三菱变频器结构,控制调节,故障维修,工作过程

第一章三菱变频器结构1.1 基本配置及相关结构变频器的使用需要以下的设备。

选择正确的外部设备，正确的连接以确保正确的操作。

不正确的系统配置和连接会导致变频器不能正常运行，显著地降低变频器的寿命，甚至会损坏变频器。

三菱变频器的外部基本配置如图1.1.1图1.1.1 三菱变频器的外部基本设备三菱变频器各部分说明如图1.1.2图 1.1.2 三菱变频器各部分三菱变频器的三菱变频器外观和结构及操作面板（FR-PA02-02）表面盖板展开图见图1.1.3和图1.1.4图1.1.3 三菱变频器外观和结构图1.1.4 操作面板（FR-PA02-02）表面盖板展开图1.2 三菱变频器端子接线图三菱变频器各端子的接线如图1.2.1图1.2.1 端子接线图*用操作面板（FR-DU04）或参数单元（FR-PU04）时没必要校正。

仅当频率计不在附近又需要用频率计校正时使用。

但是连接刻度校正阻抗后，频率计的指针有可能达不到满量程。

这时请和操作面板或参数单元校正共同使用。

1.2.1 主回路端子说明表1.1 主回路端子说明端子记号端子名称说明R、S、T 交流电源输入连接工频电源。

当使用高功率因数转换器时，确保这些端子不连接（FR-HC）U、 V、 W 变频器输出接三相鼠笼电机R1、 S1 控制回路电源与交流电源端子R,S连接。

在保持异常显示和异常输出时或当使用高功率因数转换器时(FR-HC)时，请拆下R-R1和S-S1之间的短路片，并提供外部电源到此端子。

P、PR 连接控制电阻器拆开端子PR-PX之间的短路片，在P-PR之间连接选件制动电阻器（FR-ABR）。

P、 N 连接制动单元连接选件FR-BU型制动单元或电源再生单元（FR-RC）或高功率因数转换器（FR-HC）。

P、 P1 连接改善功率因数DC电抗器拆开端子P-P1间的短路片，连接选件改善功能因数用电抗器（FR-BEL）.PR、 PX 连接内部制动回路用短路片将PX-PR间短路时（出厂设定）内部制动回路便生效（7.5K以下装有）。

接地变频器外壳接地用，必须接大地1.2.2 控制回路端子说明表1.2 控制回路端子说明类型端子记号端子名称说明输入信号启动接点·功能设定STF 正转启动STF信号处于ON便正转，处于OFF便停止。

程序运行模式时为程序运行开始信号（ON开始，OFF静止）。

当STF和STR信号同时处于ON时，相当于给出停止指令STR 反转启动STF信号ON为逆转，OFF为停止。

STOP启动自保持选择使STOP信号处于ON，可以选择启动信号自保持。

RH、RM、RL 多段速度选择用RH，RM和RL信号的组合可以选择多段速度输入端子功能选择(Pr.180到Pr.186)用于改变端子功JOG 点动模式选择JOG信号ON时选择点动（出厂设定）。

用启动信号（STF和STR）可以点动运行输出信号开路集电极开路SU 频率到达输出频率达到设定频率的±10﹪（出厂设定。

可变更）时为低电平，正在加/减或停止时为高电平*2。

容许负荷为DC24V,0.1A。

输出端子的功能选择通过(Pr.190到Pr.195)改变端子功能。

OL 过负荷报警当失速保护功能动作时为低电平，失速保护解除时为高电平*2。

容许负荷为DC24V,0.1A。

IPF 瞬时停电瞬时停电，电压不足保护动作时为低电平*2，容许负荷为DC24V,0.1AFU 频率检测输出频率为任意设定的检测频率以上时为低电平，以下时为高电平*2，容许负荷为DC24V,0.1ASE集电极开路输出公共端端子RUN,SU,OL,IPF,FU的公共端子脉冲FM 指示仪表用可以从16种监示项目中选一种作为输出*3，例如输出频率，输出信号与监示项目的大小成比例出厂设定的输出项目：频率容许负荷电流1mA，60Hz时，1440脉冲/s模拟AM 模拟信号输出出厂设定的输出项目：频率输出信号0到DC10V容许负荷电流1mA通讯RS1485_____ PU接口通过操作面板的接口，进行RS-485通讯·遵守标准：EIA RS-485标准·通讯方式：多任务通信·通信速率：最大19200bps·最长距离：500m*1：端子PR,PX在FR-A540-0.4K至7.5K中装设。

*2：低电平表示集电极开路输出用的晶体管处于ON（导通状态），高电平为0FF（不导通状态）。

*3：变频器复位中不被输出。

1.2.3 端子的排列端子的排列如下图1.2.2所示：图1.2.2 端子的排列·单相电源输入图1.2.3 单相200V输入*1：为安全起见，电源输入通过电磁接触及漏电断路器或无熔丝断路器与插头接入，电源的开闭，用电磁接触器来实施。

*2：输出为3相200V。

·三相电源输入图三相电源输入图1.2.4 三相电源输入*1：电源线必须接L1,L2,L3。

绝对不能接U,V,W，否则会损坏变频器。

（没有必要考虑相序）*2：电机接到U,V,W。

如上图1.2.4所示连接时，加入正转开关（信号）时，电机旋转方向从轴向看时为逆时针方向（箭头所示）1.3 控制逻辑输入信号出厂设定为漏型逻辑。

改变控制的逻辑，跳线在控制回路端子板的背面，需要移到另一位置。

在控制回路端子板的背面，把跳线从漏型逻辑位置移到源型逻辑位置。

其移动示意图如图1.3.1。

图1.3.1 漏型逻辑改变为源型逻辑·漏型逻辑在这种逻辑中，信号端子接通时，电流是从相应的输入端子流出。

端子SD是触电输入信号的公共端。

端子SE是集电极开路输出信号的公共端。

漏型逻辑的电路图如下：图1.3.2 漏型逻辑当输出晶体管是由外部电源供电时，用PC端子作为公共端，以防止漏电流产生的误动作（不要将变频器SD端子与外部电源0V端子相连，另外把端子PC-SD间作为DC24V 电源使用时，不要在变频器外部设置并联电源，否则有可能发生因回流造成的误动作。

）输出晶体管是由外部电源供电时的电路图如图1.3.3：·源型逻辑在这种逻辑中，信号接通时，电流是流入相应的输入端子。

端子PC是触点输入信号的公共端。

端子SE是集电极开路输出信号的公共端。

源型逻辑的电路图如图1.3.4：图1.3.3 漏型逻辑输出晶体管由外部供电图1.3.4 源型逻辑当输出晶体管是由外部电源供电时，用SD端子作为公共端，以防止漏电流产生的误动作。

输出晶体管是由外部电源供电时的电路如图1.3.5所示：1.4 端子“STOP ”，“CS ”和“PC ” 3.“PC ”端子的使用此端子可向外提供直流24V 电源，用SD 作为公共端。

规格：直流18V 至26V ，容许电流0.1A 。

注意布线长度应该在30m 以内。

不要将端子PC-SD 短路。

用PC 端子作为24V 电源，晶体管输出的漏电流将不可避免。

1．“STOP ”端子的使用。

右图1.4.1所示是一个启动信号自保持（正转，逆转）的接线示例（漏型逻辑）。

2.“CS ”端子的使用需要进行瞬时掉电再启动和工频电源与变频器切换时使用的端子。

图1.3.5 源型逻辑输出晶体管由外部供电图 1.4.1 启动信号自保持（正转，逆转）的接线示例（漏型逻辑）。

1.5变频器的电路结构变频器实际上就是一个逆变器.它首先是将交流电变为直流电.然后用电子元件对直流电进行开关，变为交流电.一般功率较大的变频器用可控硅.并设一个可调频率的装置.使频率在一定范围内可调.用来控制电机的转数.使转数在一定的范围内可调.变频器广泛用于交流电机的调速中.变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。

变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。

因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。

一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。

1.5.1 整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。

整流电路一般都是单独的一块整流模块.1.5.2 平波电路平波电路在整流器整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外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)，一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省去电感而采用简单电容滤波平波电路。

1.5.3 控制电路现在变频调速器基本用16位、32位单片机或DSP为控制核心，从而实现全数字化控制。

变频器是输出电压和频率可调的调速装置。

提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”和电动机的“速度检测电路”。

运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路变频器采取的控制方式有速度控制、转矩控制、PID及其它方式1.5.4 逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。

从而可以在输出端U、V、W三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压。

第二章变频器的控制调节近年来，随着电力电子技术、微电子技术及大规模集成电路的发展，生产工艺的改进及功率半导体器件价格的降低，变频调速越来越被工业上所采用。

以下为变频器的工作原理和控制方式：2.1变频器的工作原理我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：n＝60 f(1－s)/p (1) 式中n——异步电动机的转速；f——异步电动机的频率；s——电动机转差率；p——电动机极对数。

由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。

变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

2.2 变频器控制方式低压通用变频输出电压为380～650V，输出功率为0.75～400kW，工作频率为0～400Hz，它的主电路都采用交—直—交电路。

其控制方式经历了以下四代。

2.2.1 U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。

但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。

另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。