三菱FR-A700通用變頻器應用解析

李波

摘 要：隨著科技進步和工業(yè)控制技術不斷變革，變頻器在各行業(yè)的應用越來越多，掌握變頻器的基本原理和使用方法變得非常必要。本文從FR-A700變頻器的基本原理、變頻器的基本特點、變頻器操作面板、變頻器參數(shù)、調(diào)速控制操作方法及常見故障及應用領域等方面對變頻器進行了解析，思路清晰，簡潔明了，對于初期的相關從業(yè)者有很好的指導意義。

關鍵詞：變頻器;操作面板;調(diào)速控制

1 變頻原理

變頻器的發(fā)展離不開電力電子器件的發(fā)展，電力電子器件的發(fā)展經(jīng)歷了從最初的半控型到目前普遍使用的全控型，以及近年來新研制出的智能功率模塊IPM，這些器件的電壓和電流容量越來越大，響應速度明顯提高，所需的驅(qū)動功率及器件自身的管耗也越來越小。

目前的變頻技術主要使用交—直—交變流原理來實現(xiàn)，交-交變頻應用相對很少，即把工頻交流電先通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電，然后再通過逆變電路把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電，以滿足電動機在不同應用場合的速度調(diào)節(jié)。其電路結構如圖1所示。

逆變電路是實現(xiàn)變頻技術的關鍵所在，如圖2所示，開關V1、V2、V3、V4構成四個橋臂，整流濾波后的直流電壓Ud作為電路的輸入，逆變器輸出連接的負載是R-L感性負載。電路工作時，先將開關V1、V4處于閉合狀態(tài)，使V2、V3兩開關斷開，負載上將會得到左正右負的輸出電壓;經(jīng)過一段時間后，再把原來接通的開關V1、V4斷開，送上觸發(fā)信號使V2、V3兩個開關閉合，此時負載上得到右正左負的輸出電壓。在控制過程中，通過改變V1、V4和V2、V3兩組開關的通斷頻率，即可調(diào)節(jié)輸出交流電的頻率。目前橋臂開關主要選用全控型器件IGBT來實現(xiàn)，其容量、響應速度穩(wěn)定性能相對較好。

2 三菱FR-A700通用變頻器特點及面板簡介

2.1 FR-A700變頻器特點

（1）吸取了三菱早期各系列變頻器的特點，控制功能多樣化，過載能力較強，通用性廣，可于速度、轉(zhuǎn)矩、位置多種工作模式的切換，同時具備強大的通信功能和信號處理能力，使用方便。

（2）能實現(xiàn)普通電機的功能最大化，驅(qū)動無編碼器的普通電機能實現(xiàn)精度高、響應快的矢量控制，在超低速工作狀態(tài)下，可實現(xiàn)200%的輸出轉(zhuǎn)矩。

（3） 能實現(xiàn)高性能的矢量控制。

（4）網(wǎng)絡通信能力強，有USB、RS-485等通訊接口，通訊實現(xiàn)方便快捷，也可選用各種總線適配器。

（5）內(nèi)部裝有EMC濾波器：能有效地抑制電磁噪聲，外部不需要再配置濾波裝置，能有效節(jié)省安裝空間。

（6）內(nèi)置PID模塊，能靈活進行變頻器與工頻工作方式的相互切換。

2.2 操作面板簡介

操作面板如圖3所示，各部分功能如下：

（1）M旋鈕：用于對變頻器參數(shù)設定值進行修改，設定運行所需的頻率。

（2）PU/EXT按鍵：作用是運行模式切換，用于實現(xiàn)PU運行模式與外部運行模式間的切換。

（3）REV按鍵：PU模式工作時發(fā)出反轉(zhuǎn)啟動指令。

（4）FWD按鍵：PU模式工作時發(fā)出正轉(zhuǎn)啟動指令。

（5）MODE按鍵：模式選擇，用于切換各種工作模式。

（6）SET按鍵：用于確定各類參數(shù)設置，當在變頻器運行過程中按下時，監(jiān)視器則會循環(huán)顯示當前頻率、電流、電壓值。

（7）STOP/RESET按鍵：用于停止運行控制或者復位報警作用。

另外，左上角為4位LED顯示器，用于顯示變頻器當前工作的頻率、電流或電壓值，右上角為各種工作狀態(tài)指示燈。

2.3 常用輸出端子說明

（1）R、S、T：用于連接輸入三相電源，分別對應連接L1、L2、L3。

（2）U、V、W：變頻器輸出端，用于連接三相電動機。

（3）RH、RM、RL：變頻器輸出高、中、低三個速度時對應連接端子，對應控制Pr.4～ Pr.6設定頻率值。

（4）STF、STR：EXT模式運行時，控制電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)連接端子。

（5）SD：公共端，與外部設備的共地的連接端。

3 FR-A700變頻器調(diào)速應用方法

3.1 速度控制時常用參數(shù)介紹

（1）Pr.cl 用于清除參數(shù)，操作時設定為1，變頻器參數(shù)恢復到初始值。

（2）Pr.79用于設定變頻器的工作模式，常用設定值是0、1、2、3、4，設定變頻器的PU、EXT、NET等工作模式.

（3）Pr.1、Pr.2為保證電機的工作安全，設定變頻器的工作頻率的上、下限，初始值為0-120HZ。

（4）Pr.7、Pr.8用于設定電機動作的加速時間、減速時間。7.5KW以下的電機，初始值為5S。

（5）Pr.4、Pr.5、Pr.6 用于設定變頻器的高速、中速、低速運行頻率值，其對應的外部端子分別為RH、RM、RL。7段速則通過RH、RM、RL的通斷組合方式進行設定，對應頻率值通過Pr.24、Pr.25、Pr.26、Pr.27進行設定。

3.2 變頻調(diào)速基本操作步驟

（1）首先對變頻器進行正確的輸入、輸出接線，R、S、T端子通三相電源，U、V、W端子連接控制電機，如用EXT控制模式，需要對變頻器的外部端子進行連接，保證電機運行的頻率信號和啟動信號，并做好SD的公共端連接。

（2）先對變頻器執(zhí)行參數(shù)清零恢復初始值的操作，避免原有無關參數(shù)的影響。

（3）通過Pr.79設定變頻器的工作模式，如果是PU工作模式，將通過操作面板進行操作，如需與PLC等設備進行聯(lián)調(diào)，則需通過外部端子輸入頻率和啟動信號。

（4）通過Pr.1、Pr.2設定上下限的參數(shù)值，保證運行安全。

（5）設定Pr.4、Pr.5、Pr.6的參數(shù)值，如果外部RH有信號時，則輸出Pr.4對應設定值，注意必須要有相應的啟動信號（STF、TR）。

4 FR-A700變頻調(diào)常見故障處理

變頻器故障的原因很多，具體可查看變頻器手冊中異常顯示一覽表，此處針對最常見的幾種故障作簡要說明。

4.1 電機無動作

當電機無動作時，最常見的原因可能是電機沒有獲得頻率信號或者啟動信號，此時應檢查電機的工作指示燈狀態(tài)，確認FWD或REV有一個指示燈亮，即有相應的啟動信號，再根據(jù)工作模式確認是否有相應的頻率輸入。

4.2 Er2故障

當在操作面板上顯示Er2時，表示運行中寫入錯誤，此時通常的原因是Pr.77設定值不為2，多出現(xiàn)在系統(tǒng)已有啟動信號或者系統(tǒng)運行過程中執(zhí)行寫入所造成的。

4.3 Er4故障

當操作面板顯示Er4故障時，表示工作模式指定錯誤，表示在外部或者網(wǎng)絡運行模式下進行參數(shù)設定，此時需要將運行模式調(diào)整為PU運行模式，讓Pr.77 =2，再進行相應參數(shù)設定。

5 變頻器的應用領域

隨著各行各業(yè)生產(chǎn)機械設備自動化程度的提高，變頻器的應用已經(jīng)滲透到各個領域，在空調(diào)壓縮機上，可以通過變頻調(diào)速實現(xiàn)節(jié)能;在風機應用上，可以通過變頻調(diào)速來控制風量大小，在鍋爐房、中央空調(diào)得到廣泛應用;在工業(yè)供水上，可以通過變頻器實現(xiàn)恒壓供水;各種生產(chǎn)線中的傳送帶，也常采用變頻調(diào)速的方式控制傳送速度。未來變頻器在各行業(yè)的應用將更加廣泛，所以工程技術人員掌握變頻器的應用技術非常必要。

6 總結

電力電子器件的發(fā)展、計算機技術、自動控制理論是變頻器發(fā)展的基礎，逆變電路是實現(xiàn)變頻的關鍵，熟悉操作面板各個按鍵的作用，了解常用參數(shù)及外部接線端子，能根據(jù)使用需要查閱變頻器操作手冊是入門的關鍵，通過對FR-A700調(diào)速應用的了解，可進一步了解其在節(jié)能、軟啟動等方面的具體應用。

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