2.4 三菱A700变频器的开环矢量控制
2.4.1 操作实例6：认识三菱A700变频器
【任务描述】
将A700变频器与D700变频器相比较，进行以下内容的训练：
1）了解A700变频器的铭牌标识、命名规则等；
2）进行A700变频器操作面板的拆卸、安装，并接通电源线；
3）通过对FR-DU07操作面板的操作熟悉参数设置等功能。
图2-41 A700操作面板外观
【实施步骤】
步骤①：将A700变频器与D700变频器进行比较。
步骤②：进行A700变频器操作面板的拆卸与安装。
图2-41所示为A700变频器的操作面板（即FR-DU07），也是用于变频器参数设置的主要界面。进行操作面板的拆卸时先松开操作面板的两处固定螺钉（螺钉不能卸下），然后按住操作面板左右两侧的插销，把操作面板往前拉出后卸下（见图2-42）。
图2-42 A700操作面板拆卸
进行操作面板安装时，需要笔直插入并安装牢靠，然后旋紧螺钉。
步骤③：进行A700变频器前盖板的拆卸与安装。
将前盖板取下时，先旋松安装前盖板用的螺钉，一边按着表面护盖上的安装卡爪，一边以左边的固定卡爪为支点向前拉取下，如图2-43所示。
图2-43 前盖板的拆卸
安装与拆卸时的动作相反，将表面护盖左侧的2处固定卡爪插入机体的接口，并以固定卡爪部分为支点确实地将表面护盖压进机体，最后拧紧安装螺钉。
需要注意的是，FR-A740-160K-CHT以上的表面盖板由1个变成2个，另外在正面盖板贴有容量铭牌，在机身也贴有额定铭牌，分别印有相同的制造编号，检查制造编号以确保将拆下的盖板安装在原来的变频器上，以防止维修时出现不必要的混淆。
步骤④：拆卸完前盖板后，按照图2-44所示进行主电路接线，包括电源进线和1.5kW三相笼型异步电动机接线，注意为保证电气安全，必须进行可靠接地。
步骤⑤：通过对FR-DU07操作面板的操作熟悉参数设置等功能。
图2-45所示为PU按键和指示灯的具体功能和含义，与D700变频器的操作面板相比，多了一个按键，即将RUN键分为FWD（正转）键与REV（反转）键。
图2-44 变频器主电路接线
图2-45 A700 FR-DU07操作面板
图2-46所示为A700的运行模式切换与频率设定，操作方式与D700一致，其参数功能也相同，不在这里一一例举。
图2-46 运行模式切换与频率设定
2.4.2 操作实例7：A700变频器离线自动调整
【任务描述】
对A700变频器与1.5kW电动机构成的变频控制系统进行离线自动调整。
【实施步骤】
步骤①：将A700变频器与D700变频器进行比较。
变频器运行在开环矢量控制方式时，其控制性能是与电动机的模型大有关系的，因此，必须对变频器对应的电动机进行参数辨识，其中最常用的一种方式是“离线自动调整”，从而在矢量运行时最大限度地发挥电动机的性能。这里以三菱A700为例介绍离线自动调整的相关技能。
1.与离线自动调整有关的参数
在变频器对电动机进行参数辨识前，必须输入表2-10所示的4个参数，包括适用电动机类型、额定电压、额定频率以及自动调整设定/状态。
表2-10 与离线自动调整有关的参数
其中，参数Pr.71必须根据表2-11所示进行选择。
表2-11 参数Pr.71的选择
显然，由于在数控车床主轴控制中进行矢量控制时选用的电动机基本都是Y、Y2或YVP等系列国产电动机，因此选择为“其他公司制造的标准电动机”或“其他公司制造的恒转矩电动机”，即Pr.71=3或13。
2.准备工作
在执行离线自动调整之前，请进行以下确认：
1）对电动机的参数进行设定（Pr.80和Pr.81）。
2）对变频器的运行方式进行设定（Pr.800）。
3）连接好电动机，并确保在开始调整时电动机处于停止状态。
按照电动机容量与变频器容量相同或是电动机容量比变频器容量小1级的组合进行运行。但是电动机容量至少应为0.4kW以上。
对于55kW以下的变频器如果在变频器和电动机间连接了浪涌电压抑制滤波器（FR- ASF-H），对于75kW以上的变频器，如果在变频器和电动机间连接了正弦波滤波器（MT- BSL/BSC），执行离线自动调整时将无法正确调谐。此时需要拆除这些滤波器后再执行调整操作。
4）根据离线调整方式，确保电动机与负载的连接方式不会影响到离线自动调整。
在电动机不运转的离线自动调整（Pr.96自动调整设定/状态=“1”）方式下，电动机可能会发生极微小的运动，需要通过机械制动器加以可靠的固定，或确认电动机转动在安全方面也不存在问题后再进行调谐（特别是用于升降机时，尤其要加以注意）。同时，电动机轻微转动不会影响调谐性能。
选择了电动机运转的离线自动调整（Pr.96自动调整设定/状态=“101”）时，应注意调谐过程中转矩不充分的情况会发生，即使运转至电动机额定速度附近也不会发生设备安全问题，制动器已放开，不能在受到外力的情况下运转。
3.执行调整
1）设置变频器运行方式为PU，按下操作面板
；外部运行时请将起动指令（STF信号或STR信号）设为ON，开始调谐操作。
2）以Pr.96自动调整设定/状态=“101”为例进行调整，通过操作面板可以观察到如图2-47所示的画面。
3）离线自动调整的时间根据参数选择的不同会有所变化，具体见表2-12。
4）在离线自动调整完成后，如为PU运行时，请按下操作面板的
；如为外部运行时，请将起动信号（STF信号或STR信号）设为OFF。实施此操作后。离线自动调整被解除，PU的监视器显示将恢复为正常显示。
5）调谐完成后请勿变更Pr.96的设定值（3或103）。如果用户变更了Pr.96的设定值，调谐数据将无效，如果还是希望运行在开环矢量控制方式下，需要再次进行调谐。
6）离线自动调整如果异常结束（见表2-13），电动机参数未得到设定，需要进行变频器复位后，重新进行调谐操作。
在调谐过程中将起动信号（STF信号或STR信号）设为OFF，强制结束调谐时，离线自动调谐未能正常结束，也就是说电动机参数未得到设定，这时需要在变频器复位后，重新进行调整操作。
图2-47 自动调整
表2-12 离线自动调整的时间
表2-13 异常结束错误代码
2.4.3 操作实例8：A700变频器在线自动调整
【任务描述】
对A700变频器与1.5kW电动机构成的变频控制系统进行在线自动调整。
【实施步骤】
步骤①：将A700变频器与D700变频器进行比较。
由于在变频器进行矢量控制时用到了极易受温度影响的转子参数，参数的变化直接影响了电动机的调速性能，使得实际上的控制效果远不如理论分析的那么完美。我们知道，纯金属的电阻随温度的升高电阻增大，温度升高1℃电阻值要增大千分之几。因此，必须要对电动机在温度发生变化时进行温度补偿，以实现良好的速度控制和转矩控制。
对于A700变频器来说，可以简单地选择Pr.95来进行在线自动调整，具体见表2-14。
表2-14 在线自动调整参数设置
1.电动机一开机运行即进行在线自动调整
由于在线自动调整需要进行CPU运算，对于某些具有高性能控制要求的电动机控制来说，如果在每一次开机运行时进行“在线自动调整”就能节省大量的时间，也能提高控制精度。在这种情况下，只需设定Pr.95=1。
操作步骤如下：
1）确认Pr.80、Pr.81和Pr.800为合适的值，即选择开环矢量控制方式。
2）确认Pr.96自动调整设定/状态为“3”或“103”（离线自动调整完成），这意味着在实施在线自动调整前，务必实施离线自动调整。
3）设定Pr.95在线自动调整选择=“1”（启动时在线自动调整），在下一次起动时将执行在线自动调整。
4）设为PU运行时，需要按下操作面板的
；在外部运行时，将运行指令（STF信号或STR信号）设为ON。
通过以上步骤就能在起动时迅速对电动机的状态进行调谐，可以实现不受电动机温度影响的高精度运行，以及实现超低速下的高转矩、稳定运行。
2.实时在线自动调整
设定Pr.95=2的前提条件是使用带PG的电动机并实施矢量控制，这对于提高转矩精度非常有效，其原理是通过流过电动机的电流和变频器的输出电压来推断和监测电动机内部的磁通。
在实时在线自动调整下，由于可始终准确地推断出电动机的磁通，变频矢量控制效果不会受电阻温度变化的影响，从而取得了良好的运行特性。
2.4.4 开环矢量控制的实施步骤
速度控制是指对于确保速度指令和实际电动机转速一致进行控制。
开环矢量控制的实施步骤如下：
1）实施可靠的配线。
2）所使用电动机的设定（Pr.71）。
3）电动机容量、电动机极数的设定（Pr.80，Pr.81）。
在Pr.80电动机容量中设定电动机容量（kW）；在Pr.81电动机极数中设定电动机极数（POLE数）。当对变频器参数进行初始化时，其设定值为“9999”，默认为U/f控制。
4）控制方法的选择。选择Pr.800=“10”（速度控制）或“12”（速度-转矩切换），以使速度控制有效。
5）运行指令的设定。
选择起动指令和速度指令。
①起动指令
a.操作面板：通过操作面板的
进行设定；
b.外部指令：通过正转、反转指令（端子STF或STR）进行设定。
②速度指令
实时开环矢量控制的速度指令设定范围为0～120Hz，它可以通过三种方式进行输入：
a.操作面板：通过操作面板的
进行设定；
b.外部模拟指令（端子2或4）：通过端子2（或端子4）所输入的模拟信号，发出速度指令；
c.多段速指令：速度指令也可通过外部信号（RH，RM，RL）发出指令。
6）转矩限制的设定（Pr.810）。
7）实施离线自动调整（Pr.96）。
实时无传感器控制方式时，请在运行前进行离线自动调整。
8）试运行。