认识FR-E740变频器

1.FR-E740变频器的安装和接线

在使用三菱PLC的YL-335B设备中，变频器选用三菱FR-E700系列变频器中的FRE740-0.75K-CHT型变频器，该变频器额定电压等级为三相400 V，适用容量为0.75 kW及以下的电动机。FR-E700系列变频器的外观和型号的定义如图2-58所示。

图2-58　FR-E700系列变频器

（a）FR-700变频器外观；（b）变频器型号定义

FR-E700系列变频器是FR-E500系列变频器的升级产品，是一种小型、高性能变频器。在YL-335B设备上进行的实训，所涉及的是使用通用变频器所必需的基本知识和技能，着重于变频器的接线、操作和常用参数的设置等方面。

FR-E740系列变频器主电路的通用接线如图2-59所示。

图2-59　FR-E740系列变频器主电路的通用接线

图2-60中有关说明如下：

（1）端子P1、P/+之间用以连接直流电抗器，不需要连接时，两端子间短路。

（2）P/+与PR之间用以连接制动电阻器，P/+与N/-之间用以连接制动单元选件。YL-335B设备均未使用，故用虚线画出。

（3）交流接触器MC用作变频器安全保护的目的，注意不要通过此交流接触器来启动或停止变频器，否则可能会降低变频器寿命。在YL-335B系统中，没有使用这个交流接触器。

（4）进行主电路接线时，应确保输入、输出端不能接错，即电源线必须连接至R/L1、S/L2、T/L3，绝对不能接U、V、W，否则会损坏变频器。

FR-E740系列变频器控制电路的接线端子分布如图2-60所示。图2-61给出了控制电路接线。

图2-60　FR-E700变频器控制端子分布图

在图2-61中，控制电路端子分为控制输入、频率设定（模拟量输入）、继电器输出（异常输出）、集电极开路输出（状态检测）和模拟电压输出等5部分区域，各端子的功能可通过调整相关参数的值进行变更，在出厂初始值的情况下，各控制电路端子的功能说明如表2-9～表2-11所示。

2.变频器的操作面板的操作训练

1）FR-E700系列的操作面板

在使用变频器之前，首先要熟悉它的面板显示和键盘操作单元（或称控制单元），并且按使用现场的要求合理设置参数。FR-E700系列变频器的参数设置，通常利用固定在其上的操作面板（不能拆下）实现，也可以使用连接到变频器PU接口的参数单元（FR-PU07）实现。使用操作面板可以进行运行方式、频率的设定，运行指令监视，参数设定及错误表示等。操作面板如图2-62所示，其上半部为面板显示器，下半部为M旋钮和各种按键，它们的具体功能分别如表2-12和表2-13所示。

图2-61　FR-E700变频器控制电路接线

表2-9　控制电路输入端子的功能说明

续表

表2-10　控制电路接点输出端子的功能说明

表2-11　控制电路网络接口的功能说明

图2-62　FR-E700的操作面板

表2-12　旋钮、按键功能

表2-13　运行状态显示

2）变频器的运行模式

由表2-12和表2-13可见，在变频器不同的运行模式下，各种按键、M旋钮的功能各异。所谓运行模式是指对输入到变频器的启动指令和设定频率的命令来源的指定。

一般来说，使用控制电路端子、在外部设置电位器和开关来进行操作的是“外部运行模式”，使用操作面板或参数单元输入启动指令、设定频率的是“PU运行模式”，通过PU接口进行RS-485通信或使用通信选件的是“网络运行模式（NET运行模式）”。在进行变频器操作以前，必须了解其各种运行模式，才能进行各项操作。

FR-E700系列变频器通过参数Pr.79的值来指定变频器的运行模式，设定值为0、1、2、3、4、6、7，这7种运行模式的内容以及相关LED指示灯的状态如表2-14所示。

表2-14　运行模式选择（Pr.79）

续表

变频器出厂时，参数Pr.79设定值为0。当停止运行时，用户可以根据实际需要修改其设定值。

修改Pr.79设定值的一种方法是，同时按住“MODE”键和“”键0.5 s，然后旋动“M”旋钮，选择合适的Pr.79参数值，再用“SET”键确定。图2-63所示为把Pr.79设定为4（组合模式2）的例子。

图2-63　修改变频器的运行模式参数示例

如果分拣单元的机械部分已经装配好，则在完成主电路接线后就可以用变频器直接驱动电动机试运行。当Pr.79=4时，把调速电位器的三个引出端分别连接到变频器的10、2、5端子（滑动臂引出端连接端子2），接通电源后，按启动指令键“RUN”，即可启动电动机，旋动调速电位器即可连续调节电动机转速。(www.xing528.com)

在分拣单元的机械部分装配完成后，进行电动机试运行是必要的，这可以检查机械装配的质量，以便做进一步的调整。

3）设定参数的操作方法

变频器参数的出厂设定值被设置为完成简单的变速运行。如需按照负载和操作要求设定参数，则应进入参数设定模式，先选定参数号，然后设置其参数值。设定参数分两种情况，一种是停机时在“STOP”方式下重新设定参数，这时可设定所有参数；另一种是在运行时设定，这时只允许设定部分参数，但是可以核对所有参数号及参数。图2-64所示为参数设定过程的一个例子，所完成的操作是把参数Pr.1（上限频率）从出厂设定值120.0 Hz变更为50.0 Hz，假定当前运行模式为外部/PU切换模式（Pr.79=0）。

3.常用参数设置训练

FR-E700变频器有几百个参数，实际使用时，只需根据使用现场的要求设定部分参数，其余按出厂设定即可。一些常用参数，例如变频器的运行环境；驱动电动机的规格、运行的限制；参数的初始化；电动机的启动、运行和调速、制动等命令的来源及频率的设置等方面，则是应该熟悉的。

下面根据分拣单元工艺过程对变频器的要求，介绍一些常用参数的设定。关于参数设定更详细的说明可参阅FR-E700使用手册。

1）输出频率的限制（Pr.1、Pr.2、Pr.18）

为了限制电动机的速度，应对变频器的输出频率加以限制。用Pr.1“上限频率”和Pr.2“下限频率”来设定，可将输出频率的上、下限钳位。

图2-64　变更参数的设定值示例

当在120 Hz以上运行时，用参数Pr.18“高速上限频率”设定高速输出频率的上限。

Pr.1与Pr.2出厂设定范围为0～120 Hz，出厂设定值分别为120 Hz和0 Hz。Pr.18出厂设定范围为120～400 Hz。输出频率和设定值的关系如图2-65所示。

图2-65　输出频率与设定值的关系

2）加减速时间（Pr.7、Pr.8、Pr.20、Pr.21）

各参数的意义及设定范围如表2-15所示。

设定说明：

（1）以Pr.20为加/减速的基准频率，在我国则选为50 Hz。

（2）Pr.7加速时间用于设定从停止到Pr.20加/减速基准频率的加速时间。

表2-15　加减速时间相关参数的意义及设定范围

（3）Pr.8减速时间用于设定从Pr.20加/减速基准频率到停止的减速时间。

3）直流制动（Pr.10～Pr.12）

在分拣过程中，若工作任务要求减速时间不能太小，且在工件高速移动下准确定位停车，以便把工件推出，这时常常需要使用直流制动方式。

直流制动是通过向电动机施加直流电压来使电动机轴不转动的，其参数包括：动作频率的设定（Pr.10）；动作时间的设定（Pr.11）；动作电压（转矩）的设定（Pr.12）。直流制动参数的意义及设定范围如表2-16所示。

表2-16　直流制动参数的意义及设定范围

4）多段速运行模式的操作

变频器在外部操作模式或组合操作模式2下，可以通过外接开关器件的组合通断改变输入端子的状态来实现调速，这种控制频率的方式称为多段速控制功能。FR-E740变频器的速度控制端子是RH、RM和RL，通过这些开关的组合可以实现3段和7段的控制。

转速的切换：由于转速的挡次是按二进制的顺序排列的，故三个输入端可以组合成3～7挡（0状态不计）转速。其中，3段速由RH、RM、RL单个通断来实现，7段速由RH、RM、RL通断的组合来实现。

7段速的各自运行频率则由参数Pr.4～Pr.6（设置前3段速的频率）、Pr.24～Pr.27（设置第4段速～第7段速的频率）设定。对应的控制端状态及参数关系如图2-66所示。

多段速度设定在PU运行和外部运行中都可以设定，运行期间参数值也能被改变。在3速设定的场合，2速以上同时被选择时，低速信号的设定频率优先。最后指出，如果把参数Pr.183设置为8，将MRS端子的功能转换成多速段控制端REX，就可以用RH、RM、RL和REX通断的组合来实现15段速。详细的说明可参阅FR-E700使用手册。

图2-66　多段速控制对应的控制端状态及参数关系

5）通过模拟量输入（端子2、4）设定频率

分拣单元变频器的频率设定，除了用PLC输出端子控制多段速度设定外，也有连续设定频率的需求。例如在变频器安装和接线完成进行运行试验时，常常用调速电位器连接到变频器的模拟量输入信号端，进行连续调速试验。此外，若在触摸屏上指定变频器的频率，则此频率也应该是连续可调的。需要注意的是，如果要用模拟量输入（端子2、4）设定频率，则RH、RM、RL端子应断开，否则多段速度设定优先。

（1）模拟量输入信号端子的选择。

FR-E700系列变频器提供2个模拟量输入信号端子（端子2、4）用作连续变化的频率设定。在出厂设定情况下，只能使用端子2，端子4无效。要使端子4有效，需要在各接点输入端子STF、STR、…、RES中选择一个，将其功能定义为AU信号输入，则当这个端子与SD端短接时，AU信号为“ON”，端子4变为有效，端子2变为无效。

例：选择RES端子用作AU信号输入，则设置参数Pr.184=“4”，在RES端子与SD端之间连接一个开关，当此开关断开时，AU信号为“OFF”，端子2有效；反之，当此开关接通时，AU信号为“ON”，端子4有效。

（2）模拟量信号的输入规格。

如果使用端子2，则模拟量信号可为0～5 V或0～10 V的电压信号，用参数Pr.73指定，其出厂设定值为1，指定为0～5 V的输入规格，并且不能可逆运行。参数Pr.73的取值为0、1、10、11，具体内容见表2-17。

表2-17　模拟量输入选择（Pr.73、Pr.267）

如果使用的端子4模拟量信号可为电压输入（0～5 V、0～10 V）或电流输入（4～20 mA初始值），则用参数Pr.267和电压/电流输入切换开关设定，并且要输入与设定相符的模拟量信号。Pr.267取值为0、1、2，具体内容见表2-17。

必须注意的是，若发生切换开关与输入信号不匹配的错误（例如开关设定为电流输入I，但端子输入却为电压信号；或反之），则会导致外部输入设备或变频器故障。

对于频率设定信号（DC0～5 V、0～10 V或4～20 mA）的相应输出频率的大小，可用参数Pr.125（对端子2）或Pr.126（对端子4）设定，用于确定输入增益（最大）的频率。它们的出厂设定值均为50 Hz，设定范围为0～400 Hz。

6）参数清除

如果用户在参数调试过程中遇到问题，并且希望重新开始调试，则可用参数清除操作方法实现，即在PU运行模式下，设定Pr.CL参数清除、ALLC参数全部清除均为“1”，可使参数恢复为初始值。但如果设定Pr.77参数写入选择=“1”，则无法清除。

参数清除操作需要在参数设定模式下，用M旋钮选择参数编号为Pr.CL和ALLC，并把它们的值均置为1，其操作步骤如图2-67所示。