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第三章通用变频器的操作与运行3.1 三菱变频器及其端子接线图3.1.1 三菱变频器的特点和铭牌1 特点 (p86)（1）通用型的A系列.一般用于工业应用（2）简易型的S系列。
（3）经济型的E系列。
适用于位能性负载（4）节能型的F系列。
适用于风机和泵类负载。
2 铭牌3.1.2 三菱FR-A540变频器的端子接线图3.1.3 主回路接线端子1. 主回路接线端子功能端子符号端子名称说明R、S、T交流电源输入端子连接工频电源，当使用高功率因数转换器选件时，确保这些端子不连接（FR-HC）U、V、W变频器输出端子接三相笼型异步电动机2．主回路接线说明（1）主回路电源和电动机的连接如图2.3所示。
（2）接线后，保持变频器清洁。
（3）选用适当型号的电线接线。
（4）布线距离最长为500m。
（5）在P和PR端子间建议连接制定的制动电阻选件，端子间原来的短路片必须拆下。
（6）电磁波干扰。
（7）变频器运行后，若需要改变接线的操作，必需在电源切断l0min 以上，用万用表检查电压后进行。
（8）由于变频器内有漏电流, 为了防止触电，变频器和电机必须分别接地。
3.1.4 控制回路接线端子1 控制回路接线端子功能控制回路接线端子见图。
2 控制回路端子接线说明（1）端子SD、SE和5为I/O信号的公共端子，相互隔离，不要将这些公共端子互相连接或接地。
（2）控制回路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线，而且必须与主回路、强电回路（含200V继电器程序回路）分开布线。
（3）由于控制回路的频率输入信号是微小电流，所以在接点输入的场合，为了防止接触不良，微小信号接点应使用两个并联的接点或使用双生接点。
(4）输入信号中RL、RM、RH、RT、AU、JOG、CS等端子以及输出信号中RUN、SU、IPF、OL、FU、A、B、C等端子是多功能端子，又称为可编程端子。
3.1.5 三菱变频器的操作面板1 操作面板的名称及功能表3.4 按键功能表示表3.5 单位和运行状态显示2 操作面板的使用监示模式频率设定模式参数设定模式运行操作模式帮助模式复制模式3 变频器的运行操作模式•PU运行操作模式PU操作模式主要通过变频器的面板设定变频器的运行频率、起动指令、监示操作命令、显示参数等。
这种模式不需要外接其他的操作控制信号，可直接在变频器的面板上进行操作。
操作面板也可以从变频器上取下来，通过FR-CB2选件或通过RJ45接口和符合EIA568的电缆连接进行远距离操作。
采用PU操作模式时，可通过设定“运行操作模式选择”参数Pr.79=1或0来实现。
•外部运行操作模式外部操作模式通常为出厂设定。
这种模式通过外接的起动开关、频率设定电位器等产生外部操作信号，控制变频器的运行。
外部频率设定信号为0-5V、0-10V或4-20mA的直流信号。
起动开关与变频器的正转起动STF 端/反转起动STR端连接，频率设定电位器与变频器的10、2、5端相连接，外部控制操作的基本电路如图2.14所示。
采用外部操作模式时，可通过设定“运行操作模式选择”参数Pr.79=2或0来实现。
•组合运行操作模式PU和外部操作模式可以进行组合操作，此时 Pr.79=3或4，采用下列两种方法中的一种：（1）起动信号用外部信号设定（通过STF或STR端子设定），频率信号用PU模式操作设定或通过多段速端子RH、RM、RL设定。
（2）起动信号用PU键盘设定，频率信号用外部频率设定电位器或多段速选择端子RH、RM、RL进行设定•程序运行操作模式（1）工作方式，包括正转、反转、停止、本程序步结束后应转入的程序步的步号等。
（2）工作频率。
（3）工作时间。
图2.14 外部操作模式的接线图•计算机通信模式通过RS485接口和通信电缆可以将变频器的PU接口与PLC、工业用计算机（PC）等数字化控制器进行连接，实现先进的数字化控制、现场总线系统等。
这个领域有着广阔的应用和开发前景。
当计算机（通常称为上位机）的通信接口为RS232C时，应该加接一个RS485与RS232C的转换器，例如RC-55A。
计算机通信模式可以通过设定参数Pr.79＝6来实现，这时不仅可以进行数字化控制器与变频器的通信操作，还可以进行计算机通信操作与其他操作模式的相互切换。
作业：1、介绍一下三菱FR-A540变频器主回路，控制回路端子的功能？2、介绍三菱FR-A540变频器的各种操作模式。
3.2与频率有关的功能设置3.2.1 频率给定的方法与原则1 给定方法的基本含义要调节变频器的输出频率，必须首先向变频器提供改变频率的信号，这个信号，称为频率给定信号，也称为频率指令信号或频率参考信号。
所谓给定方法，就是调节变频器输出频率的具体方法, 也就是提供给定信号的方式。
2 频率给定方法（1）面板给定（2）预置给定（3）外接给定①外接电压给定信号端（10、2、5）。
图3.1 三菱变频器的给定信号图②外接电流给定信号端（4、5）。
（4）通信给定由上位机或PLC通过通信接口进行给定。
该给定属于数字量给定。
需要注意的是，三菱FR-A540变频器所提供的都是RS485接口，如果上位机的通信接口位RS232C接口的话，须加接一个RS485与RS232C的转换器。
3 选择给定方式的原则（1）面板给定和外接给定中，优先选择面板给定。
因为变频器的操作面板包括键盘和显示屏，而显示屏的显示功能十分齐全。
例如，可显示运行过程中的各种参数，以及故障代码等。
但由于受联接线长度的限制，控制面板与变频器之间的距离不能过长。
（2）数字量给定和模拟量给定中，优先选择数字量给定。
因为数字量给定时频率精度较高，且抗干扰能力强。
（3）在电压信号和电流信号中，优先选择电流信号。
3.2.2 外接给定时的频率给定线及相关参数设置1 频率给定线的定义由模拟量进行外接频率给定时，变频器的给定信号X 与对应的给定频率fX 之间的关系曲线fX=f（X），称为频率给定线。
这里的给定信号X，既可以是电压信号UG，也可以是电流信号IG。
2 基本频率给定线在给定信号X 从0增大至最大值Xmax的过程中，给定频率fX线性地从0增大到fmax的频率给定线称为基本频率给定线。
其起点为（X＝0，fX＝0），终点为（X＝Xmax，fX＝fmax），如图3.2中曲线①所示。
图3.2 频率给定线3 频率给定线的调整（1）调整的必要性。
（2）调整的要点。
（a）起点坐标（X＝0，fX＝fBI）。
这里，fBI为给定信号X＝0时所对应的给定频率，称为偏置频率。
（b）终点坐标（X＝Xmax，fX＝fXM）。
这里，fXM为给定信号X＝Xmax 时对应的给定频率，称为最大给定频率。
预置时，偏置频率fBI是直接设定的频率值；而最大给定频率fXM常常是通过预置“频率增益”G％来设定的。
G％的定义是：最大给定频率fXM与最大频率fmax之比的百分数，即G％＝（fXM/fmax）×100％在这里，fXM是虚拟的最大给定频率，其值不一定与最大频率fmax相等。
若G％＞100％，则fXM＞fmax。
这时的fXM为假想值，其中，fXM＞fmax的部分，变频器的实际输出最大频率等于fmax，其频率给定线如图3.2中③所示；若G％＜100％，则fXM＜fmax，变频器能够输出的最大频率由fXM决定，fXM与fmax对应，其频率给定线如图3.2中②所示。
图3.2 频率给定线4 频率给定线的参数设置频率给定线的设置对变频器的运行具有重要的意义。
变频器“偏置”和“增益”功能调节从变频器外部输入的输入信号到设定输出频率的关系，设置的内容包括运用偏置、增益功能实现频率给定线的设置，涉及频率设定、电压偏置设定和增益调整。
图3.3所示曲图3.3 频率给定线设置说明线来说明频率给定线相关参数的设置。
图3.3 频率给定线设置说明表3.1 频率给定线设置的相关参数意义及设定范围3.2.3 与工作频率有关的功能设置1 基本频率fb当变频器的输出电压等于额定电压时的最小输出频率，称为基本频率，用来作为调节频率的基准。
基本频率的参数号是Pr.3，设定范围是0～400Hz，出厂设定值为50Hz。
2 最大频率当频率给定信号为最大值（X＝Xmax）时，变频器的给定频率。
3 上限频率fH和下限频率fL变频器在运行前必须设定其上限频率和下限频率，用Pr.1设定输出频率的上限，如果频率设定值高于此设定值，则输出频率被钳位在上限频设定输出频率的下限频率，若频率设定值低于此设定值，则输出频率被钳位在下限频率，如图3.4所示。
图3.4 输出频率和设定频率的关系表3.2 上限频率、下限频率的参数意义及设定范围4 频率跳变无级调速时，有可能出现在某一转速或某几个转速下，机械的振动频率和它的固有频率相一致而发生谐振的情形。
频率跳变的定义：为了避免机械谐振的发生，必须使拖动系统“回避”可能引起谐振的转速，与回避转速对应的工作频率就是频率跳变。
三菱FR-A540变频器最多可设定3个区域可以使其跳过共振发生的频率点。
表3.3 频率跳变各参数意义及设定范围Pr.3299990～400Hz，9999频率跳变1B Pr.3399990～400Hz，9999频率跳变2A Pr.3499990～400Hz，9999频率跳变2B Pr.3599990～400Hz，9999频率跳变3A Pr.3699990～400Hz，9999频率跳变3B 例如：设定Pr.34=35Hz, Pr.33=30Hz,回避30~35Hz之间的频率。
图3.5 频率跳变5 点动频率表3.4 点动频率设定范围参数号出厂设定设定范围功能备注Pr.155Hz0～400Hz点动频率Pr.160.5s0～3600s点动加/减速时间当Pr.21 = 00～360s当Pr.21 = 1 Pr.2050Hz0～400Hz加/减基准频率图3.6 点动频率输出示意图作业1与频率有关的功能有哪些？如何设置？2频率给定的方法有哪些？3频率给定线参数如何设置？3.3 变频器的PID控制功能PID闭环控制的特点：首先，PID应用范围广。
其次，PID参数较易整定。
第三，PID控制器在实践中也不断地得到改进，如结合人工智能系统、模糊控制等。
1 PID控制原理（1）PID的分类。
①PI控制。
PI控制是由比例控制（P）和积分控制（I）组合成的，根据偏差及时间变化，产生一个执行量。
PI运算是P和I运算之和。
②PD控制。
PD控制是由比例控制（P）和微分控制（D）组合成的，根据改变动态特性的偏差速率，产生一个执行量。
PD运算是P和D运算之和。
③PID控制。
利用PI控制和PD控制的优点组合成的控制。
PID运算是P、I和D三个运算的总和。
（2）PID的控制逻辑。
①负作用。
图3.23 PID负作用示意图②正作用。
图3.24 PID正作用示意图2 P、I、D的控制作用（1）比例控制比例控制是一种最简单的控制方式。
