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三菱变频器培训课件第一章变频器基础知识什么是变频器?变频器的优势应用案例变频器是一种电力电子设备,能够将工频电节能根据负载需求调整电机输出,减•源50Hz或60Hz转换为频率可调的交流少不必要的能源消耗电,从而实现对交流电机转速的精确控制精确调速可实现的调速精•
0.01Hz其工作原理是通过整流、滤波、逆变三个主度,满足各种工艺需求要环节来完成电能转换保护电机软启动、软停止功能延长电•机使用寿命提高生产效率适应不同工况,优化生•产流程变频器的工作原理图解变频器的核心工作原理是交直交转换过程--第一阶段整流将工频交流电通过整流桥转换为脉动直流电50Hz/60Hz第二阶段滤波通过电容、电感等元件对脉动直流电进行滤波,转换为平滑的直流电第三阶段逆变利用等功率器件将直流电再次转换为频率可调的交流电,供给电机使IGBT用三菱变频器系列介绍FR-E740系列FR-A800系列高性能通用型变频器,功率范围,采用高性能电流矢量高端智能型变频器,功率范围,采用先进的电流矢量控
0.4kW-
7.5kW
0.4kW-630kW控制,具有出色的低速转矩和高速响应特性制技术,支持多种编码器反馈控制体积小巧,安装简便高精度转矩控制••支持多种控制模式先进的保护功能•••内置PID控制和简易定位功能•支持多种通讯协议适用于一般工业设备、输送机、包装机械等适用于精密机床、冶金设备、起重机械等高端应用••其他系列简述FR-F800系列FR-D700系列FR-CS80系列专为风机水泵应用优化设计,具有卓越的节经济型变频器,具有简单易用的特点,适合能效果,适用于暖通空调、给排水等领域小型设备和成本敏感应用三菱变频器实物图解FR-E740操作面板区域包含显示屏、操作按键(运行、停止、模式切换、参数设置等)和状态指示LED灯,用于变频器的日常操作和参数配置主回路端子区包括电源输入端子和电机输出端子,以及直流母R/L1,S/L2,T/L3U,V,W线端子和制动电阻连接端子P/+,N/-PR控制回路端子区包含多种输入输出信号端子,如数字输入等、模拟输入STF,STR,RH2,、继电器输出和开漏输出等4A,B,C RUN,FU扩展插槽变频器的主要规格参数参数类别FR-E740规格FR-A800规格额定输入电压三相380-480V AC三相380-480V AC输出频率范围
0.2-400Hz
0.2-590Hz过载能力150%/60秒,200%/3秒200%/3秒,150%/60秒控制方式V/F控制、通用磁通矢量控制V/F控制、高级磁通矢量控制、位置控制制动力矩20%(内置制动单元)20%(内置制动单元,可选外置)主要保护功能过电压保护过电流保护过热保护短路保护风扇故障检测接地故障保护第二章安全操作须知安全警告变频器内部存在高压,即使断电后短时间内仍有残余电压在开始任何操作前,必须确认电源已切断,并等待至少分钟,直到电源指示灯10完全熄灭电击防护机械伤害防护操作前必须切断电源并确认充电指示灯熄灭远离正在运行的电机和传动部件••使用万用表确认直流母线电压降至安全水平确保所有防护罩安装到位••佩戴绝缘手套进行接线操作使用紧急停止按钮时,注意机械惯性运行•••不要在潮湿环境下操作变频器•不要在变频器运行时触摸散热器(温度可达90℃)所有参与培训的人员必须严格遵守上述安全规定,防止意外事故发生安全是一切工作的前提,容不得任何侥幸心理安全操作案例分享真实事故分析2022年某工厂维修人员在未确认变频器完全放电的情况下,直接拆卸控制面板进行检修,导致触电事故虽然变频器已断电15秒,但直流母线仍有约300V残余电压事故原因分析•未遵循安全操作规程,忽视了变频器断电后的放电等待时间•未使用测量工具确认电路已无电压•安全意识不足,对高压残余电压的危险性认识不够正确操作流程1切断变频器所有电源,包括主电源和控制电源2等待至少10分钟,确保充电指示灯完全熄灭3使用万用表测量P/+与N/-端子间电压低于36V直流4佩戴绝缘手套,使用绝缘工具进行维修操作第三章安装与接线变频器安装环境要求环境温度环境湿度-10℃至+50℃,超过40℃需降额使用相对湿度90%以下,无凝露海拔高度振动要求海拔1000米以下,超过需降额使用
5.9m/s²以下(
0.6G以下)安装空间要求典型接线图示意主回路接线•电源输入端子R/L
1、S/L
2、T/L3连接三相电源•电机输出端子U、V、W连接电机三相绕组•接地端子PE必须可靠接地•制动电阻连接至P/+和PR端子(如需制动功能)控制回路接线•STF/STR为正反转启动信号•SD为数字信号公共端•端子2-5为模拟电压输入(0-10V)•端子4-5为模拟电流输入(4-20mA)•端子A、B、C为继电器故障输出通讯接口接线•RS-485端子用于Modbus-RTU通讯•选配网络模块可支持各种工业总线•通讯屏蔽线必须单端接地接线完成后,必须仔细检查所有连接,确保无短路、接触不良等问题,并保证电缆截面积符合要求,以确保变频器安全可靠运行第四章操作面板与参数设置操作面板按键功能按键功能说明MODE模式切换监控→参数设置→故障记录SET确认当前设置值,进入下一级菜单▲/▼增加/减少数值,切换参数组RUN启动变频器(面板操作模式下)STOP/RESET停止变频器/复位故障PU/EXT切换操作模式面板/外部/网络FR-DU08操作面板是三菱变频器的标准人机界面,通过它可完成参数查看、修改及运行状态监控等操作参数组别与功能说明参数设置实操演示设定启动频率、加减速时间1按MODE键切换至参数设置模式P.r2通过▲/▼键选择参数编号,如加速时间P.73按SET键进入参数设置,显示当前值4通过▲/▼键调整到所需数值,如
5.0秒5按SET键确认设置,显示Wr表示写入成功常用基本参数一览表参数号功能建议设置P.1最大输出频率50Hz/60Hz(根据电机)P.7加速时间
5.0秒(根据负载调整)P.8减速时间
5.0秒(根据负载调整)P.79运行模式选择0:外部/面板切换模式参数复制与恢复参数复制操作流程参数恢复出厂设置利用FR-DU08操作面板或参数单元FR-PU07,可以实现将一台变频器的当变频器参数混乱或需要重新配置时,可以将所有参数恢复到出厂默认值参数复制到另一台相同型号的变频器中,大大提高批量调试的效率方法一通过P.CLR参数1在源变频器上,设置参数P.77=0或2(允许参数写入)设置参数P.CLR=1,然后按SET键确认,所有参数将恢复出厂设置2在参数单元上选择COPY模式方法二通过组合键3选择READ并按SET,从变频器读取参数在变频器上电前同时按住MODE和SET键,保持按住状态下给变频器通电,直到显示P.CLR,然后松开按键并按SET确认4读取完成后,将参数单元连接到目标变频器参数恢复出厂设置后,所有自定义设置将丢失!请确保在执行此5选择WRITE并按SET,向变频器写入参数操作前已备份重要参数6写入完成后,复位变频器使参数生效第五章故障诊断与排除常见故障代码及含义故障代码故障名称可能原因处理方法E.OC1加速中过电流加速时间过短、负载过重延长加速时间、检查负载E.OC2恒速中过电流负载突变、电机短路检查负载变化、检查电机绝缘E.OC3减速中过电流减速时间过短、制动能量过大延长减速时间、增加制动电阻E.OV1/2/3过电压减速过快、电源电压过高延长减速时间、安装制动电阻E.THM电机过热电机过载、散热不良减轻负载、改善冷却条件E.THT变频器过热环境温度过高、风扇故障改善散热条件、更换风扇故障排查流程参数检查故障现象确认查看故障记录P.ERR,了解故障发生时的频率、电流等数据记录故障代码、发生时间、运行状态等信息故障排除硬件检查根据故障原因采取相应措施,如调整参数、修复硬件等检查接线、接触器、电机、散热条件等硬件状态典型故障案例分析案例一过载报警E.THM频繁触发案例二过电压保护E.OV3触发分析现象变频器运行一段时间后出现E.THM报警,复位后短时间内再次报警现象电机减速时频繁触发E.OV3报警,尤其是快速减速时原因分析原因分析•电机额定电流参数设置不正确(P.9)•减速时间设置过短(P.8)•负载过重,超出电机额定容量•电机惯性负载大,再生能量过多•环境温度过高,导致电机散热不良•电源电压过高,接近变频器额定上限•电机轴承损坏,增加了运行阻力•制动电阻容量不足或未连接解决方案解决方案•正确设置电机额定电流参数P.9•延长减速时间参数P.8•检查负载情况,必要时更换更大功率电机•启用过电压抑制功能(P.30=1)•改善电机通风散热条件•安装适当容量的制动电阻•检查电机机械部分,更换损坏轴承•对于大惯性负载,考虑使用制动单元第六章维护与保养定期检查项目日常检查定期检查(每3-6个月)年度检查•环境温湿度是否在允许范围内•控制端子连接是否牢固•绝缘电阻测试(必须断开变频器)•运行时有无异常振动和声音•散热片是否积尘•直流母线电容器性能检查•散热风扇是否正常运转•电源和输出电缆有无过热痕迹•主回路元器件检查•输出电流是否在额定范围内•主回路端子螺丝是否松动•冷却系统全面清洁清洁与环境维护变频器清洁注意事项环境维护要求•清洁前必须断电并确认充电指示灯熄灭•保持变频器周围通风良好•使用干燥压缩空气吹除散热片灰尘•控制柜内温度不超过40℃•使用干净干燥的布擦拭外表面•避免高湿度环境(防凝露)•严禁使用化学溶剂清洁变频器•防止灰尘、金属屑等导电物进入•防止异物和液体进入变频器内部•远离腐蚀性、易燃易爆气体定期维护不仅能延长变频器使用寿命,还能提前发现潜在问题,避免因设备故障导致的生产中断建议建立完善的维护记录档案,追踪设备状态变化维护计划制定示例周期性检查表检查项目检查周期检查方法判断标准环境温度每日温度计测量-10℃~+50℃风扇运行每日目视、听声旋转平稳无异响端子紧固每季度扭力扳手检查符合扭矩规范散热片清洁每季度目视检查无明显积尘电容器状态每年专用测试仪容量≥初始值的85%维护日志填写范例变频器维护记录表设备型号FR-E740-
5.5K序列号XXXXX安装位置1号车间负责人张工检查记录日期2023-06-15检查类型季度检查检查人王维修检查内容端子紧固、风扇运行状态、散热片清洁发现问题散热片有少量积尘,风扇有轻微异响处理措施清理散热片,更换风扇制定科学的维护计划,并严格执行记录,可以大大减少设备故障率,延长变频器使用寿命第七章高级功能介绍PID控制功能应用PID比例-积分-微分控制是一种闭环控制算法,能根据反馈值自动调节变频器输出,维持目标工艺参数恒定,常用于温度、压力、流量等过程控制三菱变频器内置PID控制功能,只需简单参数设置即可实现复杂的工艺控制,无需外部控制器主要参数设置•P.128PID作用选择0-3•P.129比例带设定
0.1-1000%•P.130积分时间
0.1-3600秒•P.131微分时间0-10秒•P.133给定信号选择0-5•P.134反馈信号选择0-5PID控制应用举例水泵恒压供水系统•目标维持管网压力恒定•给定设定压力值(通过面板或模拟量输入)•反馈压力传感器(4-20mA信号连接至端子4)•比例系数P=100%,积分时间I=
1.0秒,微分时间D=0秒•变频器自动调节水泵转速,使实际压力等于设定压力通讯接口及网络连接Modbus-RTU CC-Link其他网络通过RS-485接口实现,最多可连接32台设备,通讯距离最远1200米,波特率通过选配FR-A8NC模块实现,可接入三菱CC-Link现场总线网络,最高通讯通过不同选配模块,可支持PROFIBUS-DP、DeviceNet、EtherNet/IP等最高115200bps,支持读写变频器参数、监控状态、控制启停等功能速度10Mbps,支持循环数据和事务数据交换,可实现高速、稳定的网络控多种工业网络协议,满足不同自动化系统需求制变频器与联动实例PLC控制逻辑简述在现代工业自动化系统中,变频器与可编程逻辑控制器PLC配合使用非常普遍PLC负责整体工艺逻辑控制,而变频器负责精确的电机速度控制1PLC通过数字输出控制变频器的启动/停止2PLC通过模拟量输出0-10V或4-20mA设定变频器的运行频率3变频器通过数字输出向PLC反馈运行状态和故障信息4变频器通过模拟量输出向PLC反馈实际运行频率或电流现场应用案例某化工厂反应釜搅拌系统采用三菱FX5U PLC与FR-A840变频器配合控制PLC根据工艺配方控制搅拌速度,同时监测电流负载判断物料粘度系统通过CC-Link网络通讯,实现了31种配方的精确控制,提高了产品质量稳定性,减少了人工干预在该案例中,变频器不仅充当执行器控制电机转速,还成为传感器将转矩电流信息反馈给控制系统,实现了工艺参数的闭环控制第八章实训操作演示变频器启动与停止操作速度调节实操1确认变频器已正确接线,电源、电机连接无误方法一面板旋钮调速2在监控模式下,直接通过操作面板上的▲/▼键或旋钮调整输出频率,变频器将实时改变电机转速通电后,检查显示是否正常,无故障代码3方法二多段速控制设置操作模式P.79=0(面板/外部切换模式)预先设置P.4~P.6参数为不同速度值,然后通过外部端子RL、RM、RH组合切换不同速度4按PU/EXT键切换至面板操作模式(PU指示灯亮)方法三模拟量调速5按RUN键启动变频器,电机开始旋转通过外部电位器连接至端子2-5,或4-20mA信号连接至端子4-5,实现连续调速控制6按STOP/RESET键停止变频器,电机减速至停止紧急停机流程紧急情况下必须掌握正确的停机方法,防止设备损坏和人员伤害面板紧急停机外部急停按钮断开主电源按下STOP/RESET键,变频器将按设定的减速时间停止按下急停按钮,切断变频器控制电路,变频器立即停止输出在极端紧急情况下,可切断变频器主电源,但应注意可能导致设备损坏现场实训操作照片上图展示了学员在培训现场进行三菱变频器实际操作的场景学员们正在练习参数设置、故障排除和运行控制等基本技能实训操作要点实训评估标准•严格遵守安全操作规程,注意用电安全•能否独立完成变频器基本参数设置•按照指导书逐步操作,不要跳过步骤•能否正确进行启动、停止、调速操作•认真观察变频器显示和电机运行状态•能否识别并处理常见故障告警•记录关键参数设置和操作结果•能否正确阅读和理解参数说明书•遇到问题及时向培训讲师请教•能否按照要求完成实训报告记录通过这些实训操作,学员能够巩固理论知识,提升实际操作技能,为今后在工作中独立处理变频器相关任务打下坚实基础建议学员利用实训机会多提问、多练习,尤其是对不熟悉的功能和操作要点第九章应用案例分享三菱变频器在不同行业的应用风机应用水泵应用输送机应用空调系统、通风设备、冷却塔等场合,通过变频调速可供水系统、循环水系统、污水处理等领域,变频器可实包装生产线、物流分拣系统、采矿设备等场合,变频器根据需求调节风量,显著降低能耗某大型商场采用现恒压供水、防水锤、软启动等功能某住宅小区采用可实现平滑启停、速度精确控制、多段速运行等功能FR-F840系列控制空调风机,节电率达35%,年节约电三菱FR-F840系列构建变频恒压供水系统,与传统供水某饮料生产线采用FR-A800系列控制输送带,实现了与费20万元相比节电40%,同时提高了用户用水舒适度灌装机精确同步,提高产量15%,减少产品损坏率8%用户反馈与改进建议三菱FR-A800系列变频器在我们的注塑机上使用已超过3年,运行稳定可FR-E740系列体积小巧,功能却很强大,特别适合我们这种空间有限的设备靠,特别是其电流限制功能有效保护了电机,避免了多次潜在故障建议增强改造操作界面较为直观,但部分功能参数编号不够直观,希望未来版本能提参数备份功能,方便批量设备的调试供更友好的参数分组方式—某塑料制品厂设备主管—某纺织设备维护工程师变频器节能效果对比图左侧图表直观展示了传统电机控制与变频器驱动在不同工况下的能耗对比在风机、水泵等变转矩负载应用中,节能效果尤为显著节能原理分析转速与功耗关系传统调节方式根据风机水泵的相似定律,功率与转速的三次方成通过阀门或挡板调节流量,电机始终全速运转,大正比这意味着当流量降至80%时,理论上只需要量能量在阀门或挡板处损耗为热能
51.2%的功率
0.8³=
0.512变频调速优势直接调节电机转速以匹配实际需求,避免了不必要的能量损耗,同时减少了机械磨损和噪音典型应用节能数据30%40%25%中央空调系统市政供水系统工业冷却系统平均节电率平均节电率平均节电率此外,变频器的软启动功能可减少启动电流冲击,延长电机寿命,降低维护成本,提供了除节能外的额外经济效益第十章常见问题答疑问变频器可以控制任何类型的电机吗?问变频器容量如何选择?问电机长电缆对变频器有何影响?答三菱变频器主要设计用于控制三相异步电机对答变频器容量选择通常应大于或等于电机额定容答长电缆会增加漏电流、电压反射和电磁干扰当于永磁同步电机,需要使用支持PM控制的变频器型量但在特殊应用中,如重载启动、频繁启停、高海电缆长度超过50米时,建议安装输出侧交流电抗号,如FR-A800系列单相电机一般需要特殊处拔使用等情况下,建议选择比电机额定容量大一级的器;超过100米时,应考虑使用输出滤波器同时应理直流电机不能直接使用变频器控制,需要使用专变频器另外,也需考虑负载特性、过载要求、环境使用屏蔽电缆并确保良好接地,最大限度减少电磁干用的直流调速装置温度等因素扰重点难点解析变频器与电机匹配问题谐波问题处理变频器与电机的匹配不仅仅是容量匹配,还涉及到特性匹配例如,使用变频器时,变频器会产生谐波电流反馈至电网,可能影响其他设备处理方法包括电机的散热能力会随着转速降低而减弱,这可能导致低速大转矩运行时电机过热解•安装交流输入电抗器决方案包括•使用有源/无源滤波器•选用变频专用电机•采用多脉波整流技术•增加强制冷却风扇•隔离敏感设备的电源•低速运行时适当降低负载FR-A800系列内置直流电抗器,可有效减少谐波影响,符合IEC61000-3-12标准要求课程总结变频器核心知识回顾工作原理安装与接线通过交-直-交变换实现电机转速控制,利用PWM技术调节输出电正确的安装环境和接线方式是变频器稳定运行的基础,尤其注重散热压和频率和接地应用案例参数设置理解不同行业的应用特点,掌握变频器在风机、水泵、输送机等设通过设置各类功能参数,使变频器能够适应不同的应用场合和控制备中的应用方法需求维护保养故障诊断定期检查和维护是延长变频器使用寿命、保障稳定运行的关键措施系统掌握常见故障代码含义和排查流程,能够快速定位并解决问题安全操作与维护要点重申安全始终是第一位的!请牢记以下关键安全要点电气安全维护计划操作规范变频器内部存在高压,操作前必须确认断电并等待充电指示灯熄建立并严格执行定期维护计划,包括日常检查、季度检查和年度严格按照操作手册进行参数设置和操作控制,避免随意修改关键灭测量确认直流母线电压降至安全水平后才能进行维修操作检查特别注意散热系统清洁、电气连接紧固和环境条件控制参数重要设备的参数修改应有记录并经过审核未来展望三菱变频器技术发展趋势人工智能集成能效持续提升云连接与远程管理未来变频器将融合AI技术,实现自学习控制算法、预测性维护通过采用新型功率器件如SiC、GaN和优化控制算法,变频变频器将具备更强大的网络功能,支持云端监控、远程诊断和和自适应优化,进一步提高控制精度和系统可靠性器效率将进一步提高,功率密度增大,体积更加紧凑OTA升级,实现设备全生命周期的智能管理智能制造与变频器的结合在工业
4.0和智能制造的大背景下,变频器正从单纯的电机控制设备向智能节点转变,成为智能工厂的重要数据源和控制枢纽数字孪生技术边缘计算应用建立变频器和电机系统的数字孪生模型,通过实时数据分析优化控制参数,提前预测潜在故障,实变频器将整合边缘计算能力,在本地处理大量数据,减轻网络传输负担,实现更快速的响应和决现从被动维护到主动预测的转变策,特别适用于要求实时性的场合参考资料与学习资源官方技术文档操作手册技术指南参数表详细介绍变频器的安装、接线、操作和参数设置提供应用案例、设计建议和技术选型指导包含所有参数的详细说明和设置范围下载链接下载链接下载链接www.mitsubishielectric.com/fa/cn/downlo www.mitsubishielectric.com/fa/cn/tech www.mitsubishielectric.com/fa/cn/paramad在线培训与视频课程三菱电机自动化学院视频教程资源•提供线上线下变频器专业培训•三菱电机官方B站账号三菱电机FA•证书课程与定制培训方案•变频器基础入门系列视频•网址www.mitsubishielectric.com/fa/academy•实操演示与故障排除视频•新品功能介绍与应用案例分享工具软件下载FR Configurator2FR SimulatorDrive DesignSoftware变频器参数设置与监控软件,支持参数编辑、监控、趋变频器仿真软件,无需实际硬件即可模拟变频器操作,电机驱动系统设计软件,帮助用户正确选择变频器型号势记录等功能,大大简化了变频器调试过程适合学习和培训使用和容量,优化系统能效互动环节小测验变频器基础知识问答123变频器的主要控制电路包括哪三部分?FR-E740系列变频器的额定输入电压范围是多少?变频器断电后为什么还需要等待一段时间才能进行维修操作?答案整流电路、滤波电路和逆变电路答案三相380-480V AC答案因为直流母线电容器中存储的电能需要时间释放,断电后仍有危险电压45变频器的端子STF和STR分别代表什么功能?对于风机和水泵负载,电机功率与转速之间有什么关系?答案STF表示正转启动信号,STR表示反转启动信号答案电机功率与转速的三次方成正比现场操作演练安排基础接线与通电1学员分组完成变频器主回路和控制回路接线,并在讲师指导下进行首次通电检查2参数设置练习根据提供的任务书,设置指定参数,包括基本运行参数、加减速时间、限流保护等多种控制方式测试3尝试面板操作、外部端子控制和通讯控制三种方式,体验不同控制模式的特点4故障模拟与排除讲师设置典型故障场景,学员需诊断问题并采取正确措施排除故障应用功能实现5实现一个简单的PID控制或多段速控制应用,加深对高级功能的理解联系方式与技术支持三菱电机自动化(中国)有限公司服务网络公司地址上海市长宁区虹桥路1386号三菱电机自动化中心邮编200336技术支持热线全国统一服务热线400-821-2121工作时间周一至周五9:00-17:30电子邮箱技术咨询fa_support@cn.mee.com培训咨询fa_training@cn.mee.com三菱电机在全国设有30多个服务网点,提供快速响应的技术支持和售后服务无论您在哪个地区,都能获得专业的变频器技术支持在线资源官方网站官方微信技术论坛谢谢聆听课程已圆满结束感谢各位学员参加本次三菱变频器培训希望通过这次系统学习,大家已经掌握了三菱变频器的核心技术与实操技能,能够在工作中熟练应用培训后续服务培训证书资料共享持续支持完成考核的学员将获得三菱电机颁发的变频器技培训课件和补充资料将通过电子邮件发送给各位培训结束后,您仍可通过技术热线或邮件获得三术培训证书,证明您具备相关专业技能学员,供日后参考和复习使用个月的专属技术支持服务工业自动化是制造业转型升级的关键希望各位学员能将所学知识应用到实际工作中,助力企业实现自动化、智能化发展,为中国制造业的高质量发展贡献力量!期待与各位在未来的培训与技术交流中再次相见!。
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