项目一变频器基础知识(任务一)
变频器产品基础知识
变频器产品基础知识简介变频器是一种用于改变电源的频率、改变驱动电机的转速的电子设备。
它广泛应用于工业生产中，能够有效地控制电机的运行效率和输出功率。
本文将介绍变频器的基本知识，包括原理、应用和常见问题。
原理变频器根据输入电压的频率和幅度，通过将电源的直流电转换成交流电，并通过改变电源的频率来控制电机的速度。
其基本原理包括以下几个方面：逆变原理变频器首先将交流电输入，然后通过整流和滤波电路将其转换为直流电。
接下来，通过逆变器将直流电再次转换为交流电，并控制其频率和幅度。
逆变器采用高频开关电路，通过调整开关管的导通和关断时间，控制输出交流电的频率和幅度。
控制电路变频器的控制电路主要包括输入电路、控制电路和输出电路。
输入电路用于接收外部电源输入，控制电路根据输入信号和设定参数控制输出电路的开关管，进而控制输出电压的频率和幅度。
反馈回路变频器通常设置反馈回路，用于监测电机转速和电流，并将其反馈给控制电路。
通过对反馈信号的处理和比较，控制电路可以动态地调整输出电源的频率和幅度，以实现对电机速度的精确控制。
应用变频器广泛应用于各个领域的电机控制中，常见的应用包括以下几个方面：工业生产在工业生产中，变频器可以用于控制各种类型的电机，如水泵、风机、压缩机等。
通过对电机速度的控制，可以实现节能和提高生产效率的目的。
建筑物自动化在建筑物自动化中，变频器可用于控制电梯、升降机、通风系统等。
通过对电机转速的调节，可以实现舒适性和节能的平衡。
新能源领域在新能源领域，变频器可以用于控制风力发电机组和太阳能发电系统的输出电压和频率。
通过优化电机的运行状态，可以提高能源利用率和系统的稳定性。
常见问题以下是一些关于变频器的常见问题和解答：变频器发热问题如何解决？变频器发热主要是由于电路损耗引起的，可以通过以下几种方法来解决： - 改善散热条件，例如增加散热片、风扇等散热设备。
- 降低负载率，减少电流流过的功率，以降低热量产生率。
任务操作变频器FR A700系列的操作面板全解
《变频器应用》
任务分析
1、 变频器的4位LED显示器在各种模式下都显示什么内容？ 2、FR-DU07面板的工作模式有几种，模式之间如何切换？ 3、如何进入参数设定模式，参数设置的步骤是怎样的？ 4、变频器的运行模式有哪些种类？各种模式下的功能与区
别是什么？运行模式之间如何实现切换？ 5、在操作面板上，如何直接设定变频器的频率？ 6、如何清除内部参数？
《变频器应用》
二、基本功能操 作
1、操作面板说明
《变频器应用》
按键
用于切换各设定模式
功能
1、用于确定频率和设定参数 2、在监视运行中，按下该键，监视器将循环显示“运行模式”、 “输出电流”、和“输出电压”
用于设置频率值和改变参数的设定值
1、用于PU与EXT运行模式间的切换； 2、在EXT运行模式下，按下此键，切换到PU模式，此时PU灯亮 PU内部运行模式；EXT外部运行模式
NET
网络运行模式时，灯亮
FWD REV
《变频器应用》
正转运行时，灯闪烁 反转运行时，灯闪烁3 4为LED显示器，用于显示频率、参数编号、电流、和电压等。
二、基本功能操作
2、功能操作 1)按参数单元的【MODE】键，可以改变5个监视显示画面。
2)显示功能操作。
《变频器应用》
3)运行模式切换与频率设定。 《变频器应用》
据。 ? 8）按【MODE】键至“监示模式”。
《变频器技术》课程标准
《变频器技术》课程标准1课程定位变频器技术课程是理论与实践紧密结合的课程，其主要任务是：使学生了解交流调压调速系统、通用变频调速系统的调速原理;通过典型案例，加深学生对实际变频调速系统的认识；使学生学会操作通用变频器、设定变频器主要参数、排除变频调速系统中的简单故障，学会位置控制系统的组成与互连方法；培养学生的通用变频器的典型应用能力（含通用变频器的主回路、控制回路的接线、参数设定、变频器与PLC的互连方法、变频器运行异常监视和简单故障排除），为学生第一岗位使用变频器控制系统及步进、伺服控制系统打下良好的应用基础。
2.程教学目标通过本课程的学习，使学生深刻理解通用变频器的基本功能含义，掌握通用变频器的基本操作方法，了解专用变频器的工业应用，培养学生在变频器应用方面的实践能力和维修能力。
2.1知识目标1)认识变频器的操作面板。
2)掌握变频器参数设置的方法。
3)培养学生检索电气技术资料的能力、撰写技术报告的能力、实用设计创新的能力。
4)掌握变频器日常维护保养常识和故障排除的方法2.2能力目标1)能够使学生掌握变频调速技术、PLC应用技术等多学科综合知识与基本技能。
2)具备变频调速系统的设计、安装、调试、维护及设备改造的综合应用能力。
2.3素质目标1)培养学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。
2)培养良好的团队合作精神和实事求是的工作作风。
3.教学内容和要求4.教学建议4.1教学方法1)项目教学法：通过完成项目达到教学做合一的学习目的。
2)实物演示法：教师在讲解过程中尽量出示实物，并进行一些演示，可提高学习效果。
4.2评价方法1)改变传统教学的评价方法，突出实施过程与项目任务评价相结合的方法，结合课堂提问、实践操作测试、项目考核等手段加强实践性教学环节的考核。
2)在教学中分项目和任务进行评分，课程结束时根据平时过程评价综合评分。
平时过程评价包括形成性评价和总结性评价。
形成性评价：在教学过程中对学生学习态度和各类作业情况进行评价。
任务 操作变频器FR-A700系列的操作面板
操作反转启动
1、停止运行 2、在便签发生保护功能动作而输出停止时，操作复位变频器主要 用于故障） 《变频器应用》
2）显示功能，见表4.3。
显示 Hz A 功能 监视器显示频率时，灯亮 监视器显示电流时，灯亮
V
MON
监视器显示电压时，灯亮
处于监视显示模式时，灯亮
PU
EXT
PU运行模式时，灯亮
外部运行模式时，灯亮
《变频器应用》
任务拓展：
故障处理： 故障显示：画面由显示“1”变为显示 闪 烁。 故障判断：运行模式没有切换到PU运行模式。 故障处理： 1）当Pr.79=“0”时，按下 键，键PU灯亮， 将运行模式切换为PU运行模式。 2）按清除参数模式中的清除参数的步骤的第六步 开始重新操作。
《变频器应用》
知识巩固：
NET
FWD REV 《变频器应用》
网络运行模式时，灯亮
正转运行时，灯闪烁 反转运行时，灯闪烁3 4为LED显示器，用于显示频率、参数编号、电流、和电压等。
二、基本功能操作
2、功能操作 1)按参数单元的【MODE】键，可以改变5个监视显示画面。
2)显示功能操作。
《变频器应用》
3)运行模式切换与频率设定。
《变频器应用》
• 2、将加、减速参考频率预置为 50HZ。 • 查表基本参数功能表得：加、减速 参考频率的参数号为Pr.20，预置的 步骤如图3-25所示。
《变频器应用》
图3-35 第一行参数设定的步骤示意图
《变频器应用》
• 四、设置运行频率 • 例如，将运行频率设置为50Hz。设置步骤 如图3-36所示，如下： • 1）按【MODE】键至“PU操作模式”。 • 2）按【MODE】键至“频率设定模式”。 • 3）按【▲/▼】键，修改给定频率为50Hz 。
PLC与变频器项目教程项目一
（4）数据处理。PLC 具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能， 可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大 型控制系统。
（5）通信及联网。PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。随着工厂 自动化网络的发展，现在的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。
任务二 抢答器的控制
在各种知识竞赛中，经常用到抢答器，现有四人抢答器，通过 PLC 来实现控制，如图 1-7 所示，图中，输入 X01～X04 与 4 个抢答按钮相连，对应 4 个输出 Y01～Y04 继电器。只 有最早按下按钮的人才有输出，后续者无论是否有输入均不会有输出。当组织人按复位按钮 后，输入 X00 接通抢答器复位，进入下一轮竞赛。
X0 . . . . . . COM
X0
.
.
24V
.
AC
.
.
.
COM
X0 . . . . . . COM
a) 干接触式
b) 24V 直流输入式 图 1-10 输入接口形式
c) 交流输入式
2．输出接口 输出接口用来连接被控对象中各种执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀（模 拟量）、调速装置（模拟量）等。 输出接口有多种输出方式，如图 1-8 所示。 （1）继电器输出：接触电阻小，抗冲击能力强，但响应速度慢，一般为毫秒级，可驱 动交/直流负载，常用于低速大功率负载。 （2）晶体管输出：响应速度快，一般为纳秒级，无机械触点，可频繁操作，受命长， 可以驱动直流负载。 （3）晶闸管输出：响应速度比较快，一般为微秒级，无机械触点，可频繁操作，受命 长，可以驱动交/直流负载。
(a) 继电器输出
(b) 晶体管输出
任务一 三相异步电动机变频调速正反转运行的PLC控制
项目四 任务一 三相异步电动机变频调速正反向运行的PLC控制
✓ 模拟量输入A/D的应用举例 有一台压力传感器测量范围是0～40000N，将其连接至输出范围为0～
10V的电压变送器，并将电压变送器的输出端连接到FX5U32MR/ES内置模拟 量输入端子，要求实时显示压力数值，试编辑梯形图程序。
打开GX Works3编程软件，按图4-2、4-3所示的方法设置模拟量输入的参 数。由于FX5UPLC内置模拟量输入是将A/D转换值存于特殊寄存器SD6020中 ，数字量的范围0～4000，这个数值对应的力是0～40000N，据此编辑梯形 图如图4-4所示。
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项目四 任务一 三相异步电动机变频调速正反向运行的PLC控制
✓ 内置模拟量输出规格
表4-3 FX5UCPU内置模拟量输出规格（续）
项目
规格
转换速度
30μs（数据的更新为每个运算周期）
绝缘方式
与CPU模块内部不绝缘
输入输出占用点数
0点（与CPU模块最大输入输出点数无关）
① 0V 输出附近存在死区区域，模拟量输出值相对于数字输入值存在部分 未反映的区域。
-32768～+32767
默认
禁止 0 0
禁用 0 0 0
CLEAR
0
15
项目四 任务一 三相异步电动机变频调速正反向运行的PLC控制
在图4-6“模块参 数 模拟输出”设置 窗口，单击该窗口左 侧“应用设置”选项 ，即可选择对输出通 道进行应用设置，设 置界面如图4-7所示 ，参数设置完成后， 单击“应用”按钮。 这一步很重要，否则 ，参数设置无效。
图4-4 模拟量输入A/D的应用梯形图
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项目四 任务一 三相异步电动机变频调速正反向运行的PLC控制
《变频器应用与操作》课程标准(电子张)
《变频器应用与操作》课程标准一、课程名称：变频器应用与操作二、对象：三年制中职电子技术应用专业学生三、课时：54学时四、学分：6分五、课程目标：培养学生具备从事变频器的安装与接线、参数设置、调试运行及维护的基本技能。
教学主要围绕项目实施所要掌握的知识、技能要领，开展变频器操作技能的实训。
职业能力目标：●能从事变频器的安装与接线，懂得变频器的维护保养●会调整变频器的各种运行方式及其相应的参数设置●掌握变频器的各种运行方式的具体调试运行●养成对新知识、新技术的学习能力,具有良好的思想品德、敬业与团队精神及协调人际关系的能力六、教学设计思路本课程是电子技术应用专业的一门主要专业课程，教学遵循学以致用原则，结合生产生活实际，使每一教学内容有具体的事物、形象的描述、明确的任务。
本课程贯彻“项目引导，任务引领”的设计思路，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的成就动机，强调教学内容与岗位实际的紧密联系，通过师生共同参与，共同努力，达成教学目标，。
在具体教学过程中，以生产岗位的实际项目为课题内容展开，再施以具体的学习任务，每个任务都有必需的理论与技能知识点，始终坚持理实一体化的教学理念，注重学生技能与职业素养的培养，将岗位素质教育与技能培养有机结合起来，做到理论与实践的有机结合。
七、内容要求(一)项目一：三菱变频器及其安装、接线 6学时教学目标：熟悉变频器的基本配置、外观和结构；明了安装注意事项；懂得端子接线图及其功能说明；并能以此安装接线。
教学要求：结合现场教学，以实物为载体，在教学过程中，教师示范和学生分组操作训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”过程中，熟悉变频器，重点加强学生实际操作能力的培养。
相关理论与实践知识：电气控制技术，工厂供电技术，变频器原理◆任务一：系统配置、外观和结构 2学时要点：1、明确变频器的基本配置，熟悉变频器的外观2、明白变频器的具体结构◆任务二：安装、接线与端子接线图及其功能说明 4学时要点: 1、能按变频器的基本要求安装，根据接线图接线2、能初步理解端子接线图及其功能说明(二)项目二：变频器的基本运行操作 8学时教学目标：熟悉变频器的操作前准备，明白操作面板上的各个键盘与接线端子的功能与意义。
工作任务书1变频器的基本参数设置
变频器的基本参数设置工作任务书1.1任务提出变频器运行需要基本参数和功能参数的设定。
这些参数是通过功能预置得到，因此它是变频器运行的一个重要环节。
基本参数是指变频器运行所必须具有的参数，主要包括转矩补偿、上下限频率、基本频率、加减速时间和电子热保护等。
大多数的变频器在其功能码表中都列有基本功能一栏，其中就包括了这些基本参数。
功能参数是指根据选用的功能而需要预置的参数，如PID调节的几个参数等。
如果不预置参数，则变频器参数自动按出厂时的设定选取。
1.2任务要求（1）控制要求：使电动机分别运行在f =30Hz，f =45Hz，f =15Hz。
（2）控制要求：将参数Pr.79分别设为“0”、“1”、“2”，在[频率设定]监视界面下，按[PU/EXT]键，观察实验结果。
（3）参数清零后，做如下操作，观察现象并记录实验结果。
a.设电动机频率f=30Hz，启动电机，观察显示结果。
b.停止电机，将频率设为60Hz，启动电机，观察结显示果。
c.停止电机，找到Pr.1记录显示读数，把Pr.1改为60Hz后再启动电机，观察显示结果。
（4）PU模式下，设Pr30分别＝0，1 在参数界面拨动旋钮，观察实验结果。
（5)将参数Pr.7设为60，Pr.8设为0，启动电机观察实验现象，停止电机，再观察实验现象。
（6）将参数Pr.77设为1后，更改Pr7=5，Pr8=5，观察显示结果。
将参数Pr77设为0后，再更改Pr7=5，Pr8=5，再观察显示结果。
1.3任务目标（1）掌握变频器的接线方法。
（2）熟悉变频器的操作面板。
（3）掌握变频器模式转换的操作方法。
（4）掌握变频器常用参数的意义。
（5）掌握变频器的频率设定方法。
（6）掌握变频器的参数设定方法。
1.3注意事项（1）不能从变频器上取下操作面板。
（2）电动机为△形接法。
（3）操作完成后注意断电，并清理现场。
设备清单过程监控记录记录在设备的设置、运行、调试过程中，遇到的问题、不符合要求的现象、出现的故障等。
变频技术及其应用单元1 任务2 变频器的面板操作控制
一、三菱变频器操作面板的名称及功能
FR - DU07 操作面板示意图
操作面板按键及指示灯功能说明一览表
面板按键
功能说明
指示灯
状态说明
键
用于给出正转指令
Hz
显示频率时亮灯
键
用于给出反转指令
A
显示电流时亮灯
键
切换各设定模式
V
显示电压时亮灯
键
确定各类设置
变频器通过RS-232口后再接调制解调器 Modem与上位机联机
变频器RS-485接口与上位机RS-485通信
3．与频率相关的参数
（1）输出频率范围 （Pr.1、Pr.2、Pr.18）
用“上限频率Pr.1” 来设定输出频率的上 限 （出厂设定为120Hz，设定范围为0 ～120Hz）
用“下限频率Pr.2” 来设定输出频率的 下限 （出厂设定为0Hz，设定范围为0 ～120Hz）
频率设定模式的具体操作方法及步骤
4．参数设定模式的操作
参数设定模式的操作方法及步骤
续表
续表
5．参数清除、全部清除的操作
参数清除、参数全部清除的操作方法及步骤
续表
续表
6．参数复制与核对的操作
参数复制与核对的参数设置表
PCPY（参数复制）设定值
说明
0
取消
1
将复制源的参数复制到操作面板
2
将已经复制到操作面板的参数写入复制目标变 频器
3
核对变频器和操作面板的参数
（1）参数复制
参数复制的操作方法及步骤
续表
续表
续表
（2）参数核对
参数核对的操作方法及步骤
16《变频器应用技术》课程标准
《变频器应用技术》课程标准（一）课程性质与任务《变频器应用技术》是电气自动化技术专业的一门专业核心课程。
本课程旨在培养学生变频器操作能力，变频器选用、安装、维护能力，运用PLC技术控制变频器运行能力，简单变频器控制系统设计能力、变频器技术资料阅读与利用能力。
（二）课程教学目标1.素质目标（1）培养学生的爱国精神、遵纪守法意识、团队协作精神（2）培养学生的独立分析能力和应变能力;（3）锻炼学生的沟通交流能力，培养学生的书面表达能力；2.知识目标（1）掌握课程中变频器和变频器中常用的基本术语、定义、概念和规律，在今后的学习和工作中应能较熟练地应用这些概念和术语。
掌握变频器和变频器的组成原理。
掌握变频器和变频器中标准接口的使用环境和方法。
（2）对变频器和变频器的发展趋势及所介绍的现代接口技术有所了解。
3.能力目标（1）认识变频器和变频器学习的基本方法，逐步发展从不同的角度提出问题，分析问题，并能运用所学知识和技能解决问题的能力。
（2）把握变频器和变频器整体知识结构，发展严谨的逻辑思维能力和培养严谨求实的科学态度。
（3）养成独立思考的学习习惯，能对所学内容进行较为全面的比较、概括和阐释（三）参考学时：72 学时（四）课程学分：4学分（五）课程内容和要求（六）实施建议1.教学方法（1）在教学过程中，应立足于加强学生实际动手操作能力的培养，采用项目教学，以项目引领、工作任务驱动，提高学生学习兴趣和主动性，激发学生的成就动机。
（2）本课程的教学关键是现场教学，在教学过程中，教师示范和学生操作训练相结合、学生疑问与教师指导相结合。
（4）教学过程中教师应积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。
2.学生考核评价方法（1）改变传统的学生评价方法，采用过程性评价、项目评价、理实一体化评价模式。
（2）评价主体多元化，采用学生自评、学生互评、教师点评相结合的评价方法。
3.教学实施和保障建立开放式实验实训中心，建立开放式实验实训中心，使之具备职业技能证书考证实验实训、现场教学的功能，将教学与培训合一，教学与实训合一，满足学生综合职业能力培养的要求。
实训指导书(西门子MM420变频器)全解
任务 1变频器的面板操作与运行任务目的：1.熟习变频器的面板操作方法。
2.娴熟变频器的功能参数设置。
3.娴熟掌握变频器的正反转、点动、频率调理方法。
任务引入：变频器 MM420 系列（ MicroMaster420 ）是德国西门子公司宽泛应用与工业场合的多功同能标准变频器。
它采纳高性能的矢量控制技术，供给低速高转矩输出和优异的动向特征，时具备超强的过载能力，以满足宽泛的应用处合。
对于变频器的应用，一定第一娴熟对变频器的面板操作，以及依据实质应用，对变频器的各种功能参数进行设置。
相关知识点：一．变频器面板的操作利用变频器的操作面板和相关参数设置，即可实现对变频器的某些基本操作如正反转、点动等运行。
变频器面板的介绍及按键功能说明详见本书任务 1.4 变频器的调试，详尽参数号和相应功能参照系统手册。
二．基本操作面板更正设置参数的方法MM420 在缺省设置时，用BOP 控制电动机的功能是被严禁的。
假如要用BOP 进行控制，参数P0700 应设置为 1 ，参数P1000 也应设置为1。
用基本操作面板(BOP)可以更正任何一个参数。
更正参数的数值时，BOP 有时会显示“busy”，表示变频器正忙于办理优先级更高的任务。
下边就以设置P1000=1 的过程为例，来介绍经过基本操作面板(BOP)更正设置参数的流程，见表2-1。
表 2-1 基本操作面板(BOP)更正设置参数流程操作步骤BOP 显示结果1按键，接见参数2按键，直到显示P10003按键，直到显示in000 ，即 P1000 的第 0 组值4按键，显示当前值 25按键，达到所要求的值 16按键，储存当前设置7键，显示 r0000按8按键，显示频率任务训练：一、训练内容经过变频器操作面板对电动机的启动、正反转、点动、调速控制。
二、训练工具、资料和设备西门子MM420变频器、小型三相异步电动机、电气控制柜、电工工具（ 1 套）、连接导线若干等。
三、操作方法和步骤~380 V1．按要求接线QS系统接线如图 2-1 所示，检查电路正确无误后，合上主电源开关 QS。
任务一Altivar31变频器的面板操作与运行
任务一Altivar31变频器的面板操作与运行任务一 Altivar31变频器的面板操作与运行1．变频器参数复位到工厂设定值:Drc →FCS →InI 2．频率额定值类型的选择: Drc →Uft →P3．加、减速时间的设置:加速斜坡时间：SET →ACC →5减速斜坡时间：SET →dec →5 4. 高、低速设置:高速设置：SET →Hsp →50低速设置：SET →Lsp →0 5.显示比例系数设置SET →sds →28.5 （sds=额定转速/最高频率=1425/50=28.5，设置后显示的转速为电机的实际转速）6.激活给定电位计Ctl →Frl →AIP 7.设置本机控制I-O →tcc →loc8.电机缺相不检测FLt →opl →no 9．显示电机输出频率SUP →rfr →0.0任务二外接端子控制正反转及点动运行1．变频器参数复位到工厂设定值:Drc →FCS →InI2．频率额定值类型的选择Drc →Uft →P 3．加、减速时间的设置:加速：SET →ACC →3;减速：SET →dec →3 4. 高、低速设置:高速:SET →Hsp →50;低速:：SET →Lsp →0 5.显示比例系数设置:SET →sds →28.5 ;6.激活给定电位计:Ctl →Frl →AIP 7.设置为3线控制: I-O →tcc →3c;８.设置反向运行:I-O →rrs →L13９.激活点动:FUN →JOG －→JOG →LI6;10.点动频率给定值（0~10Hz ）:FUN →JOG －→JOF →9 10.电机缺相不检测FLt →opl →no;11．显示电机输出频率SUP →rfr →0.0任务三变频器的模拟信号操作控制1．变频器参数复位到工厂设定值Drc →FCS →InI 2．频率额定值类型的选择Drc →Uft →P 3.模拟信号端口设置Ctl →Frl →AI1 4.设置为3线控制 I-O →tcc →3c 5.设置反向运行I-O →rrs →LI3 6.电机缺相不检测FLt →opl →no7．显示电机输出频率SUP →rfr →0.0任务四三段速度的控制1．变频器参数复位到工厂设定值Drc →FCS →InI 2．频率额定值类型的选择Drc →Uft →P 3.设置为2线控制I-O →tcc →2c 4.设置反向运行I-O →rrs →LI2 5.设置速度控制端子Fun →PSS －→PS2→LI3 Fun →PSS －→PS4→LI4 6．预置速度第1频段速度设置SEt →SP2→15 第2频段速度设置SEt →SP3→20 第3频段速度设置SEt →SP4→30 7.电机缺相不检测FLt →opl →no8．显示电机输出频率SUP →rfr →0.0S2S3 S4 S6 U V WM3 ~7 6 8 +24V ＋10V LI1 LI2 LI 3AI 1 CO M S 2 S3 S 4R P 正转反转变频器停止U V W U V W M 3 ~+24VLI 1 LI 2 LI 3 SB 1 SB 2 SB 3 ATV31LI 4 SB 4。
变频器基础知识
（三）变频器输入电压与输出电压的选择
变频器的输出电压按电动机的额定电压选定。在我国，低压电动机的额定电压多数为380V，可选用400V系列变频器。应当注意变频器的工作电压是按U/f曲线变化的。变频器规格表中给出的输出电压是变频器的可能最大输出电压，即基频下的输出电压。
2.矢量控制变频器
矢量控制的基本思路是将电动机的定子电流分为产生磁场的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量，并分别加以控制。这种控制方式必须同时控制电动机定子电流的幅值和相位，即定子电流矢量，因此称为矢量控制方式。
3.直接转矩控制变频器
直接转矩控制与矢量控制不同，它不是通过控制电流、磁链等量来间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控矢量来控制。
（二）按直流环节的储能方式分类
1.电压型变频器
整流后若是靠电容来滤波，这种交—直—交变频器称作电压型变频器，而现在使用的变频器大部分为电压型。
2.电流型变频器
整流后若是靠电感来滤波，这种交—直—交变频器称作电流型变频器，这种型式的变频器较为少见。
（三）按控制方式分类
1.U/f控制变频器
U/f控制变频器的方法是在改变频率的同时控制变频器的输出电压，通过使U/f保持一定或按一定的规律变化而得到所需要的转矩特性。由于结构简单、成本低，现在通用变频器以及风机和泵类机械驱动多采用U/f控制方式。
（四）根据调压方式分类
1.脉幅调制
变频器输出电压的大小是通过改变直流电压来实现的，常用PAM表示。这种方法现在已很少使用了。
2.脉宽调制
变频器输出电压的大小是通过改变输出脉冲的占空比来实现的，常用PWM表示。目前使用最多的是占空比按正弦规律变化的正弦波脉宽调制，即SPWM方式。
任务一 认识佳乐变频器的电路结构和外部结构
任务一认识佳乐变频器的电路结构和外部结构
一、产品命名和铭牌标识
命名规则
1、变频器系列:代表不同的系列
2、功率大小定义：数字表示功率大小，从0.4-400KW 不等，G 代表通用机，P 代表风机水泵型，B 代表制动单元
3、相数定义：三相380V 用4 表示、单相220V 用S2 表示、三相220V 用2 表示
4、外壳型号定义:根据此款机型所用外壳型号而定
二、变频器的电路结构
三、变频器的外部结构
JAC300 系列变频器为塑胶结构类型，外型图如下图所示：
序号名称说明
1 上盖保护内部元器件
2 键盘参见“键盘操作”
3 下盖保护内部元器件
4 冷却风扇变频器散热风扇
5 风扇罩风扇网罩
6 铭牌产品铭牌信息
7 键盘接口连接键盘
8 控制端子控制回路接线端子
9 主回路端子主回路接线端子。
《工业控制技术》授课计划
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讲授
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子任务2：系统硬件接线及软件调试
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理实一体化
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技能拓展课
技能拓展课：物料分拣控制系统设计与调试
2
讲练结合
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技能拓展课：水箱液位控制系统设计与调试
2
讲练结合
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模块四：工业控制系统设计
任务1：电动机双向运行控制系统设计与调试
子任务1：电动机双向运行系统设计
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讲授
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子任务2：系统硬件接线及软件调试
2
理实一体化
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任务2：电动机多段速控制系统设计与调试
子任务1：电动机多段速控制系统设计
2
讲授
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子任务2：系统硬件接线及软件调试
2
理实一体化
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任务3：交通信号灯监控系统设计与调试
2
理实一体化
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子任务2：D700系列变频器控制三相异步电动机正反转
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理实变频器多段速选择
2
理实一体化
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任务3：西门子变频器操作训练
子任务1：西门子变频器参数设置操作
2
理实一体化
4
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子任务2：西门子变频器控制三项异步电动机正反转
2
理实一体化
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子任务3：西门子变频器多段速选择
《工业控制技术》授课计划
周
次
课
号
项 目
授 课 章 节 内 容 提 要
授课时数
授课
方式
作业
授课
日期
1
1
模块一：执行机构变频器
任务1：变频器基础知识
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
1.1.2变频器的基本工作原理
1.什么是变频器 广义上讲，变频器是利用电力电子半导体器件的通 断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。通 常把电压和频率不变的交流电变换成电压或频率可变的
交流电装置称作变频器。
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任务一 了解变频器
2.变频器的基本原理
变频器给负载提供调压调频电源的电力变换部分称为变频器 的主电路。典型的电压型变频器主电路如图1-2所示。其主电路 由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的整流器件，吸收 整流器、逆变器产生电压脉动的平波电路，以及将直流功率变 换为交流功率的逆变器。若系统的负载为异步电动机，在变频
器调速系统中需要制动时，还需要附加制动回路。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
2）驱动电路。变频器驱动电路的功能是在控制电路的控制 下，产生足够的功率驱动信号，使主电路开关元件导通或关断。 控制电路一般是采用电隔离技术是对驱动电路的控制。 3）V/I（电压/电流）检测电路。变频器的电压、电流检测 电路是采用电隔离技术来检测主回路的电压、电流，检测电流 在对检测到的电压、电流进行处理和转换，以满足变频器控制 的需要。
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
通用变频器的工作原理是把工频交流电通过整流变成平滑直流， 然后利用半导体器件（GOT、GTR或IGBT）组成的三相逆变器，再将 直流电变成可变频率、电压的交流电，由于采用微处理器控制正弦 脉宽调制（SPWM）的方法，使输出的波形近似正弦波，用于驱动
异步电动机实现无级调速。利用变频器不仅可以根据电机负载实际
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
4）速度检测电路。速度检测电路以安装在异步电动机同轴 上的速度检测器TG、PLG等为核心，将检测的速度信号进行处 理和转换，送入运算回路，根据指令和运算要求使电动机按指 令要求速度运转。 5）I/O输入输出电路。变频器的I/O输入输出电路的功能是为了 使变频器更好的实现人机交互，变频器具有多种输入信号如运 行、点动、多段速等，还有各种内部参数如电流、频率、速度 等信号。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
2.特出功能 1）低频定子补偿功能。通常称为电动机的转矩（力矩）提升。 2）跳频功能。由变频器为交流电动机供电时，系统可能发生震 荡（发生震荡的原因是：电气频率与机械频率发生共振或纯点 气引起的），通常振荡是发生在某些频率范围内的，为了避免 这一现象，可采用跳频功能。 3）瞬时停电再启动功能。由于电动机有很大惯性，在停止的数 秒钟内，电动的可能还在一定速度运转，这样，变频器可以在 恢复供电后继续给电动机正常的运行供电，而不需要停止后再 重新启动。
管)、MCT(MOS控制晶闸管)发展到今天的IGBT(绝缘栅双极型晶体
管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)，而这些器件的更新促
使电力变换技术的不断发展。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM—VVVF)调 速研究引起人们的高度重视。到了20世纪80年代，作为变频 技术核心的PWM模式优化问题吸引了人们的浓厚兴趣，并 得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。而 从20世纪80年代后期开始，美、日、德、英等发达国家的 VVVF变频器已投入市场并得到广泛的应用。
变器中主开关的通、断，可以得到任意频率的三相交流
电输出。
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任务一 了解变频器
（3）中间直流环节：
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
a）平波电路。整流后的直流电压中含有电源6倍频率的脉动电 压，而逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波 动采用电感和电容吸收脉动电压（电流），一般通用变频器都会采 用电容滤波的平波电路。使脉动的直流电压变得稳定和平滑，供逆 变器使用。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
（5）限流电路。限路电路由如图1-2中限流电阻R及开 关K构成，由于上电瞬间滤波电容端电压为零，上电瞬间
电容充电电流较大，过大的电流可能损坏整流电路，为了
保护整流电路，在变频器上电瞬间将限流电阻串联到回路 中，当电容充电到一定的时间后通过开关K将电阻短路。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
4）欠压保护。引起电动机疲倒的电压称为临界电压 。当 线路电压降低到临界电压时，保护电器的动作，称为欠电压保 护，其任务主要是防止设备因过载而烧毁。 5）接地过电流保护。变频器逆变器负载接地时，为了保护逆变 器需要设置接地过电流保护功能。为了确保人员安全，还需安 装漏电断路器。
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任务一 了解变频器
整流器
学习目标
K R 平波回路
发展背景 工作原理 主要功能
逆变器
工频电源
变频电源
制动电路
图1-2 型变频器主电路示意图
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任理 主要功能
（1）整流电路：变频器一般使用的是二极管整流，
如图1-2所示，它与单项或三相交流电源相连接，它把工
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
1.1.5通用变频器的主要功能
1.基本功能 1）基本变频。通常指输入工频交流的频率，实现0～50HZ的平 滑调速。 2）自动加、减速控制。按照机械惯量以及负载的特性自动确定 加减速时间。 3）加减速时间的设置。由加减、速时间的设置决定调速系统的 快速性。如果设置加、减速时间较短，就可以提高生产效率。 但是，若电动机带动大负载加速时间太短，则会引起过流；若 减速设置时间太短，则会使频率下降太快，电动机容易进入制 动状态。
流环节、逆变电路）和控制电路组成，分述如下：
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任务一 了解变频器
学习目标
主 电 路
发展背景 工作原理 主要功能
电网侧变流器 ～3φ
中间直流环节
负载侧变流器
整流电路
AC
逆变电路
AC
～
M
控
制
电
路
图1-1 变频器的基本构成
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
1.1.3变频器主电路的结构
频电源变换为直流电源。电网侧变流器是整流器，它的 作用是将三相（或单相）交流电整流成直流电。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
（2）逆变电路：负载侧的变流器为逆变器。它同整 流电路相反，逆变器是将直流电变换为所需求的可调压 调频的交流电，控制开关器件导通、关断的时间，就可 以得到三相变压变频交流输出。最常见的结构形式是利 用半导体开关器件组成三相桥式逆变电路，通过控制逆
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
（4）制动回路。变频器一般带动的是电机或其他
感性负载，在停机的时候，一般都是采用能耗制动的方
式来实现的，就是把停止后电机的动能和线圈里面的磁 能都通过一个耗能元件消耗掉,从而实现快速停车。制
动回路也可采用可逆变器件把再生能量向工频电网反馈。
需要实现自动、平滑的增速减速，还保持了异步电动机转差率小固
有的特性，同时又具有效率高、范围宽、精度高等优点。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
3.变频器的基本结构
通用变频器把工频电流（50Hz）变成各种频率的交
流电流，以实现电动机的变速运转，变频器的基本构成 如图1-1所示，主要由主电路（包括整流电路、中间直
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任务一 了解变频器
想一想 1.什么是变频器？ 2.变频器的控制方式未来将向以下几个方面发展？ 3.电压型变频器主电路由几部分构成？
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
b）通过开关电源为各控制线路供电。 c）可以配置滤波或制动装置以提高变频器性能。 d）控制电路：控制电路一般由运算电路、检测电路、控制信 号的输入输出和驱动电路组成。其主要任务是完成对逆变器的开关 控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
1.1.4变频器控制电路的构成
变频器的控制电路是给变频器主电路提供控制信号的回路， 变频器控制电路如图1-3所示，它将信号传送给整流器、中间直 流环节和逆变器。同时它也接受来自这部分的信号。它的主要 功能首先是通过信号控制半导体器件（逆变器）的开关速度， 其次提供操作变频器的各种信号，另外还需要监视变频器的工 作状态，以及提供保护功能。
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任务一 了解变频器
电 源
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
电 机
速度检测 驱动电路 V/I 检 测 速 度 检 测
运算电路
I/O电路
保护电路
图1-3 变频器控制电路
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任务一 了解变频器
学习目标
发展背景 工作原理 主要功能
1.1.4变频器控制电路的构成
1.控制电路 控制电路包含：电压、频率的运算电路，主电路的电压、 检测电路，用于变频调速系统电动机速度检测电路，将运算电 路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和负载的保护 电路。 1）运算电路。运算电路的功能是将变频器的电压、电流检 测电路的信号以及速度、转矩等检测电路等非电量信号与给定 的电压电流信号进行比较运算，从而决定逆变器的输出电压和 频率。
珠海市理工职业技术学校
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项目1 变频器基础知识