1.实训目的
1）熟悉感应电动机、变频器的控制原理以及与控制系统的连接方法。
2）了解变频器数字操作键盘的使用和参数设置的方法，变频器常见功能的测试。
3）掌握感应电动机在变频供电下的输出特性，压频比控制和矢量控制的特点。
2.实训仪器设备
1）华中数控综合实训台一台。
2）万用表一块，2mm螺钉旋具一把。
3.实训内容
（1）SJ-100变频器面板的认识SJ-100变频器面板的按键定义如图3-31所示。
图3-31 SJ-100变频器面板的按键定义
操作面板的各个按键的作用定义如下：
运行按键（RUN）——给变频提供一个运行的指令，按此键可以起动电动机的运转，前提是变频器处在键盘控制方式下。
停止按键（STOP）——给变频提供一个停止运行的指令；按此键可以停止电动机的运转，前提是变频器处在键盘控制方式下。
功能按键（FUN）——修改变频器时，可以选择参数模式以及在设置参数时使用。
▲——修改参数时增大参数值。
▼——修改参数时减小参数值。
存储键（STR）——可以对变频器的修改参数进行保存。
电位器——操作者可以通过这个变频器所带的电位器来改变变频器的输入模拟电压指令。
（2）变频器常见功能参数认知 变频器常见功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择设定。实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。
因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述方便，本文以日立变频器参数名称为例。由于各类型变频器参数区别并不是太大。有可能名称有区别，但是其功能基本一致，只要对一种变频器的参数熟悉精通以后，完全可以做到触类旁通。日立SJ-100变频器参数主要分为下面几组：
D组——监视功能参数。无论变频器处在运行或者是停止状态，都可以使用本组参数来获取系统的重要参数，如电动机电流、输出频率、旋转方向等。
F组——主要常用参数。用来设定变频器的常用参数，如加减速时间常数、电动机的输出频率等。
A组——标准功能参数的设定。这些参数的设定直接影响到变频器输出的最基本的特性。如变频器控制方式的选择、输出最大频率的限定、控制特性的选择等。
B组——微调功能参数。可以调节变频器控制系统与电动机匹配上的一些细微的功能。如重起的方式、报警功能的设置等。
C组——智能端子功能。对变频器所提供的智能端子功能进行定义。如主轴正反转、多段速度选择等功能端子的定义等。
H组——电动机相关参数设置及无传感器矢量功能参数设置。可以设置电动机的一些特征参数及采用无传感器矢量功能所需要的一些参数。
（3）变频器与三相异步电动机调试 变频器是通过调节频率来调节电动机转速的，所谓频率给定方式，就是通过何种方式来调节变频器的输出频率，从而调节电动机转速的。简单地说，就是调节频率的方法。现介绍日立变频器的三种频率调节方式。
1）手操键盘给定。这种方式是通过变频器的操作键盘来以及变频器本身提供的控制参数来对变频器进行控制。具体操作步骤如下：将参数A01设为“02”、A02设为“02”；通过“▲”键与“▼”键改变参数F01（变频器频率给定）的参数值来增加或减小给定频率。完成上述步骤后，变频器已经进入待命状态。按“RUN”键，电动机运转；按“STOP/RESET”键，停止电动机；设置参数F04的参数值为“00”（正转）或“01”（反转）改变电动机的旋转方向；按“RUN”键，电动机运转，但方向已经改变。
2）电位器给定。SJ-100日立变频器面板上配有调速电位器，可通过其旋钮来调节变频器所需要的指令电压，来控制变频器的输出频率，改变电动机的运行速度。采用这种控制方式的具体操作步骤如下：将参数A01设为“00”、A02设为“02”，A04设为“60”；通过调节电位器来控制电动机的运行的转速，将电位器旋过一定的角度；按“RUN”键，这时电动机应该可以旋转，通过改变电位器的旋转角度来改变变频器的输出频率，控制电动机的旋转速度。
3）数控系统给定。数控机床常见的控制方式是通过变频器上的控制端子进行控制，变频器上的频率给定与运行指令给定都是利用数控系统进行控制，日立变频器与世纪星数控系统的连接如图3-32所示，采用数控系统控制时具体做法：按照图3-32进行上述连接确认无误后，接通各部分电源；参照手操键盘给定方式的步骤，将参数A01和A02均恢复为01（默认值）。通过由华中世纪星的主轴控制命令，控制变频器的运行。例如：在MDI下执行M03S500，电动机就会以500r/min正转，接线示例如图3-32所示。
图3-32 日立变频器与世纪星数控系统的连接
图3-33 变频器的控制端子
（4）变频器智能端子的使用 对于一般变频器来说，都具备一些智能端子，方便变频器在控制的时候使用，日立SJ-100变频器提供了六位智能端子，现在只使用了第1、2个端子作为主轴正反转的控制端子，变频器的控制端子如图3-33所示，其中1～6控制端子就是变频器的智能端子，各端子的功能都可以通过C组参数进行定义，参数C01～C06分别对应端子1～6，可以通过修改C01参数的数值来改变端子l的功能。
1）利用智能端子控制主轴正反转运行。变频器具有六个智能端子，可以利用其中任意的两个提供正反转信号。例如如果希望使用端子1和2来进行控制，那么可以把参数C01和C02的数值分别修改成00和01，然后将控制主轴正反转的信号线505、506接到端子1和2上，如图3-34所示，当505接通时，主轴正转：506接通时，主轴反转。如果想利用智能端子5和6来控制主轴正反转，那么把参数C05和C06分别设为00和01，然后将控制主轴正反转的信号线505、506接到端子1和2上，如图3-35所示，当505接通时，主轴正转；506接通时，主轴反转。
图3-34 使用1和2端子提供正反转信号
图3-35 使用5和6端子提供正反转信号
2）利用智能端子控制变频器的速度。变频器一般情况下是通过模拟电压或模拟电流来对变频器的输出频率进行调节，也可以通过调节变频器的参数来对变频器的输出频率进行控制，来改变电动机的控制速度。也可以利用变频器的智能端子来对变频器的速度进行控制。可以利用4个智能端子提供16个目标频率进行选择，这16个目标频率由参数A20～A35进行设定，参数A20～A35分别对应速度1～速度16，选择哪个速度是由控制速度的智能端子的状态进行确定；将智能端子C01～C03的数值分别设为02、03、04、05，这四个智能端子就可以对速度进行选择控制了；利用参数A20～A35，设定16种不同的速度；按照图3-36，利用实训台所提供的乒乓开关进行接线。利用乒乓开关给变频器的智能端子提供不同的状态，见表3-10。不同的状态应该对应不同的速度，进行实际操作观察变频器的输出频率是否和智能端子给定的频率一致。
图3-36 智能端子控制变频器的速度
表3-10 智能端子提供不同的状态
（续）(www.zuozong.com)
（5）通过变频器控制时电动机所表现出的特性
1）变频器控制方式为压频比时的机械特性测试
①将感应电动机与磁粉制动器用联轴器连接起来，接通三相输入电源，参考上述参数设置步骤，设置参数A44为“00”，用手操键盘给定方式起动电动机使其进入运转状态，改变参数F01的参数值，调节给定频率至2Hz。
②当电动机旋转起来以后，给磁粉制动器增加励磁电流，磁粉制动器就可以提供一定的转矩。
③输出频率为2Hz的时候，逐渐增加电动机的负载转矩，利用显示参数d02观察输出相电流的变化，并填入表3-11。
注意：测试时电动机如果出现堵转现象，时间不能过长，应及时将负载降下来，以免对变频器或电动机造成损坏，且所加负载最大不能超过7N·m！
表3-11 增加电动机的负载转矩观察输出相电流的变化
④最大输出转矩的测试。测试变频器在不同频率下所能够提供的最大转矩，表3-12给定了几组频率，在给定的固定频率下逐渐加大负载，直到电动机堵转为止。
注意：在增加负载时，电动机所加负载最大不能超过7N·m！且电动机过载时间不能过长。
表3-12 固定频率下逐渐加大负载
2）矢量控制时电动机低频时的机械特性测试
①设置参数A44为“02”，变频器的控制方式为“无传感器矢量控制”。
②用手操键盘给定方式起动电动机，改变参数F01的参数值，调节变频器的给定频率。
③当电动机旋转起来以后，给磁粉制动器增加励磁电流，磁粉制动器就可以提供一定的转矩。
④输出频率为2Hz的时候，逐渐增加电动机的负载转矩，利用显示参数d02观察输出相电流的变化，并填入表3-13。
注意：测试时电动机如果出现堵转现象，时间不能过长，应及时将负载降下来，以免对变频器或电动机造成损坏。且所加负载最大不能超过7N·m！
表3-13 输出频率为2Hz时观察输出相电流的变化
⑤最大输出转矩的测试，测试变频器在不同频率下所能够提供的最大转矩，表3-14给定了几组频率，在给定的固定频率下逐渐加大负载，直到电动机堵转为止。
注意：在增加负载时，电动机所加负载最大不能超过7N·m！且电动机过载时间不能过长。
表3-14 最大输出转矩的测试
（6）变频器的初始化实训 一般来说，变频器的参数出厂时都已设置好，不需要改动，如果在调节变频器的过程中参数出现紊乱，可以利用此方法将参数恢复到出厂值，具体的操作过程如下：
1）接通变频器三相（380V）输入电源，用基本操作面板（0PE-S）进行调试。把变频器所有参数复位为出厂时的默认设置值。设置时首先将B85设置为01（选择初始化模式），将B84设置为01（初始化有效）。
2）首先同时按下“FUNC”、“▲”与“▼”键不放。
3）按住上述各键不放，然后再按下“STOP/RESET”达3s以上。
4）只松开STOP/RESET，直至显示D01并闪烁为止。
5）现在松开“FUNC”、“▲”与“▼”键，001显示功能开始闪烁。
6）闪烁完成后，显示的出一个游动的浮标，最后停止游动，显示“D01”，表示初始化完成。
注意：变频器的参数在进行初始化完成以后，请勿运行变频器与电动机，需要将变频器的参数重新设置，使变频器中的参数与所带负载电动机的各种参数相匹配，然后再运行电动机。
（7）设置变频驱动器的参数 设置变频驱动器一些必要的参数以供给定时调用，不同变频器可能设置参数的代码不一样，但参数功能大致相同，下面列举了本实训所用电动机的参数，将其输入到变频器R0M中。
电动机额定电压A82：380V；
电动机额定功率H03=0.55kW；
电动机的磁极数H04=4极；
电动机额定频率A03=50Hz；
电动机最小频率A15=01（0Hz）；
电动机最大频率A04=60Hz；
斜坡上升时间F02=10s；
斜坡下降时间F03=10s。
（8）变频器与三相异步电动机的常见故障现象（表3-15）
表3-15 变频器与三相异步电动机的常见故障现象
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