應(yīng)用于高職教學(xué)的變頻器課程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)*

王海霞,陳炳貴

(福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建泉州 362000)

應(yīng)用于高職教學(xué)的變頻器課程實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)*

王海霞,陳炳貴

(福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建泉州 362000)

變頻器應(yīng)用是控制領(lǐng)域的重要技術(shù),在現(xiàn)代工業(yè)中具有重要地位。高職院校適應(yīng)市場需求,開發(fā)相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)課程,使學(xué)生掌握變頻器操作技能。基于此,討論了三個(gè)入門實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,并給出了詳細(xì)的操作步驟,具有指導(dǎo)書的作用,最后提出了將來的努力地方向。

變頻器;高職教育;實(shí)訓(xùn)課程

0 引 言

變頻器產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代,能夠?qū)崿F(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率的無級(jí)調(diào)速,其調(diào)速范圍廣、平滑性好、機(jī)械特性較硬,而且節(jié)能效果明顯。主要應(yīng)用在機(jī)床設(shè)備,注塑機(jī),印刷,風(fēng)機(jī)水泵,重載,軌道交通,電梯,空調(diào),張力控制等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域,推動(dòng)了異步電機(jī)調(diào)速技術(shù)的發(fā)展[1]。變頻器的主要優(yōu)點(diǎn)在于可通過改變電流頻率來改變電機(jī)的速度,且輸出的電信號(hào)波動(dòng)小,起到調(diào)速的目的,并且環(huán)保節(jié)能。

高職教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)致力于培養(yǎng)適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè),服務(wù)于現(xiàn)代生產(chǎn)的高級(jí)專門技能人才。隨著教育改革的深入,對應(yīng)各個(gè)工業(yè)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)課程和相應(yīng)教學(xué)設(shè)備走進(jìn)了各個(gè)高職院校,并且實(shí)訓(xùn)課程的地位逐年增加,社會(huì)作用明顯。變頻器實(shí)訓(xùn)應(yīng)運(yùn)而生,并成為各工程專業(yè)的的核心課程。以下將以三菱FR -700系列變頻器為例,圍繞變頻器的操作方式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目展開討論。

1 變頻器的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

針對高職院校學(xué)生的特點(diǎn),變頻器實(shí)訓(xùn)的目的是使學(xué)生熟練掌握變頻器的操作技術(shù),掌握常用參數(shù)的設(shè)置及其作用,開發(fā)變頻器面板操作實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是本文研究的主要內(nèi)容。

1.1 變頻器面板操作實(shí)訓(xùn)

FR-700的操作面板如圖1所示。以下文中所提按鈕,以此圖為例。

圖1 FR-700的操作面板

(1)操作模式的切換

變頻器操作模式包含:外部/PU切換模式,Pr79 =0;固定為PU運(yùn)行模式,Pr79=1;固定為外部運(yùn)行模式Pr79=2;外部/PU組合模式1,Pr79=3;外部/PU組合模式2,Pr79=4;切換模式,Pr79=6;外部運(yùn)行模式,Pr79=7。其中高職學(xué)生必須掌握Pr79=0、Pr79= 1、Pr79=2三種操作模式的應(yīng)用[2]。

在操作模式切換的實(shí)訓(xùn)中使Pr79=0(出廠設(shè)定值),監(jiān)示模式顯示0.00 Hz,然后按MODE鍵三次,操作模式顯示op.nd同時(shí)EXT燈亮,此時(shí)處于外部操作模式。按MODE鍵顯示pu,同時(shí)pu燈亮,此時(shí)處于面板操作模式。再按MODE鍵顯示JOG,處于面板點(diǎn)動(dòng)模式。再按MODE鍵將返回外部操作模式。如再按MODE鍵,面板上顯示0.00 Hz時(shí),MON燈亮,這時(shí)已返回頻率監(jiān)視狀態(tài)。這個(gè)實(shí)訓(xùn)是學(xué)生入門必須掌握的基本技能,為其他實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。

(2)初始化到出廠設(shè)定值

Pr77的作用是參數(shù)寫入禁止和參數(shù)清除,設(shè)定范圍為0、1、2,不同設(shè)定值的功能如表1所示。

表1 Pr77參數(shù)及其功能

參數(shù)清除并初始化至出廠設(shè)置對學(xué)生是一項(xiàng)必備技能,并且在近幾年的全國技能大賽中都有所體現(xiàn)。在大賽中故障排除這一考核項(xiàng)目中,經(jīng)常將Pr77設(shè)置為1,鎖定變頻器,使參數(shù)不能寫入,因此學(xué)生必須掌握Pr77個(gè)參數(shù)的功能,才能正確設(shè)置比賽要求的參數(shù),進(jìn)行比賽。

首先介紹變頻器參數(shù)初始化,變頻器在PU運(yùn)行模式下,使Pr77=0,接通電源,按下

PU/EXT鍵使PU燈亮,進(jìn)入PU運(yùn)行模式,按MODE鍵,進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面,旋轉(zhuǎn)M旋鈕至監(jiān)視器界面顯示“ALLC”,再按下 SET鍵,將當(dāng)前值顯示“0”,再次旋轉(zhuǎn)M旋鈕,顯示“1”,再次按下SET鍵,待“1”字閃爍變頻器發(fā)一聲短聲后松開,清零完成。變頻器內(nèi)所有參數(shù)全部恢復(fù)到出廠設(shè)定。

另外,如果只清除用戶輸入的參數(shù),步驟同上,只是指令旋轉(zhuǎn)由“ALLC”改變?yōu)閇Pr.CL]即可。

(3)參數(shù)的修改

現(xiàn)舉例如下。更改Pr79的參數(shù)值,初始值為0,修改為2。

第一種方法,變頻器上電,按MODE鍵,監(jiān)視器顯示Pr000,順時(shí)針撥動(dòng)M旋轉(zhuǎn),參數(shù)從Pr000開始增大,直到出現(xiàn)Pr79按SET鍵,面板顯示Pr.79的設(shè)定值“0”,再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)鈕鍵到“2”按住SET 鍵,待“2”開始閃爍,并且變頻器發(fā)一短聲為止,此時(shí)參數(shù)已經(jīng)被修改。

第二種辦法,采用面板逐位修改Pr79。步驟為: 按MODE鍵三次,面板顯示現(xiàn)Pr..,再按SET鍵一次,面板出現(xiàn)Pr000,這時(shí)百位數(shù)閃爍,可修改,由于Pr79百位為0,不用修改,再按一次SET鍵,十位數(shù)進(jìn)入閃爍可以修改的狀態(tài),此時(shí),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕至7,再按一次SET鍵,個(gè)位數(shù)閃爍可修改,同理旋轉(zhuǎn)旋鈕至9,再按一次SET鍵,面板顯示Pr79的當(dāng)前值0,旋轉(zhuǎn)旋鈕至0,最后按一次SET鍵,“2”開始閃爍,并且變頻器發(fā)一短聲為止,此時(shí)參數(shù)已經(jīng)被修改。

其他參數(shù)修改方法與Pr79一樣,方法可以根據(jù)個(gè)人習(xí)慣選擇。

1.2 變頻器的外部操作方式實(shí)訓(xùn)

變頻器的外部操作方式,是高職學(xué)生必須掌握的一種技能,許多實(shí)訓(xùn)設(shè)備已將變頻器的這些端子引到接線面板,便于學(xué)生操作。例如,天煌教儀的光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)設(shè)備,將STF、STR、RH、RM、RL、SD、端子10、端子2、端子5等引接到接線面板,非常方便學(xué)生進(jìn)行外部操作模式實(shí)訓(xùn)。具體操作步驟如下:

(1)線路連接,將三相電機(jī)上標(biāo)有U、V、W的線頭分別插入變頻器輸出端子U、V、W之中。

(2)為變頻器上電,根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一,首先對變頻器參數(shù)進(jìn)行出廠參數(shù)初始化,檢查Pr79的參數(shù)值,將參數(shù)設(shè)置為Pr79=2。

(3)啟動(dòng)運(yùn)行。通過該實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,使學(xué)生掌握兩種電機(jī)控制方法,第一種為面板操作方法。第二種與PLC程序結(jié)合控制。

第一種方法:以正轉(zhuǎn)為例,選擇多段速端子RH、RM、RL中的一個(gè)接通并使其處于ON(撥向左邊),將開關(guān) STF處于 ON(撥向左邊),面板上相應(yīng)的(RUN)指示燈不停地閃爍,變頻器開始輸出,電機(jī)正轉(zhuǎn)。如果反轉(zhuǎn),將開關(guān)STR與多段速端子同時(shí)接通時(shí)即可。

第二種方法:將PLC的任一輸出端子比如Y20 與STF(或STR反轉(zhuǎn))相連接,多段速端子RH、RM、RL其中選擇其一與STF(或STR反轉(zhuǎn))短接。編寫簡單程序使Y20=1,程序燒寫入PLC,上電啟動(dòng),電機(jī)正(反轉(zhuǎn))。注意:此時(shí)STF、STR、RH、RM、RL開關(guān)處于OFF.

(4)調(diào)速方法:電位器調(diào)速 將電位器的1”、“2”、“3”插孔分別與變頻器“10”、“2”、“5”號(hào)控制端子短接,順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)電位器旋鈕,刻度面板顯示頻率值逐漸增大,最后顯示電網(wǎng)目前最高頻率(出場值為50 Hz),電機(jī)的轉(zhuǎn)速由慢到快,最終穩(wěn)在恒定轉(zhuǎn)速。若再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器旋鈕,面板上顯示頻率由50 Hz逐漸變?yōu)?.00 Hz,實(shí)現(xiàn)減速運(yùn)行。

當(dāng)在電機(jī)運(yùn)行時(shí),同時(shí)打開啟動(dòng)信號(hào)STR和STF,變頻器將停止輸出,電機(jī)將滑行到停止。

1.3 變頻器點(diǎn)動(dòng)操作模式實(shí)訓(xùn)

(1)連接負(fù)載,將三相電機(jī)上標(biāo)有U、V、W的線頭分別插入變頻器的變頻輸出端子U、V、W之中。

(2)參數(shù)設(shè)置 首先,變頻器參數(shù)全部進(jìn)行出廠初始化,然后設(shè)置Pr160=0,Pr15=30 Hz,Pr16=10 s,Pr20=40 Hz,Pr21=0(Pr21=0時(shí),Pr16的設(shè)置范圍為0～3 600 s)。并且根據(jù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一,將模式切換到點(diǎn)動(dòng)模式,面板顯示JOG。

(3)啟動(dòng)、停止 按下按鈕RUN,可以看到面板上的頻率開始變大,同時(shí)RUN的指示燈閃爍。當(dāng)頻率經(jīng)過Pr16設(shè)定時(shí)間10 s到達(dá)所設(shè)定頻率30 Hz 后,不再上升,電機(jī)在此頻率處恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。相反,按下按鈕STOP,頻率逐漸減小,電機(jī)速度變慢,最后停止。

2 結(jié) 語

以上是針對高職院校學(xué)生開發(fā)的變頻器操作入門的三個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,為學(xué)生將來掌握負(fù)責(zé)的變頻器技術(shù)奠定基礎(chǔ),這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。接下來,將繼續(xù)開發(fā)其他的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,并結(jié)合PLC編程,將變頻器的模擬輸入輸出實(shí)訓(xùn)、基于485通訊模塊的變頻器通訊實(shí)訓(xùn)等復(fù)雜有難度的技能傳授于我們的學(xué)生。

[1]郁陳華.三菱變頻器與上位機(jī)通信的幾種方法[J].電氣傳動(dòng),2002(1):56-59.

[2]盧梓江.三菱變頻器的實(shí)操教學(xué)[J].職業(yè)與教育,2007(7):85.

Development of Training Project for the Frequency Converter Course Applying in Higher Vocational Education

WANG Hai-xia,CHEN Bing-gui
(Fujian Electric Vocational and Technical College,Quanzhou Fujian 362000,China)

The application of inverter is an important technology in the field of control and ithas important position in themodern industry.In order tomeet themarketing demand,the higher vocational colleges develop appropriate training courses for frequency converter so that students could master the inverter operation skills.Based on this,three entry training programs are discussed,and detailed operation steps are then given,that possesses the function of instruction.Finally,the direction of future is put forward.

frequency converter;higher vocational education;training course

TB23

A

1007-4414(2015)06-0211-03

10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.06.080