通用变频器的使用与维护教学案例

制
统
控制系统
1.直流制动： 变频器的输出频率为零，而电机的转速降低到一定数值时，变
频器向电机定子绕组通入直流，转子切割静止磁场产生制动转矩. 几种变频器的设定如下表:
几种变频器直流制动设定
起动时直
直流制动起
直流制动 电极停车 直流电流 流制动时
始频率
直流制动量 时间
方式
准位选择 间
ACS600
G11S
10V
(4) 通讯给定：
GND
2.变频器的外接给定配置
-10V
（1)外接电压给定信号控制端
AI1+
AI1-
选应用宏PI或PFC,AI2为反馈输入；选
AI2+ AI2-
手动/自动，即可本地/远方操作。
图1 ACS600给定信号控制端子
13 10V
10V
GND
11 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱV
VR1
12
IR1
C1
VR2
频率设定电流输入端
RO1
图8 200T门机主起升电路图
KR1
上升
KR2
下降
ZJ1
速
度 ZJ2
选
ZJ3
择
ZJ4 电磁 抱闸
1I/O选择:DI1.2：11.4外部2I/O控制选择:不选择：11.5外部给定1
选择:AI1；11.6外部给定2选择:键盘；11.7多段速度选择:DI3.4.5；
11.8:方向:可逆；11.9；11.10；11.10按缺省值。
1
X1
X2
I2 Im xm
R2/
图6 异步电机在恒流源供电时的 等值电路
T
Pm 1
np
1
pm
np
1
3I
2 2
R2 S
3n
p
I12
X
2 m
2f1[(
R2 S
)2
(X m
X 2 )2 ]
（1）
由（1）式画出其转矩-转速
特性如图7。并求出最大转矩和
临界转差率：
Tmax
npI12X2m
4f1(xmx2)
T
馈增益。X1-X9,E17,E18.
F001频率给定模式：0上下键；1电动电位器，存储F；2电动 电位器，不存储；3上下键和电动电位器，停电不存储。
ACS400 D13U,4D;D13U,4D(R).停电复位到零。
几种制动方案的比较 制动运转方式 直流母线式 直流制动
能耗制动
使用限制条件 能量消耗方式
变频器的使用与维护
成都森兰变频器制造有限公司
二零零五年四月
第二部分 通用变频器的参数设定及功能选择
一.通过操作面板设定和选择变频器的参数与功能 (一）通用变频器运行频率的设定方法
1.给定频率的设定方法 （1) 面板给定：数字增加键或少键操作（内控）
（2) 预置给定：RUN
(3).外接给定：电流4-20mA或0-10V(0-5V)
IR2
0V
GND
图2 G11给定信号控制端子
图3 SB61给定信号控制端子
H20-H25设定PID控制功能：H20:0(NO) , 1(正）,2（反）；
H21:0(12正0-10V),1(C1正4-20mA),2 (12反10-0V)，3 (C反20-4mA)；
H22:P增益（P大响应快）；H23:积分时间；H24:微分时间;H25:反
多电机传动 生产线
多电机之间 互相转换
大功率频繁的 不能频繁制动 制动不节能
动能转换成电 动能转换成电 能，电阻热损 能，转子热损耗 耗
回馈制动 不能用于稳压质 量不高的电网； 电网短路容量不 够不能用。
回馈电网
附加装置 使用场合
不需要
多电机传动 生产线
不需要
制动单元与电阻 回馈装置
位能较大的系
用于准确停车控 统或急减速系 回馈能量较多的
（4）主菜单30：保护 组31:监视；31.1输出频率1监视:低限；31.2输出频率1监视:0.5HZ; 其余按缺省值。 大车和小车的变频器设置：26.4制动斩波器:否；组31:监视不设 定，其余与主起升变频器设定相同。
电压源供电转矩转-速特性
电流源供电转矩转-速特性
Smxa
R2 Xm X2
n
电压源供电的情况下，最大 图7-电流源供电机转矩-转速特性
转矩出现在S mx a R 2(X 1X 2)的 地方。由于 XmX1，所以在恒流源供电时，最大转矩出现在转差率
小得多的地方。电机转矩-转速特性成尖峰状，起动转矩很小，稳定
另外还需设定 频率给定模式： F001=5 表示由上位机设定频率 运转给定方式： F004=2 表示由上位机控制起/停 （2）.PLC设置 DIP开关的5脚位OFF，若为ON即为缺省设置为 模式： 上位机链接 节点号： 00 起始位： 1位 数据长度： 7位 停止位： 1位 奇偶效验： 偶效验 波特率： 2400bps 传输时延： 无
运行的范围很窄。
（2）电压型变频器：双pwm （3）实现回馈的条件：
四.变频器的控制方式和开闭环的选择
（一）矢量控制变频器的选择与设定：
1.矢量控制的技术指标和应用范围： 调速精度和动态响应要求较高：高速纸机，电缆成型机，拉幅定 型机，圆网印花机等。
2.使用矢量控制变频器的注意事项： 多台电机并联；转速精度要求较高，或动态指标要求较高时，采 用闭环。
VR
+
V2
LM393
-
R3
图4 制动单元原理图
3.回馈制动： （1)电流源型变频器可四象限运行
电流源供电时异步电机的工作特 性：
图5 电流源型变频器原理图
由戴维南定理，开路电势和
等效内阻：
Et hI1Xm
Xg XmX2
由此求出I2:
I2
I1Xm
(R2)2 S
(XmX2)2
电磁转矩：
R1 I1 I
DM的内容用MOV指令传送。
（二）. SB61变频器
S 1. SB61变频器与PLC的通信协议 RS-485串口通信属于半双工通信方式，PLC与变频器组成单主多 从的控制网络，网络中只有一个主站，最多可以设置31个从站， 每个从站有唯一的编号，将真空伏辊变频器编为02号，一压变频 器编为03号，一直到施胶变频器编为13号。传输介质用屏蔽双绞 线，将纸机各分部传动点的变频器的RS-485口用双绞线连接后， 再接到PLC的通信模块SB41上，最后终端并联一个电阻。对在 RS-485网络上的变频器进行操作，采用主机“轮询”从机“应答” 方式。森兰SB61变频器的串行通信协议规定的数据格式为：1位 起始位，8位数据位，1位停止位，1位奇偶效验位。数据帧结构示 意图如下： 起始位： D5H 操作命令：D7H或D8H （D7H查询数据；D8H写数据）
OMRON CQMIH PLC的通信模式有两种，使用RS-232C无协议 通信方式，类似于西门子S7系列PLC的自由口通信方式。PLC 通信口的数据格式，波特率等通信参数的设置必须与变频器的设 置一致。设置DM6645=1001,DM6646=0603，即数据格式为“1位 起始位，8位数据位，1位停止位，1位奇效验；波特率9600bps“， 与变频器的设置相同。
TXD
RXD
S
D
C
C
N
N
S-发送信息的首字地址，D-放置接收信息的首字地址，C-控制字， N-发送和接收信息字节数。
例：通过PLC控制地址为03的变频器以25.3HZ正转，PLC从RS232 口发出的控制码为4303023032583130323533，TXD命令 S=DM0000,C=#0000,N=#0011其中 DM0000=4303,DM0001=0230,DM0002=3258， DM0003=3130,DM0004=3235,DM0005=3300.
DM的内容可用MOV指令传进去
六变频器设定实例： 1.湖南大源渡水电站200T门式起重机：
主起升，电机90KW绕线式，机械抱闸，能耗制动，调速范围 0.272m/min-2.272m/min上升，下降各五档。
大车：电机13KWx4=52KW,机械抱闸，调速范围前，后各五档。 小车：电机7.5KWx2=15KW,机械抱闸，调速范围左，右各五档。 变频器：ACS500-170-3;ACS500-100-2;ACS500-025-3各一台。 主起升变频器设定： （1）起动数据：A语言:英语；B应用:顺序控制；C应用恢复:是； D电源电压:400V；E电机极数:6；F电机额定电流:186A；G电机额 定功率:90KW；H功率因数:0.83。 （2）主菜单10：控制连接
3.设定方法： 参数辨识。
五.基于RS485网络实现PLC对变频器的多机控制：
（一） VFD-A 1.变频器设置： Pr00=d0002 主频输入来源选择； Pr01=d0003 运转指令来源 Pr78=d0000 (d000-d0031); 地址 Pr77=d0002(4800) (d0000:1000;d0001:2400) 传输速率
组24:恒速:24.1恒速1:5HZ：24.2恒速1:15HZ：24.3恒速1:28HZ： 24.4恒速1:40HZ：24.5恒速1:50HZ。
组26起动/停止：26.1起动功能:TORQ BOOST；26.2转矩提升 电流选择1.5IN；26.3电机减速条件:积分减速；26.4制动斩波器:是； 26.5-26.7无选择。
（3）.PLC通信指令
串行通信指令：
TXD(-) 发送
RXD(-) 接收
一次发送时TXD(-)的指令参数为S=DM0000 C=#0000 N=#0016，则此次发送的任务是把DM0000开始的8个字（16个 字节）的内容以高位在前，低位在后的顺序从RS-232端口发 出去。例如通过PLC查询2#变频器的F103功能，PLC发出的 控制码是D5H D7H 2H 1H 3H 0 0 22H,其中TXD(-)命令 S=DM0000, C=#0000, N=#0011，则DM0000=D5, DM0001=D7, DM0002=21, DM0003=30, DM=0004=02, DM=0005=20发送11 字节，DM0005补零。
F20-0.1 0-60HZ
SB61
F403-5 0-60HZ
F21-1 0-100%
F404-25 0-100
F22-0.1 0.1-30S
F405-5 0.1-20S
H110,H07的 加减速方 式
F007-2减 速停车加 制动
Pr,31-0 VFD-A 0-25S
Pr,30-0 0-5S
Pr,28-0% Pr,29-0 0-100% 0-5S
从机地址：02H-32H 功能码组：00H-09H 功能号： 00H-44H 数据高位： 数据低位： 效验数据：帧异或效验 2. 变频器和PLC的设置 （1）.变频器设置 上位机选择： F900=1 表示通过RS-485控制变频器 本机地址： F901=2-32 变频器地址 波特率选择 ：
F902=3 0=1200bps,1=2400bps,2=4800bps,3=9600bps 数据格式： F903=1 1位起始位，8位数据位，1位停止位，1 位偶效验
不适用于永磁同步电机，更不适合位能负载。
2.能耗制动： 适合位能负载和需快速停车的大惯性负载。
对于非四象限运行的变频器，当 P
需要进行频繁的制动或高转矩制动
R1
R2
V1
时，就应选择制动单元和制动电阻。
R
（1）制动单元： 制动的频繁程度；制动能量的大
小。
N
（2）制动电阻：阻值；功率。
（3）设定很简单：减速停车
D13 D14 D15
1
0
0 恒定速度1
0
1
0 恒定速度2
1
1
0 恒定速度3
0
0
1 恒定速度4
1
0
1 恒定速度5
组14：输出信号；14.3频率1极限；其余按缺省值。
（3）主菜单20：传动 组21:加速/减速：21.1加速/减速积分类型:线性：21.2加速时间 1:10S；21.3减速时间1:10S；21.4-21.7按缺省值。
2.PLC设置: CQM1H CQM1H的通讯方式：上位机通讯方式和无协议通讯方式 适配器RS232/RS485转换器 CQM1H-SB41,ADAM4520 8位数据位，1位停止位，奇校验 DM6654=1001,DM6646=0702
3 .指令格式 C，S，A，UU，MM，FFFF
C-43H 控制命令字串字头 S- 03H 和检查 A-02H 命令认可（01H单台） UU-30H 30H-33H 31H(00-31)位址 MM-58H 30H-38H (X无定义 ） 运转命令 X0-停止；X1-正转；X2-停止；X3 –反转；X4,X5-寸动正转； X6,X7-寸动反转；X8-RESET FFFF-30H 30H 30H 30H 频率指令 设03号变频器正转在25.3HZ 4303023032583130323533 4.PLC的串口指令： TXD(-)发送指令；RXD(-)接收，
组11：11.1允许运行:Yes；11.2外部控制区选择:键盘：11.3外部
L
DZ
FU
ZJ4
ACS504-170-3
P
制动单元
N
R
I0
DI1 I1
KR 1
DI2 I2
KR 2
DI3 I3
ZJ1
DI4 I4
ZJ2
DI5 I5
ZJ3
RO I1
21
RO 1
RO I2
2
M
L N
SB
FU1
ZK
54321
0
12345