应用于高职教学的变频器课程实训项目开发*

王海霞,陈炳贵

(福建电力职业技术学院,福建泉州 362000)

应用于高职教学的变频器课程实训项目开发*

王海霞,陈炳贵

(福建电力职业技术学院,福建泉州 362000)

变频器应用是控制领域的重要技术,在现代工业中具有重要地位。高职院校适应市场需求,开发相应的实训课程,使学生掌握变频器操作技能。基于此,讨论了三个入门实训项目,并给出了详细的操作步骤,具有指导书的作用,最后提出了将来的努力地方向。

变频器;高职教育;实训课程

0 引 言

变频器产生于20世纪60年代,能够实现异步电动机的恒转矩和恒功率的无级调速,其调速范围广、平滑性好、机械特性较硬,而且节能效果明显。主要应用在机床设备,注塑机,印刷,风机水泵,重载,轨道交通,电梯,空调,张力控制等各个工业领域,推动了异步电机调速技术的发展[1]。变频器的主要优点在于可通过改变电流频率来改变电机的速度,且输出的电信号波动小,起到调速的目的,并且环保节能。

高职教育的人才培养目标致力于培养适应于现代工业,服务于现代生产的高级专门技能人才。随着教育改革的深入,对应各个工业技术的实训课程和相应教学设备走进了各个高职院校,并且实训课程的地位逐年增加,社会作用明显。变频器实训应运而生,并成为各工程专业的的核心课程。以下将以三菱FR -700系列变频器为例,围绕变频器的操作方式实训项目展开讨论。

1 变频器的实训项目

针对高职院校学生的特点,变频器实训的目的是使学生熟练掌握变频器的操作技术,掌握常用参数的设置及其作用,开发变频器面板操作实训项目是本文研究的主要内容。

1.1 变频器面板操作实训

FR-700的操作面板如图1所示。以下文中所提按钮,以此图为例。

图1 FR-700的操作面板

(1)操作模式的切换

变频器操作模式包含:外部/PU切换模式,Pr79 =0;固定为PU运行模式,Pr79=1;固定为外部运行模式Pr79=2;外部/PU组合模式1,Pr79=3;外部/PU组合模式2,Pr79=4;切换模式,Pr79=6;外部运行模式,Pr79=7。其中高职学生必须掌握Pr79=0、Pr79= 1、Pr79=2三种操作模式的应用[2]。

在操作模式切换的实训中使Pr79=0(出厂设定值),监示模式显示0.00 Hz,然后按MODE键三次,操作模式显示op.nd同时EXT灯亮,此时处于外部操作模式。按MODE键显示pu,同时pu灯亮,此时处于面板操作模式。再按MODE键显示JOG,处于面板点动模式。再按MODE键将返回外部操作模式。如再按MODE键,面板上显示0.00 Hz时,MON灯亮,这时已返回频率监视状态。这个实训是学生入门必须掌握的基本技能,为其他实训项目奠定基础。

(2)初始化到出厂设定值

Pr77的作用是参数写入禁止和参数清除,设定范围为0、1、2,不同设定值的功能如表1所示。

表1 Pr77参数及其功能

参数清除并初始化至出厂设置对学生是一项必备技能,并且在近几年的全国技能大赛中都有所体现。在大赛中故障排除这一考核项目中,经常将Pr77设置为1,锁定变频器,使参数不能写入,因此学生必须掌握Pr77个参数的功能,才能正确设置比赛要求的参数,进行比赛。

首先介绍变频器参数初始化,变频器在PU运行模式下,使Pr77=0,接通电源,按下

PU/EXT键使PU灯亮,进入PU运行模式,按MODE键,进入参数设置界面,旋转M旋钮至监视器界面显示“ALLC”,再按下 SET键,将当前值显示“0”,再次旋转M旋钮,显示“1”,再次按下SET键,待“1”字闪烁变频器发一声短声后松开,清零完成。变频器内所有参数全部恢复到出厂设定。

另外,如果只清除用户输入的参数,步骤同上,只是指令旋转由“ALLC”改变为[Pr.CL]即可。

(3)参数的修改

现举例如下。更改Pr79的参数值,初始值为0,修改为2。

第一种方法,变频器上电,按MODE键,监视器显示Pr000,顺时针拨动M旋转,参数从Pr000开始增大,直到出现Pr79按SET键,面板显示Pr.79的设定值“0”,再顺时针旋转旋转钮键到“2”按住SET 键,待“2”开始闪烁,并且变频器发一短声为止,此时参数已经被修改。

第二种办法,采用面板逐位修改Pr79。步骤为: 按MODE键三次,面板显示现Pr..,再按SET键一次,面板出现Pr000,这时百位数闪烁,可修改,由于Pr79百位为0,不用修改,再按一次SET键,十位数进入闪烁可以修改的状态,此时,顺时针旋转旋钮至7,再按一次SET键,个位数闪烁可修改,同理旋转旋钮至9,再按一次SET键,面板显示Pr79的当前值0,旋转旋钮至0,最后按一次SET键,“2”开始闪烁,并且变频器发一短声为止,此时参数已经被修改。

其他参数修改方法与Pr79一样,方法可以根据个人习惯选择。

1.2 变频器的外部操作方式实训

变频器的外部操作方式,是高职学生必须掌握的一种技能,许多实训设备已将变频器的这些端子引到接线面板,便于学生操作。例如,天煌教仪的光机电一体化实训设备,将STF、STR、RH、RM、RL、SD、端子10、端子2、端子5等引接到接线面板,非常方便学生进行外部操作模式实训。具体操作步骤如下:

(1)线路连接,将三相电机上标有U、V、W的线头分别插入变频器输出端子U、V、W之中。

(2)为变频器上电,根据实训项目一,首先对变频器参数进行出厂参数初始化,检查Pr79的参数值,将参数设置为Pr79=2。

(3)启动运行。通过该实训项目,使学生掌握两种电机控制方法,第一种为面板操作方法。第二种与PLC程序结合控制。

第一种方法:以正转为例,选择多段速端子RH、RM、RL中的一个接通并使其处于ON(拨向左边),将开关 STF处于 ON(拨向左边),面板上相应的(RUN)指示灯不停地闪烁,变频器开始输出,电机正转。如果反转,将开关STR与多段速端子同时接通时即可。

第二种方法:将PLC的任一输出端子比如Y20 与STF(或STR反转)相连接,多段速端子RH、RM、RL其中选择其一与STF(或STR反转)短接。编写简单程序使Y20=1,程序烧写入PLC,上电启动,电机正(反转)。注意:此时STF、STR、RH、RM、RL开关处于OFF.

(4)调速方法:电位器调速 将电位器的1”、“2”、“3”插孔分别与变频器“10”、“2”、“5”号控制端子短接,顺时针缓慢旋转电位器旋钮,刻度面板显示频率值逐渐增大,最后显示电网目前最高频率(出场值为50 Hz),电机的转速由慢到快,最终稳在恒定转速。若再逆时针旋转电位器旋钮,面板上显示频率由50 Hz逐渐变为0.00 Hz,实现减速运行。

当在电机运行时,同时打开启动信号STR和STF,变频器将停止输出,电机将滑行到停止。

1.3 变频器点动操作模式实训

(1)连接负载,将三相电机上标有U、V、W的线头分别插入变频器的变频输出端子U、V、W之中。

(2)参数设置 首先,变频器参数全部进行出厂初始化,然后设置Pr160=0,Pr15=30 Hz,Pr16=10 s,Pr20=40 Hz,Pr21=0(Pr21=0时,Pr16的设置范围为0～3 600 s)。并且根据实训项目一,将模式切换到点动模式,面板显示JOG。

(3)启动、停止 按下按钮RUN,可以看到面板上的频率开始变大,同时RUN的指示灯闪烁。当频率经过Pr16设定时间10 s到达所设定频率30 Hz 后,不再上升,电机在此频率处恒速运转。相反,按下按钮STOP,频率逐渐减小,电机速度变慢,最后停止。

2 结 语

以上是针对高职院校学生开发的变频器操作入门的三个实训项目,为学生将来掌握负责的变频器技术奠定基础,这些实训项目还是远远不够的。接下来,将继续开发其他的实训项目,并结合PLC编程,将变频器的模拟输入输出实训、基于485通讯模块的变频器通讯实训等复杂有难度的技能传授于我们的学生。

[1]郁陈华.三菱变频器与上位机通信的几种方法[J].电气传动,2002(1):56-59.

[2]卢梓江.三菱变频器的实操教学[J].职业与教育,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