三菱FR-A700通用變頻器應用解析

李波

摘 要：隨著科技進步和工業控制技術不斷變革，變頻器在各行業的應用越來越多，掌握變頻器的基本原理和使用方法變得非常必要。本文從FR-A700變頻器的基本原理、變頻器的基本特點、變頻器操作面板、變頻器參數、調速控制操作方法及常見故障及應用領域等方面對變頻器進行了解析，思路清晰，簡潔明了，對于初期的相關從業者有很好的指導意義。

關鍵詞：變頻器;操作面板;調速控制

1 變頻原理

變頻器的發展離不開電力電子器件的發展，電力電子器件的發展經歷了從最初的半控型到目前普遍使用的全控型，以及近年來新研制出的智能功率模塊IPM，這些器件的電壓和電流容量越來越大，響應速度明顯提高，所需的驅動功率及器件自身的管耗也越來越小。

目前的變頻技術主要使用交—直—交變流原理來實現，交-交變頻應用相對很少，即把工頻交流電先通過整流器轉換成直流電，然后再通過逆變電路把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電，以滿足電動機在不同應用場合的速度調節。其電路結構如圖1所示。

逆變電路是實現變頻技術的關鍵所在，如圖2所示，開關V1、V2、V3、V4構成四個橋臂，整流濾波后的直流電壓Ud作為電路的輸入，逆變器輸出連接的負載是R-L感性負載。電路工作時，先將開關V1、V4處于閉合狀態，使V2、V3兩開關斷開，負載上將會得到左正右負的輸出電壓;經過一段時間后，再把原來接通的開關V1、V4斷開，送上觸發信號使V2、V3兩個開關閉合，此時負載上得到右正左負的輸出電壓。在控制過程中，通過改變V1、V4和V2、V3兩組開關的通斷頻率，即可調節輸出交流電的頻率。目前橋臂開關主要選用全控型器件IGBT來實現，其容量、響應速度穩定性能相對較好。

2 三菱FR-A700通用變頻器特點及面板簡介

2.1 FR-A700變頻器特點

（1）吸取了三菱早期各系列變頻器的特點，控制功能多樣化，過載能力較強，通用性廣，可于速度、轉矩、位置多種工作模式的切換，同時具備強大的通信功能和信號處理能力，使用方便。

（2）能實現普通電機的功能最大化，驅動無編碼器的普通電機能實現精度高、響應快的矢量控制，在超低速工作狀態下，可實現200%的輸出轉矩。

（3） 能實現高性能的矢量控制。

（4）網絡通信能力強，有USB、RS-485等通訊接口，通訊實現方便快捷，也可選用各種總線適配器。

（5）內部裝有EMC濾波器：能有效地抑制電磁噪聲，外部不需要再配置濾波裝置，能有效節省安裝空間。

（6）內置PID模塊，能靈活進行變頻器與工頻工作方式的相互切換。

2.2 操作面板簡介

操作面板如圖3所示，各部分功能如下：

（1）M旋鈕：用于對變頻器參數設定值進行修改，設定運行所需的頻率。

（2）PU/EXT按鍵：作用是運行模式切換，用于實現PU運行模式與外部運行模式間的切換。

（3）REV按鍵：PU模式工作時發出反轉啟動指令。

（4）FWD按鍵：PU模式工作時發出正轉啟動指令。

（5）MODE按鍵：模式選擇，用于切換各種工作模式。

（6）SET按鍵：用于確定各類參數設置，當在變頻器運行過程中按下時，監視器則會循環顯示當前頻率、電流、電壓值。

（7）STOP/RESET按鍵：用于停止運行控制或者復位報警作用。

另外，左上角為4位LED顯示器，用于顯示變頻器當前工作的頻率、電流或電壓值，右上角為各種工作狀態指示燈。

2.3 常用輸出端子說明

（1）R、S、T：用于連接輸入三相電源，分別對應連接L1、L2、L3。

（2）U、V、W：變頻器輸出端，用于連接三相電動機。

（3）RH、RM、RL：變頻器輸出高、中、低三個速度時對應連接端子，對應控制Pr.4～ Pr.6設定頻率值。

（4）STF、STR：EXT模式運行時，控制電機的正轉、反轉連接端子。

（5）SD：公共端，與外部設備的共地的連接端。

3 FR-A700變頻器調速應用方法

3.1 速度控制時常用參數介紹

（1）Pr.cl 用于清除參數，操作時設定為1，變頻器參數恢復到初始值。

（2）Pr.79用于設定變頻器的工作模式，常用設定值是0、1、2、3、4，設定變頻器的PU、EXT、NET等工作模式.

（3）Pr.1、Pr.2為保證電機的工作安全，設定變頻器的工作頻率的上、下限，初始值為0-120HZ。

（4）Pr.7、Pr.8用于設定電機動作的加速時間、減速時間。7.5KW以下的電機，初始值為5S。

（5）Pr.4、Pr.5、Pr.6 用于設定變頻器的高速、中速、低速運行頻率值，其對應的外部端子分別為RH、RM、RL。7段速則通過RH、RM、RL的通斷組合方式進行設定，對應頻率值通過Pr.24、Pr.25、Pr.26、Pr.27進行設定。

3.2 變頻調速基本操作步驟

（1）首先對變頻器進行正確的輸入、輸出接線，R、S、T端子通三相電源，U、V、W端子連接控制電機，如用EXT控制模式，需要對變頻器的外部端子進行連接，保證電機運行的頻率信號和啟動信號，并做好SD的公共端連接。

（2）先對變頻器執行參數清零恢復初始值的操作，避免原有無關參數的影響。

（3）通過Pr.79設定變頻器的工作模式，如果是PU工作模式，將通過操作面板進行操作，如需與PLC等設備進行聯調，則需通過外部端子輸入頻率和啟動信號。

（4）通過Pr.1、Pr.2設定上下限的參數值，保證運行安全。

（5）設定Pr.4、Pr.5、Pr.6的參數值，如果外部RH有信號時，則輸出Pr.4對應設定值，注意必須要有相應的啟動信號（STF、TR）。

4 FR-A700變頻調常見故障處理

變頻器故障的原因很多，具體可查看變頻器手冊中異常顯示一覽表，此處針對最常見的幾種故障作簡要說明。

4.1 電機無動作

當電機無動作時，最常見的原因可能是電機沒有獲得頻率信號或者啟動信號，此時應檢查電機的工作指示燈狀態，確認FWD或REV有一個指示燈亮，即有相應的啟動信號，再根據工作模式確認是否有相應的頻率輸入。

4.2 Er2故障

當在操作面板上顯示Er2時，表示運行中寫入錯誤，此時通常的原因是Pr.77設定值不為2，多出現在系統已有啟動信號或者系統運行過程中執行寫入所造成的。

4.3 Er4故障

當操作面板顯示Er4故障時，表示工作模式指定錯誤，表示在外部或者網絡運行模式下進行參數設定，此時需要將運行模式調整為PU運行模式，讓Pr.77 =2，再進行相應參數設定。

5 變頻器的應用領域

隨著各行各業生產機械設備自動化程度的提高，變頻器的應用已經滲透到各個領域，在空調壓縮機上，可以通過變頻調速實現節能;在風機應用上，可以通過變頻調速來控制風量大小，在鍋爐房、中央空調得到廣泛應用;在工業供水上，可以通過變頻器實現恒壓供水;各種生產線中的傳送帶，也常采用變頻調速的方式控制傳送速度。未來變頻器在各行業的應用將更加廣泛，所以工程技術人員掌握變頻器的應用技術非常必要。

6 總結

電力電子器件的發展、計算機技術、自動控制理論是變頻器發展的基礎，逆變電路是實現變頻的關鍵，熟悉操作面板各個按鍵的作用，了解常用參數及外部接線端子，能根據使用需要查閱變頻器操作手冊是入門的關鍵，通過對FR-A700調速應用的了解，可進一步了解其在節能、軟啟動等方面的具體應用。

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