FR-E700變頻器的三種運行模式參數(shù)設(shè)置與實操

陳青艷

（武漢軟件工程職業(yè)學院，武漢430205）

0 引 言

目前，不管什么品牌的變頻器，其內(nèi)部整流電路和逆變電路已經(jīng)是標準化模塊，所以變頻器主電路的硬件結(jié)構(gòu)基本無差異。而采用不同的控制算法可以讓變頻器實現(xiàn)無極調(diào)速，從而大大提高調(diào)速精度，讓變頻器成為機電設(shè)備調(diào)速方面的“寵兒”。作為重點培養(yǎng)高素質(zhì)高技能人才的高職“優(yōu)質(zhì)”院校，如何讓學生輕松掌握變頻器安裝調(diào)試的專業(yè)實操技能是從事機電設(shè)備安裝調(diào)試教學教師的基本教學要求和必備技能；而對于將來想從事變頻器安裝調(diào)試的高職畢業(yè)生來說，掌握變頻器安裝調(diào)試的實操技能可以增強自己的就業(yè)競爭力，以迅速適應(yīng)社會高速信息化發(fā)展。

目前市場上主要有西門子（SIEMENS）、三菱（MITSUBISHI）、安川（YASKAWA）、日立（HITACHI）、艾波比（ABB）等品牌變頻器，而每個品牌變頻器包含許多系列產(chǎn)品，如西門子變頻器含SINAMICS家族的MM（MicroMaster）、G、V、S等系列；三菱變頻器含A、D、E、F等系列；安川則含H、E、V、J等系列。目前華中地區(qū)的大部分高職院校選擇西門子和三菱兩種類型的變頻器作為教學實訓設(shè)備，目前除企業(yè)自有的變頻器使用手冊[1]外，在公開文獻中難以檢索到各品牌變頻器的安裝調(diào)試方法，這讓初學變頻器安裝調(diào)試的學生根本無從下手，從而導致了一些變頻器設(shè)備的人為損壞，影響變頻器安裝調(diào)試的教學進度。針對目前變頻器安裝調(diào)試教學中接線理論難于理解、頻率調(diào)控不易反饋、操作練習存在安全隱患等問題，文中結(jié)合三菱FR-E700變頻器控制電動機正反轉(zhuǎn)及多段速度的實例，介紹FR-E700的三種運行模式參數(shù)設(shè)置、運行模式間切換及具體如何實現(xiàn)電動機調(diào)速的接線通電準備、調(diào)試具體步驟、調(diào)試注意事項、調(diào)試后操作等實操技能，以方便教師從事變頻器安裝調(diào)試的實踐教學并推廣變頻器的使用。

1 FR-E700的三種運行模式選擇參數(shù)設(shè)置

一般地，F(xiàn)R-E700有PU（面板操作）運行模式、EXT（外部）運行模式及NET（網(wǎng)絡(luò)）運行模式共三種運行模式選擇?！癙U運行模式”通過操作面板的RUN鍵、STOP鍵及參數(shù)單元的FWD鍵、REV鍵啟動停止變頻器，操作面板的M旋鈕設(shè)定運行頻率；“EXT運行模式”則是事先把外部設(shè)備與變頻器的控制電路端子連接，然后通過操作如STF、STR外部開關(guān)設(shè)備啟動停止變頻器，操作如電位器、JOG、RH、RM、RL開關(guān)設(shè)定運行頻率；而“NET運行模式”則指外部設(shè)備如電腦、觸摸屏、可編程控制器[2]等事先必須通過PU接口（RS-485通信）或通信選件連接變頻器，然后在通訊運行時設(shè)定啟動停止指令和修改頻率指令。FRE700的運行模式選擇主要是通過設(shè)置運行模式選擇參數(shù)Pr.79的不同設(shè)定值來完成PU、EXT、NET運行模式的確定，具體見表1。由表1可知，Pr.79的設(shè)定值不同，變頻器的運行模式不同，啟動停止變頻器和設(shè)定頻率的操作方式也不同?！癗ET運行模式”是通過設(shè)置通訊啟動模式選擇Pr.340設(shè)定值配合Pr.79設(shè)定值來完成PU、EXT、NET運行模式的確定，具體見表2。NET運行模式通過通訊運行指令權(quán)Pr.338、通訊速率指令權(quán)Pr.339、網(wǎng)絡(luò)模式操作權(quán)選擇Pr.550、PU模式操作權(quán)選擇Pr.551設(shè)定啟動停止指令和修改頻率指令，如表3所示。

表1 運行模式選擇參數(shù)Pr.79設(shè)定值具體含義、運行操作說明

表2 Pr.79、Pr.340配合使用的運行模式及切換說明

從表2的設(shè)定值與運行模式關(guān)系可以看出，Pr.340設(shè)定值相同和Pr.79設(shè)定值不同，Pr.340設(shè)定值不同和Pr.79設(shè)定值相同，Pr.340設(shè)定值不同和Pr.79設(shè)定值不同，變頻器的運行模式也不同；不同的Pr.79、Pr.340設(shè)定值不同，變頻器的運行模式可能相同。Pr.340設(shè)定值為“0”和Pr.79設(shè)定值為“0”、“2”、“6”和“7”時，變頻器的運行模式為EXT運行模式；Pr.340設(shè)定值為“1”、“10”和Pr.79設(shè)定值為“0”、“2”、“6”和“7”時，變頻器的運行模式為NET運行模式。另一方面，從設(shè)定值與運行模式的切換關(guān)系可以看出，Pr.340設(shè)定值相同和Pr.79設(shè)定值不同，Pr.340設(shè)定值不同和Pr.79設(shè)定值相同，Pr.340設(shè)定值不同和Pr.79設(shè)定值不同，變頻器運行模式的切換關(guān)系也不同；不同的Pr.79、Pr.340設(shè)定值不同，變頻器運行模式的切換關(guān)系可能相同。

表3 通訊運行時的啟動指令權(quán)和頻率指令權(quán)[1]

表4 X12、X66、X65、X16、Pr.340設(shè)定值及功能

由表3可以看出，通過PU接口進行RS-485通信或通信選件與變頻器連接時，可選擇PU運行模式和外部的啟動指令、頻率指令。其中Pr.550設(shè)定值配置NET模式的不同指令權(quán)，Pr.551設(shè)定值配置PU模式的不同指令權(quán)。不同的運行環(huán)境，變頻器的運行模式不同。所以為適應(yīng)不同的運行環(huán)境，但是變頻器運行模式間必須支持相互切換。上述表2中，通過配合設(shè)置Pr.79和Pr.340不同設(shè)定值實現(xiàn)EXT、PU、NET運行模式間的切換，但是具體如何切換并沒有給出。表4給出了PU-EXT切換、PU-NET切換、EXTNET切換、PU-EXT互鎖所涉及的信號名設(shè)定值及功能。如信號名X12的具體設(shè)定值就是將輸入端子功能選擇參數(shù)Pr.183設(shè)定為“12”，當X12信號出現(xiàn)ON時，PU、EXT間不能切換。表5給出了X12、X66、X65、X16外部信號切換運行模式在不同的Pr.79設(shè)定值及不同信號狀態(tài)具體運行模式的切換情況。從表5可以看出，外部信號存在切換運行模式的首要條件是Pr.79設(shè)定值為“0”、“2”、“6”、“7”；其Pr.79=“7”是根據(jù)X12信號狀態(tài)來切換運行模式。而X66、X65、X16不同信號狀態(tài)決定了PU、EXT、NET間的具體切換，且信號優(yōu)先順序是Pr.79＞X12＞X66＞X65＞X16＞Pr.340。

表5 X12、X66、X65、X16、Pr.340外部信號切換運行模式

2 FR-E700運行模式選擇與設(shè)置實操

2.1 典型實例及分析

根據(jù)實訓室的三菱FR-E700、電動機及外部按鈕SB1、SB2、SB3、SB4、SB5等設(shè)備，對變頻器實現(xiàn)控制電動機正反轉(zhuǎn)控制及多段速度進行接線，如圖1 所示。

三菱FR-E700沒有任何通過PU接口進行RS-485和通訊選件，不用考慮NET運行模式，即Pr.340、Pr.338、Pr.339、Pr.550、Pr.551使用系統(tǒng)默認的設(shè)定值即可，而且無需考慮X12、X66、X65及X16等信號的具體狀態(tài)；同樣地，實訓設(shè)備包含外部按鈕，所以，F(xiàn)RE700的運行模式選擇只與Pr.79有關(guān)，大大簡化和縮短了設(shè)置運行模式選擇的時間。另一方面，外部開關(guān)作為啟動指令和多段速度的設(shè)定，而且只能在PU運行模式下修改具體頻率值，故Pr.79設(shè)定值只能在“0”、“2”、“4”三個數(shù)值中選擇。選擇Pr.79設(shè)定值“0”、“2”完成變頻器運行頻率的修改，參數(shù)修改完后要用PU/EXT組合模式（Pr.79=“4”）來啟動和運行。這里要說明的是，參數(shù)修改完后也可用Pr.79=“0”、“2”（PU運行模式）來啟動和運行變頻器，但是會引起參數(shù)可隨時變動及外部開關(guān)在實驗中不起作用導致浪費現(xiàn)象兩個問題。

圖1 電動機正反轉(zhuǎn)及多段速度控制[3]

2.2 安裝調(diào)試前接線及通電準備

將電源U、V、W分別與變頻器輸入端L1、L2、L3連接，變頻器輸出端U、V、W與電動機輸入端U1、V1、W1連接，電動機以三角形正常運行，完成強電接線。將K1開關(guān)定義正轉(zhuǎn)STF、K2開關(guān)定義反轉(zhuǎn)STR、K3開關(guān)定義高速RH、K4開關(guān)定義中速RM及K5開關(guān)定義低速RL，即K1、K2、K3、K4、K5開關(guān)的一端分別連接到變頻器輸入信號STF、STR、RH、RM、RL上，而K1、K2、K3、K4、K5開關(guān)的另一端直接連接到公共端SD上，完成弱電接線。合上電源控制開關(guān)，啟動三相電源，變頻器顯示屏顯示通電狀態(tài)，完成通電準備。

2.3 調(diào)試前注意事項

1）調(diào)試參數(shù)前檢查Pr.79是否出現(xiàn)，如不出現(xiàn)則調(diào)整用戶參數(shù)組讀取選擇參數(shù)Pr.160，直到操作界面出現(xiàn)Pr.79為止，此時要先將Pr.79變更為“0”或“2”；

2）由于實訓設(shè)備的調(diào)試學生很多容易導致變頻器內(nèi)部參數(shù)混亂，故要對變頻器做恢復出廠設(shè)置，設(shè)置清除參數(shù)Pr.CL為“1”、參數(shù)全部清除參數(shù)ALLC為“1”、清除報警歷史參數(shù)Er.CL為“1”、初始值變更清除參數(shù)Pr.CH為“1”，避免后續(xù)試驗現(xiàn)象錯誤；

3）依次檢查輸入端子功能Pr.178=“60”、Pr.179=“61”、Pr.180=“0”、Pr.181=“1”、Pr.182=“2”，檢查接線參數(shù)設(shè)置是否與正轉(zhuǎn)STF、反轉(zhuǎn)STR、高速RH、中速RM、低速RL開關(guān)接線對應(yīng)；

4）檢查遙控功能選擇Pr.59設(shè)置為“0”，確認RH、RM、RL信號功能是否處于多段速度設(shè)定狀態(tài)；

5）檢查RUN鍵旋轉(zhuǎn)方向選擇Pr.40設(shè)置為“0”，確認電動機初始狀態(tài)旋轉(zhuǎn)方向；

6）依次檢查多段速設(shè)定Pr.4（RH）、Pr.5（RM）、Pr.6（RL）頻率設(shè)定值是否為所需對應(yīng)的頻率值（如RH=45 Hz、RM=30 Hz、RL=15 Hz）上，若不是需修正。

2.4 調(diào)試過程中注意事項

在調(diào)試的過程中，有可能出現(xiàn)錯誤信息顯示、報警顯示、故障顯示三類現(xiàn)象，如表6所示。

如在電動機運行過程中修改參數(shù)出現(xiàn)Er.2錯誤信息顯示，可通過修改參數(shù)寫入選擇Pr.77或Pr.79重新設(shè)置或先關(guān)閉電動機再設(shè)置參數(shù)；在電動機運行過程中修改參數(shù)出現(xiàn)OL (過電流失速防止)或E.OC2(恒速時過電流切斷)，可通過改變Pr.8減速時間來延長減速時間或緊急停止變頻器。

表6 調(diào)試過程中的常見錯誤

2.5 調(diào)試具體步驟

1）若Pr.79設(shè)置為“0”還要按PU/EXT鍵切換到EXT運行模式，而Pr.79設(shè)置為“2”無需此步驟；2）設(shè)置電動機運行最高頻率Pr.2為“50 Hz”(或“60 Hz”)，防止電動機過速；3）將擴張功能顯示選擇參數(shù)Pr.30設(shè)置為“1”；4）依次設(shè)置多段速設(shè)定參數(shù)Pr.4（高速）、Pr.5（中速）、Pr.6（低速）的頻率值是否為所需的高速(如45 Hz)、中速(如30 Hz)、低速(如15 Hz)對應(yīng)的頻率值上；5）設(shè)置Pr.79為“4”，確定變頻器處于外部運行模式。

2.6 調(diào)試后運行操作

將正轉(zhuǎn)STF開關(guān)K1置ON，再將RH開關(guān)K3置ON，此時，面板顯示“45.00”同時［RUN］指示燈亮，電動機將以50 Hz的頻率正轉(zhuǎn)；若將反轉(zhuǎn)STR開關(guān)K2置ON，此時，面板顯示“45.00”且［RUN］指示燈亮閃爍，電動機將以50 Hz的頻率反轉(zhuǎn)。STF或STR置OFF，電動機減速停止；同理，啟動RM開關(guān)K4置ON。此時面板顯示“30.00”，正轉(zhuǎn)STF時［RUN］指示燈亮，反轉(zhuǎn)STR時閃爍。STF或STR置OFF，電動機減速停止。最后，啟動RL開關(guān)K5置ON。此時面板顯示“15.00”，［RUN］指示燈亮（STF）或閃爍（STR），電動機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)STF或STR置OFF，電動機減速停止。

3 結(jié) 語

三菱FR-E700變頻器的運行模式選擇與變頻器所連接的設(shè)備的具體電氣接線、Pr.79、Pr.340、Pr.338、Pr.339、Pr.550、Pr.551的不同設(shè)定值相關(guān)；而PU、EXT、NET三種運行模式的切換與Pr.79、X12、X66、X65、X16、Pr.340的設(shè)定值及信號狀態(tài)密切相關(guān)，優(yōu)先順序為Pr.79＞X12＞X66＞X65＞X16＞Pr.340。根據(jù)三菱FR-E700變頻器的實際相連設(shè)備和運行模式相關(guān)參數(shù)的設(shè)定決定了三菱FR-E700變頻器的安裝調(diào)試性能和運行可靠性。

（責任編輯 邵明濤）