安川G7變頻器培訓(xùn)片

1、安川變頻器安川變頻器G7培訓(xùn)片培訓(xùn)片培訓(xùn)提綱培訓(xùn)提綱一、變頻器的基本原理一、變頻器的基本原理 1、異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理、異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理 2、交流電機(jī)弱磁調(diào)速的概念、交流電機(jī)弱磁調(diào)速的概念 3、V/F矢量控制調(diào)速方式矢量控制調(diào)速方式二、安川變頻器的結(jié)構(gòu)形二、安川變頻器的結(jié)構(gòu)形 1 、 一般變頻器的基本構(gòu)成與功能一般變頻器的基本構(gòu)成與功能 2 、安川變頻器主回路及控制回路構(gòu)成、安川變頻器主回路及控制回路構(gòu)成 3 、 維修注意事項(xiàng)維修注意事項(xiàng) 4 、參數(shù)設(shè)置說(shuō)明（參見(jiàn)用戶(hù)后冊(cè)）、參數(shù)設(shè)置說(shuō)明（參見(jiàn)用戶(hù)后冊(cè)） 5、 常見(jiàn)故障分析及處理常見(jiàn)故障分析及處理 6 、維修與保養(yǎng)、維修與保養(yǎng)一變頻器的基本

2、原理一變頻器的基本原理1、異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理、異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理異步電機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為： n=60f1(1- S)/p f1 -定子頻率 S -異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率 p -磁極對(duì)數(shù) 可見(jiàn)，改變電動(dòng)機(jī)定子側(cè)供電電源頻率，即可改變其同步轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)級(jí)調(diào)速的目的。 異步電機(jī)調(diào)速時(shí)，希望盡量保持主磁通m不變： 1）磁通太弱，鐵芯利用不充分，同樣的轉(zhuǎn)子電流下，電磁轉(zhuǎn)矩小，電機(jī)負(fù)載能力下降。 2）磁通太強(qiáng)，則鐵芯處于過(guò)勵(lì)磁狀態(tài)，勵(lì)磁電流過(guò)大，限制了定子電流的負(fù)載分量，電機(jī)負(fù)載能力下降。主磁通也即氣隙磁通是由定子、轉(zhuǎn)子合成磁勢(shì)產(chǎn)生的，保持磁通恒定的方法： 三相異步電動(dòng)機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值為： E1=4.44

3、f1N1 m m一定子相繞組有效砸數(shù) m每極磁通量Wb 可見(jiàn)，m是由E和F共同決定的，對(duì)E和F進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲涂梢允筸保持最值不變.2交流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速的概念交流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速的概念1 1）基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速）基頻以下的恒磁通變頻調(diào)速 由上節(jié)分析可知，基頻（電機(jī)額定頻率）以下調(diào)速時(shí)，為保證電機(jī)負(fù)載能力，應(yīng)盡量保持主磁通m不變，這就要求在降低供電電源頻率f的同時(shí)，也應(yīng)降低感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，使E/F等于常數(shù)，這種恒磁通控制屬于恒轉(zhuǎn)矩控制方式。 由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均力敵E1難于檢測(cè)和直接控制，且當(dāng)E和F值較高時(shí)，定子漏阻抗壓降相對(duì)較小，可近似認(rèn)為E/fv/f。因此，按恒定比例控制v/f，即可以達(dá)到恒

4、磁通目的。2 2）基頻以上的弱磁調(diào)速）基頻以上的弱磁調(diào)速 由于v受電機(jī)額定電壓限制不能繼續(xù)升高，只能通過(guò)減小來(lái)獲得基頻以上的調(diào)速特性，這種定子電壓不變，而減小m的調(diào)速區(qū)段稱(chēng)為弱磁調(diào)速，也叫恒功率調(diào)速。此時(shí)隨著速度的不斷升高，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩是在逐漸減小的。3)特性曲線特性曲線恒轉(zhuǎn)矩恒功率3V/f、矢量控制調(diào)速原理、矢量控制調(diào)速原理1 1）V/fV/f控制基本實(shí)現(xiàn)方法控制基本實(shí)現(xiàn)方法PWM脈沖寬度調(diào)制方法（Pulse width Modulation）利用參考電壓U與載頻三角波U互相比較，來(lái)決定主功率器件的導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。脈沖寬度調(diào)制是利用相當(dāng)于基波分量的信號(hào)波對(duì)三角載波進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出脈

5、沖度的一種方法。2) V/f2) V/f控制方式的缺點(diǎn)控制方式的缺點(diǎn)在低頻時(shí)，由于V較小，定子阻抗壓降的分量比較顯著，不在能忽略。當(dāng)轉(zhuǎn)矩增大到最大值以后，特性就向下彎了。最大轉(zhuǎn)矩隨著f的降低而減少。盡管可以采取低頻補(bǔ)償措施，但通常認(rèn)為V/F控制的下限頻率應(yīng)不小于0.3HZ.3)矢量控制矢量控制由于V/F控制是基于異步電動(dòng)機(jī)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，因此，其動(dòng)態(tài)指標(biāo)不高，對(duì)于軋鋼、造紙等行業(yè)，還需要高品質(zhì)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的控制方式。矢量控制是根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)字模型，利用坐標(biāo)變換手段，將電機(jī)的定子電流分解成磁場(chǎng)分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，通過(guò)對(duì)一次定子電流的大小、頻率及相位進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，可?shí)現(xiàn)矢量分解及控制。4

6、）IGBT功率器件的迅速發(fā)展功率器件的迅速發(fā)展 IGBT由于其開(kāi)關(guān)損耗低，可使載波頻率大幅度提高到20K左右。使電機(jī)電流更趨于正弦波，大大減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和電機(jī)內(nèi)部因脈動(dòng)而造成的損耗。 IGBT為壓控器件，門(mén)極觸發(fā)功率很小，使驅(qū)動(dòng)回路簡(jiǎn)單及體積小。由于開(kāi)關(guān)頻率高，di/dt、dv/dt、通態(tài)電阻、阻斷電流（漏電流）等內(nèi)部參數(shù)差異小，容易實(shí)現(xiàn)并聯(lián)擴(kuò)容。5）四種控制模式的特點(diǎn)）四種控制模式的特點(diǎn)控制模式v/f控制帶PG v/f控制開(kāi)環(huán)矢量控制閉環(huán)矢量控制控制模式電壓/頻率控制（Open loop）電壓/頻率控制帶速度補(bǔ)償電流矢量不帶PG控制電流矢量帶PG控制速度檢出器不要要（PG）不要要（PG）速度檢

7、出器Option不要PG-A2， PG-D2不要PG-B2， PG-X2速度控制范圍1：401：401：10001：1000啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩150%/3HZ150%/3HZ150%/1HZ150%/0/min速度控制精度2%3%0.3%0.2%0.2%轉(zhuǎn)矩控制不可不可不可不可適用用途同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)，電機(jī)參數(shù)不知道，不能做Autotuning機(jī)械側(cè)已安裝PG需多種調(diào)速的場(chǎng)合簡(jiǎn)易伺服驅(qū)動(dòng)，高精度速度控制，轉(zhuǎn)矩控制二、安川變頻器的結(jié)構(gòu)形式二、安川變頻器的結(jié)構(gòu)形式1一般變頻器的基本構(gòu)成與功能一般變頻器的基本構(gòu)成與功能（1）主回路）主回路給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)頻調(diào)壓電源的電力變換部分，稱(chēng)為主回路。a.整流器 把工

8、頻電源變換為直流電源,電功率的傳送不可逆. b.濾波器 在整流器整流后的直流電壓中,含有脈動(dòng)電壓,此外,逆變器回路產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓波動(dòng).為了抑制這些電壓波動(dòng)采用直流電機(jī)器和電容器吸收脈動(dòng)電壓(電流).c.逆變器 逆變器的作用是在所確定的時(shí)間里有規(guī)則地使六個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷,從而將直流功率變換為所需電壓和頻率的交流輸出功率.d.制動(dòng)單元 異步電機(jī)在再生制動(dòng)區(qū)域運(yùn)行時(shí),再生能量首先儲(chǔ)存于儲(chǔ)能電力電容器中,使直流電壓升高.對(duì)起重機(jī)機(jī)械系統(tǒng)慣量所積蓄的能量比電容器能儲(chǔ)存的能量大,并且需要快速制動(dòng),必須用可逆變流器把再生能量反饋到電網(wǎng)側(cè),這樣節(jié)能效果更好,或設(shè)置制動(dòng)單元,把多余再生功率消

9、耗掉,以免直流回路電壓的上升超過(guò)限值。 （2）控制回路）控制回路a運(yùn)算回路 將外部的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)回路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定變頻器的輸出電壓、頻率。b. 電壓/電流檢測(cè)回路 檢測(cè)主回路電壓、電流等。c. 驅(qū)動(dòng)回路 驅(qū)動(dòng)主回路功率開(kāi)關(guān)器件,使之導(dǎo)通、關(guān)斷。d. 轉(zhuǎn)速檢測(cè)回路 檢測(cè)速度信號(hào)送入運(yùn)算回路。（3）保護(hù)回路）保護(hù)回路保護(hù)回路可分為變頻器保護(hù)和異步電機(jī)的保護(hù)A、變頻器的保護(hù)（1）時(shí)過(guò)電流保護(hù) 由于變頻器負(fù)載側(cè)短路等原因，流過(guò)變頻器元件的電流達(dá)到異常值時(shí)，立即停止工作。（2）過(guò)載保護(hù) 變頻器電流超過(guò)一定值，且連繼流通超過(guò)規(guī)定時(shí)間，停止工作。（3）再生過(guò)電壓保護(hù) 采用變頻器

10、使電機(jī)快速減速時(shí)，由于再生功率引起直流電路電壓升高超過(guò)允許值時(shí)，停止運(yùn)行。（4）瞬時(shí)掉電保護(hù)（5）對(duì)地過(guò)電流保護(hù)（6）冷卻風(fēng)機(jī)異常B、異步電機(jī)的保護(hù)（1） 過(guò)載保護(hù)（2） 超速保護(hù) 變頻器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，停器運(yùn)行。2安川變頻器結(jié)構(gòu)形式安川變頻器結(jié)構(gòu)形式1） 整流器：AC-DC二極管整流UO=Ed2） 充電限流電阻R：抑制di/dt3） 旁路接觸器MC：線圈控制過(guò)程，電壓檢測(cè)方 式80Edn4） 濾波電容C：濾波、儲(chǔ)能、抑制電壓突變（瞬停保護(hù)）5） F快速熔斷器：保護(hù)IGBT以防才障進(jìn)一步擴(kuò)展。6）AC、CT1、DC、CT2：電流互感器，因DC中電流含有較高諧波分量，

11、AC電流是變頻F變化，且不是規(guī)范的50HZ正弦波，因此備件定貨時(shí)，一定采用同類(lèi)產(chǎn)品。7） 主功率器件IGBT：檢查方法，器件更換時(shí)，型號(hào)、導(dǎo)熱膠、三菱（CM）、東芝、富士電壓等級(jí)（CM400HA-24G。CM300HA-12G）8） 浪涌尖峰噪聲吸收模塊（R、C、D）開(kāi)關(guān)速度過(guò)快（頻率過(guò)高）9） 充電指示燈：DC27V以上10） 冷卻風(fēng)機(jī)檢測(cè)、溫度檢測(cè)、MC輔助觸點(diǎn)檢測(cè)。11） PG及PG卡：600P/RA相、B相脈沖。12） 驅(qū)動(dòng)板，供電電源由UPN提供并向主控板手持編程器提供門(mén)極驅(qū)動(dòng)板與主回路相關(guān)聯(lián)，因此易損壞。13） 通訊卡（P-2161/F）安全、可靠、速度快。14） 制動(dòng)單元及制動(dòng)電

12、阻。制動(dòng)單元電壓跳線器設(shè)置考慮，制動(dòng)電阻溫升阻15） 手持全數(shù)字編程器 3、維修注意事項(xiàng)、維修注意事項(xiàng)1） 所有維修工作必須在輸入側(cè)空開(kāi)OFF，且充電指示燈滅后進(jìn)行。2） IGBT門(mén)極開(kāi)路條件下，不允許主回路通電。3） 所有電解電容（包括主控板、驅(qū)動(dòng)板）、冷卻風(fēng)機(jī)，應(yīng)按照使用說(shuō)明書(shū)4） 由于INV載波頻率高，空間電場(chǎng)強(qiáng)，應(yīng)定期對(duì)主控板、驅(qū)動(dòng)板除塵。5） RTG行走震動(dòng)大，應(yīng)定期緊固螺絲。6） 在空載條件下，對(duì)5檔速度下的電流、電壓、頻率，在加速、恒速、減速制動(dòng)時(shí)進(jìn)行記錄。定期檢查，維修后進(jìn)行比較，若偏差20則應(yīng)查找原因或同YE聯(lián)系。參數(shù)監(jiān)測(cè)可用手操器或機(jī)上表頭。參數(shù)設(shè)置說(shuō)明參數(shù)設(shè)置說(shuō)明A 環(huán)境

13、參數(shù)A1-00語(yǔ)言選擇（日、英、法、德）A1-01訪問(wèn)等級(jí)A1-02控制方式（V/F、矢量）A1-03初始化B1參數(shù)B1-01（0-4）頻率指令輸入方法 0、 數(shù)字操作器 1、 模擬量端子 2、 MEMOBUS傳送（SI-K2）與GEPLC以及其他廠家PLC 3、 選擇卡（CP-216） 4、 MEMOBUS傳送 B1-02 運(yùn)行指令輸入方法選擇 0、數(shù)字操作器 1、模擬量端子 2、MEMOBUS傳送（SI-K2） 3、選擇卡 4、MEMOBUS傳送B1-03 停止方式選擇 0、 減速停車(chē) 1、 自由滑車(chē) 2、 DC制動(dòng) 3、 帶計(jì)時(shí)器停車(chē)B1-04 反轉(zhuǎn)選擇 0、 可以反轉(zhuǎn) 1、 不能反轉(zhuǎn)C

14、1調(diào)整參數(shù)C1-01加速時(shí)間1 C1-02減速時(shí)間1C1-03加速時(shí)間2 C1-04減速時(shí)間2C1-05加速時(shí)間3 C1-06減速時(shí)間3C1-07加速時(shí)間4 C1-08減速時(shí)間4C1-09快速停車(chē)時(shí)間C1-10加減速時(shí)間單位C6-01C6-03:載波頻率上/下限C6-01:載波頻率上限C6-02:載波頻率下限C6-03:載波增益D.指令參數(shù)D1-01d1-08:速度選擇 D1-01指令1 D1-02指令2 D1-03指令3 D1-04指令4 D1-05指令5 D1-06指令6 D1-07指令7 D1-08指令8 D1-09點(diǎn)動(dòng)頻率 D2-01D2-02：速度限 D2-01上限 D2-02下限E

15、1電機(jī)參數(shù)E1-01E1-13：電機(jī)額定參安數(shù)E1-01 input voltage E1-02 motor selectionE1-03 V/F selectionE1-04 max frequency E1-05 max voltage E1-06 base requence E1-07 mid frequency A E1-08 mid voltage A E1-09 min frequencyE1-10 min voltage E1-11 mid frequency B E1-12 mid voltageE1-13 base voltageE2-01E2-10電機(jī)動(dòng)態(tài)參數(shù)E2-01 m

16、otor rated current E2-02 motor rated slipE2-03 motor no-load curent E2-04 number lf motor polesE2-05 motor line-to-line resistanceE2-06 motor leak inductanceE2-07 motor iron-core saturation coefficient 1E2-08 motor iron-core saturation coefficient 2E2-09 motor mechanical loss E2-10 motor iron-core l

17、ossF任選功能參數(shù)F1-01F1-14 PGF1-01 PG constantF1-02 operation selection at PG open circuit(0-3) 0、減速停止 1、自由滑行停止 2、非常停止 3、繼續(xù)運(yùn)行 F1-03 operation selection at over speed 0、減速停止 1、自由滑行停止 2、非常停止 3、繼續(xù)運(yùn)行F1-04 operation selection at deviation 0、減速停止 1、自由滑行停止 2、非常停止 3、繼續(xù)運(yùn)行F1-05 PG rotation 0、電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)A相超前 1、電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)B相超前F1

18、-06 PG division rateF1-07 integral value during accel/decel enable/disable 0、無(wú)效 1、有效F1-08 over speed detection leverF1-09 over speed detection delay timeF1-10 excessive speed deviation detection leverF1-11 excessive speed deviation detection delay time F1-14 PG open-cir-detection timeH.多功能端子定義參數(shù)多功能端

19、子定義參數(shù)H1-01H1-06(3-8端子) 設(shè)定范圍0-77H2-01H2-03(設(shè)定范圍0-37)H2-01(9-10端子)H2-02(25-27端子)H2-03(26-27端子)H3-01H3-12模擬量輸入端子定義L.保護(hù)參數(shù)保護(hù)參數(shù) U1.實(shí)際信號(hào)監(jiān)視參數(shù)實(shí)際信號(hào)監(jiān)視參數(shù)L1-01L1-02過(guò)載保護(hù) U1-01U1-38狀態(tài)監(jiān)視L1-01motor protection selection(0-1) U1-01頻率指令 0、電子熱保護(hù)無(wú)效 U1-02輸出頻率 1、電子熱保護(hù)有效 U1-03輸出電流L2-01L2-06瞬間掉電保護(hù)過(guò)載保護(hù) U1-04控制方式 L6-01L6-06過(guò)轉(zhuǎn)矩

20、檢測(cè) U1-05電機(jī)速度 L7-01L7-04轉(zhuǎn)矩限制 U1-06輸出電壓指令 U1-07主回路直流電壓U2-01U2-14故障監(jiān)視U2-01現(xiàn)在發(fā)生的故障 U2-02過(guò)去故障U2-03故障時(shí)頻率指令 U2-04故障時(shí)輸出頻率U2-05故障時(shí)的輸出電流 U2-06故障時(shí)的電機(jī)速度U2-07故障時(shí)輸出電壓指令 U2-08故障時(shí)主回路直流電壓U2-09故障時(shí)輸出功率 U2-10故障時(shí)力矩指令U2-11故障時(shí)輸入端子運(yùn)行狀態(tài) U2-12故障時(shí)輸出端子狀態(tài)U2-13故障時(shí)運(yùn)行狀態(tài) U2-14故障時(shí)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間U3-01U3-08故障記錄U3-01前一次故障內(nèi)容U3-02前二次故障內(nèi)容U3-03前三次故障內(nèi)容U3-04前四次故障內(nèi)容U3-05前一次故障發(fā)生到現(xiàn)在累計(jì)時(shí)間U3-06前二次故障發(fā)生到現(xiàn)在累計(jì)時(shí)間U3-07前三次故障發(fā)生到現(xiàn)在累計(jì)時(shí)間U3-08前四次故障發(fā)生到現(xiàn)在累計(jì)時(shí)間5、故障分析及處理、故障分析及處理AFault(故障故障)OC(over current)短路、接地、加/減速時(shí)間過(guò)短motor容量過(guò)大GF(ground fault)INV輸出接地、電機(jī)壞PUF(fuse open)快熔斷SC(short circuit)INV輸出斷路、MOTOR接地UV1(DC bus under voltage