学习活动四 异步电机、变频器操作

任务一 交流异步电动机的应用

一、三相交流异步电动机的工作原理

（一）旋转磁场的产生

定子三相绕组对称，且空间上互差120°，接成Y形。同时通入对称三相交流电，在定子绕组中产生旋转磁场。

改变定子绕组的接线方式，可以改变异步电动机的极数。

旋转磁场的转速n1与电动机的磁极对数P成反比，与交流电的频率f1成正比。

（二）旋转磁场的转向

旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致。电流改变电流相序，即任意对调任意两根电源线，可改变旋转磁场的方向，使电动机反转。

二、三相交流异步电动机的调速方法

可采用改变频率、磁极对数、静差率的方法，变频调速具有无级调速的优点，现大多采用变频调速方法。

任务二 三菱变频器操作

一、变频器工作原理简介

交流电机的转速n与电动机的磁极对数P、交流电的频率f1等因素有关，它们的关系如下：

根据公式2-2，改变定子频率可实现调速。如将三相50 Hz交流电经过一定电子设备变换得到不同频率的三相交流电，则可使普通交流电机获得不同的转速。这种设备被称为变频器。

图2.38变频器基本组成

二、变频器控制电路的接线

（一）标准控制电路端子的排列

（二）接线方法

1．剥开导线的外皮

导线外皮的剥开尺寸不宜过长，过长，会有与邻线发生短路的危险；过短，导线可能会脱落。

2．旋松端子螺丝，将导线插入端子

3．按规定的紧固转矩拧紧螺丝

没拧紧会导致导线脱落或误动作；拧得过紧会损坏螺丝或单元，导致短路或误动作。

紧固转矩：0.5～0.6 N·m（端子A、B、C）,0.22～0.25 N·m（除端子A、B、C之外）。

螺丝刀：小型螺丝刀（刀尖厚度：0.4 mm，刀尖宽度：2.5 mm）。

（三）控制电路的公共端端子（SD、5、SE）

端子SD、SE以及端子5是输入、输出信号的公共端端子，不要将该公共端端子接大地。（任何一个公共端端子都是互相绝缘的）

在接线时应避免端子SD-5、端子SE-5互相连接的接线方式。

端子SD是输入端子（STF、STR、RH、RM、RL、MRS、RES）的公共端。集电极开路电路和内部控制电路采用光电耦合器绝缘。

端子5为频率设定信号（端子2或端子4）的公共端端子及模拟量输出端子（AM）的公共端端子。采用屏蔽线或双绞线避免受外部信号干扰。

端子SE为集电极开路输出端子（RUN、FU）的公共端端子。输入电路和内部控制电路采用光电耦合器绝缘。

（四）使用无接点开关的信号输入

（五）接线时应注意的事项

1．控制电路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线，而且必须与主电路、强电路分开接线。

2．由于控制电路的输入信号是微电流，所以插入接点时，为了防止接触不良，微信号用接点应使用两个以上并联的接点或使用双接点。

3．不要向控制电路的接点输入端子（例如STF）输入电压。

4．异常输出端子（A、B、C）上接上继电器线圈或指示灯。

5．连接控制电路端子的电线建议使用0.3～0.75 mm2的导线。

使用尺寸为1.25 mm2或以上的电线，在接线数量多或者接线方法不当时，会发生前盖板松动、操作面板接触不良的情况。

6．接线使用30 m或以下的导线。变频器的输入端子（STF、STR、RH、RM、RL、MRS、RES）除了有接点开关外，还可以连接晶体管。

图2.39变频器接线图

三、变频器操作

（一）变频器操作面板说明

图2.40变频器操作面板

表2.3按键说明

表2.4运行状态

（二）参数设置方法

除一部分参数之外，参数的设定仅在用Pr.79选择PU操作模式时可以实施。一个参数值的设定既可以用数字键设定，也可以用 键增减。

·按下 键1.5s写入设定值并更新。

另外，作为与运行模式无关的设定方法，可将Pr.77设为“2”。

图2.41变频器参数设置

（三）三菱变频器参数设置

表2.5变频器参数设置

（四）变频器设置检查

连接变频器电源，设置好高速、中速、低速，加速、减速时间等参数，将变频器设为外部模式，将变频器模块上的STF开关打到右侧接通位置，分别将RH、RM、RL的控制开关打到右侧接通位置，观察变频器输出频率是否与设定参数一致。

再将STF控制开关打到左侧复位，将反转STR控制开关打到右侧，重复上述过程。

无误后，连接变频器、交流异步电机，观察电机转动情况。

（五）变频器使用注意事项

变频器虽然是高可靠性产品，但周边电路的连接方法错误，运行、使用方法不当，也会导致产品寿命缩短或损坏。

运行前注意事项：

1．电源及电机接线的压接端子推荐使用带绝缘套管的端子。

2．电源若向变频器的输出端子（U、V、W）通电，则会导致变频器损坏。因此务必防止此种接线。

3．接线时勿在变频器内留下导线切屑。导线切屑可能导致异常、故障、误动作发生，始终保持变频器的清洁。在控制柜等上钻安装孔时，勿使切屑粉掉进变频器内。

4．为使电压降在2%以内，须用适当规格的导线进行接线。变频器和电机间的接线距离较长时，特别是低频率输出时，会由于主电路电缆的电压下降而导致电机的转矩下降。

5．接线总长不要超过500 m。尤其是长距离接线时，由于接线寄生电容所产生的充电电流会引起高响应电流限制功能低下，变频器输出侧连接的设备可能会发生误动作或异常，因此务必注意总接线长度。

6．电磁波干扰。变频器输入/输出（主电路）包含有高次谐波成分，可能干扰变频器附近的通信设备。

7．在前盖板拆下时不要运行变频器，否则可能会接触到高电压端子和充电部分而造成触电事故。

8．即使电源处于断开，除布线、定期检查外，不要拆下前盖板，否则，由于接触变频器充电回路可能造成触电事故。

9．严禁触摸旋转电机、带强电端子。

10．若设备出现故障，检查前断开电源，用万用表等检测剩余电压，消失后方可进行。

11．不要频繁启或停变频器。

12．频率设置不要超过60 Hz。

四、变频器的安装和控制柜的设计

在设计、制作变频器的控制柜时，须充分考虑到控制柜内各装置的发热及使用场所的环境等因素，然后决定控制柜的结构、尺寸和装置的配置。变频器单元中较多采用了半导体元件，为了提高其可靠性并确保长期稳定的使用，须在充分满足装置规格的环境中使用变频器。

（一）变频器的安装环境

变频器安装环境的标准规格如表2.6所示，在超过此条件的场所使用不仅会导致性能降低、寿命缩短，甚至会引起故障。

表2.6变频器安装环境

（二）变频器控制柜的冷却方式

变频器控制柜应保证能较好地发散变频器及其他装置（变压器、灯、电阻等）的热量和阳光直射等外部产生的热量，从而将控制柜内温度维持在容许温度以下。

冷却方式如下：

1．柜面自然散热的冷却方式（全封闭型）。

2．通过散热片冷却的方式（铝片等）。

3．换气冷却（强制通风式、管通风式）。

4．通过热交换器或冷却器进行冷却（热管、冷却器等）。

思考题

1．简述交流异步电机的工作原理。

2．简述变频器参数设置方法。

表2.7变频器安装、设置检查表