图1-5 外部操作模式显示3.控制板布置图如图1-6所示。

图1-6 实验操作板布置图4.PLC的I/O分配表如表1-4所示。

表1-4 PLC的I/O分配表三、实验要求1.了解控制系统的各个组成部分。

2.了解变频器各接线端子的功能及接线方法。

3.了解变频器控制面板的控制功能及调节方法。

实验二变频器内部操作模式的运行一、实验目的1.了解变频器内部操作模式电路的联结2.掌握变频器基本参数的设定和使用方法。

3.熟悉变频器的内部操作模式的操作过程。

4.学会使用PLC控制变频器运用内部操作模式实现电动机的正反转。

二、实验设备变频器PLC三相异步电动机实验电路板转速表图2-1 变频器内部操作模式电路三、实验原理变频器的内部操作模式(即PU操作模式是指启动信号和频率设定均用变频器的操作面板进行调节,其运行指令用键或操作面板的/键,频率设定用/键。

在这种模式下,PLC只控制接触器KM1、KM2的通断,并对变频器的异常输出和电动机的过载进行报警。

四、实验步骤1.电气原理图如图2-1所示,了解实验线路的联结。

2.合上空气开关,接通电源。

将PLC开关拨至“STOP”位置,在PLC中输入程序。

梯形图程序如图2-2,指令程序如表2-1所示。

图2-2 内部操作模式梯形图表2-1 内部操作模式指令表步号指令步号指令0 LD X0 18 AND Y11 AND X2 19 OUT Y02 OR T1 20 MPP3 ANI X7 21 LD X54 ANI Y1 22 ANI Y35 SET Y2 23 OR X106 LD X5 24 ANB7 OR X7 25 RST Y18 AND X0 26 LD X109 RST Y2 27 SET Y510 LD X1 28 SET Y611 MPS 29 OUT T112 AND X2 K 2013 ANI X7 31 LD X014 ANI X10 32 RST Y515 ANI Y2 33 RST Y616 SET Y1 34 LD X717 MRD 35 OUT Y73.将转换开关SA1拨向“变频”,按下电源通电按钮SB1,变频器通电。

4.用操作面板(即FR-PA02-02调节变频器参数Pr.79=1,使变频器处于内部操作模式,调节步骤如图2-3所示(如果运行状态表示中PU点亮EXT熄灭,说明参数Pr.79已为1 ,可以不调节参数Pr.79。

按键四次使操作面板切换到频率设定模式。

图2-3 变频器参数调节示意图5.设定频率参数。

操作步骤如图2-4所示(以f =50Hz为例。

按键一次使操作面板切换到监视模式。

图2-4 变频器频率参数设定示意图6.调节频率为10 Hz,按下键,电动机正转起动。

观察操作面板在监视模式下显示的频率,并用转速表测量电动机转速。

调节频率分别为20 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz(调节频率可在电机运行期间进行。

测量不同频率下电动机的转速,完成表2-2(运行状态显示为Hz、MON、PU、RUN点亮。

表2-2 电动机转速测定7.按下键,电动机停止后,按下键,电动机反转起动。

进行频率调节(如调节为10 Hz,操作面板显示的频率为所调节频率,并用转速表测定电动机的转速(运行状态显示为Hz、MON、PU点亮,RUN闪烁。

8.按下键后,电动机停转(运行状态显示为Hz、MON、PU点亮,RUN熄灭。

9.按下电源断电按钮SB4变频器断电,将PLC开关拨至“STOP”位置,断开空气开关QF,实验完毕。

*10.PU点动运行(仅在按下或/键的期间运行,松开后则停止,操作步骤如如图2-5所示。

(1设定参数Pr.15 “点动频率”为30 Hz和Pr.16“点动加/减速时间”为1s。

(2选择点动运行模式。

图2-5 点动运行模式设定(3仅在按下或/键的期间运行,松开后则停止。

(如果电机不转,请确认Pr.13“启动频率”。

在点动频率设定比启动频率值低时,电机不转。

五、思考题1.采用PU操作模式时,是通过什么来实现电机的起动、停止和频率调节的?2.在本实验中,PLC的作用是什么?3.在本实验中从参数设定模式按键四次使操作面板切换到频率设定模式。

每按下键显示屏左右显示内容分别为什么?4.实验中变频器和电动机的通电、断电操作次序有何特点?为什么要这样操作?实验三变频器外部操作模式的运行一、实验目的1.了解变频器外部操作模式电路的联结2.掌握变频器基本参数的设定和使用方法。

3.熟悉变频器的外部操作模式的操作过程。

4.学会使用PLC控制变频器运用外部操作模式实现电动机的正反转。

*5.了解多档变频调速的基本方法。

图3-1 变频器外部操作模式实验电路二、实验设备变频器PLC三相异步电动机实验电路板转速表三、实验原理所谓变频器外部操作模式是指根据外部的频率设定旋钮和外部启动信号进行的操作。

即启动信号用外部正转启动按钮SB2、反转启动按钮SB3进行控制,频率设定用外部的接于端子2—5之间的电位器RP旋钮(频率设定器来调节。

在这种模式下,变频器参数Pr.79=2被设定之后,变频器操作面板只起到频率显示的作用。

整个过程由PLC控制。

四、实验步骤1.电气原理图如图3-1所示,了解实验线路的联结。

2.合上空气开关,接通电源。

将PLC开关拨至“STOP”位置,在PLC中输入程序。

梯形图程序如图3-2所示,指令程序如表3-1所示。

图3-2 外部操作模式梯形图3.将PLC程序运行开关拨向“RUN”,转换开关SA1拨向“工频”,按下电源通电按钮SB1,电动机在工频状态下运行,用转速表测量电动机转速。

按下电源断电按钮SB4,电动机停止。

4.将转换开关SA1拨向“变频”,按下电源通电按钮SB1,变频器通电。

表3-1 外部模式指令表步序号指令步序号指令0 LD X0 25 RST Y11 AND X2 26 LD X32 OR T1 27 ANI X73 ANI X7 28 AND Y04 ANI Y1 29 ANI Y45 SET Y2 30 SET Y36 LD X5 31 LD X47 OR X7 32 ANI X78 AND X0 33 AND Y09 RST Y2 34 ANI Y310 LD X1 35 SET Y411 MPS 36 LD X612 AND X2 37 OR X1013 ANI X7 38 RST Y314 ANI X10 39 RST Y415 ANI Y2 40 LD X1016 SET Y1 41 SET Y517 MRD 42 SET Y618 AND Y1 43 OUT T119 OUT Y0 K 2020 MPP 46 LD X021 LD X5 47 RST Y522 ANI Y3 48 RST Y623. OR X10 49 LD X724 ANB 50 OUT Y75.用操作面板(即FR-P A02-02调节变频器参数Pr.79=2,使变频器处于外部操作模式,调节步骤如图3-3所示(如果运行状态表示中EXT点亮PU熄灭,说明参数Pr.79已为2,可以不调节参数Pr.79。

按键三次使操作面板切换到监视模式。

(注:以后Pr参数设定方法同Pr .79图3-3 变频器外部操作模式设定示意图6.按下正转启动按钮SB2 ,电动机正转起动。

调节频率设定电位器RP使频率为10 Hz (面板FR-P A02-02显示,用转速表测量电动机转速,填于表3-2中。

改变频率分别为20 Hz、30 Hz、40 Hz、50 Hz,测量不同频率下电动机的转速,完成表3-2。

表3-2 电动机转速测定(运行状态显示为Hz、MON、EXT、RUN点亮7.按下变频制动按钮SB5 ,电动机停止后,按下反转启动按钮SB3 ,电动机反转起动(运行状态显示为Hz、MON、EXT点亮RUN闪烁。

调节RP,改变频率,测定转速,如步骤6。

8.按下变频制动按钮SB5后,电动机停转(运行状态显示为Hz、MON、EXT点亮RUN 熄灭。

9.按下电源断电按钮SB4变频器断电,将PLC拨至“STOP”,断开空气开关QF,实验完毕。

*10.多档转速控制多档转速控制适用于外部操作模式和参数Pr.79=4的组合操作模式2时有效。

(1按图3-4在变频器上加接S1~S3的开关线路,可进行4~7段速度的设定。

按下电源通电按钮SB1,变频器通电。

(2将输入端子功能选择参数(Pr.180~Pr.182分别预置成0,1,2(即Pr.180=0;Pr.181=1; Pr.182=2。