安川G7變頻器在起重機(jī)行業(yè)

1、安川G7變頻器在起重機(jī)行業(yè)使用中存在問(wèn)題的討論上海北科良辰自動(dòng)化設(shè)備一. G5系列和G7系列變頻器的差異 G7變頻器采用了新的三電平技術(shù)，它有很多優(yōu)點(diǎn)，比方低沖擊電壓，低干擾等等。但是也帶來(lái)一些問(wèn)題：1.1 中點(diǎn)電壓漂移1.2 IGBT管配對(duì)要求1.3 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜驅(qū)動(dòng)電路增加一倍1.4 對(duì)變頻器調(diào)試要求嚴(yán)格1.5 適應(yīng)環(huán)境能力 低沖擊電壓 降低了對(duì)電機(jī)的沖擊電壓沖擊電壓 變頻器電源 電機(jī)放射干擾傳導(dǎo)干擾 防止了由于軸電壓對(duì)電機(jī)軸承的電腐蝕 低干擾 大幅度抑制了變頻器驅(qū)動(dòng)而引起的傳導(dǎo)干擾，放射干擾省去了干擾濾波器，縮小了體積 降低了漏電流 減少了接地檢測(cè)器的誤動(dòng)作 低噪聲 用降低載波的方法來(lái)降

2、低噪聲級(jí) 變頻器驅(qū)動(dòng)的潛在課題一舉得到解決不需要使用沖擊電壓濾波器了 通用電機(jī)也可以使用“電平控制方式的優(yōu)點(diǎn)一覽6個(gè)晶體管輸出 【電平控制】傳統(tǒng)產(chǎn)品 【2電平控制】VPN /VPN /VPNVPNVPN : 直流母線(xiàn)電壓輸入電壓 VPNUVWVPNUVW“3電平方式的特長(zhǎng) 個(gè)晶體管輸出電圧制御回路構(gòu)成圖相電壓線(xiàn)間電壓電壓變化是傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/2TrTrTrTrV P N電平電平馬達(dá) VP NVPNVPN ： 直流母線(xiàn)電壓 回路【相份】 開(kāi)關(guān)波曲線(xiàn)直流電壓被電解電容一分為二，與輸出晶體管的ON/OFF開(kāi)關(guān)組合得到3電平。電平電平電平VPN“3電平控制方式的原理二. G7變頻器最新新軟件版本2.1

3、軟件版本確實(shí)認(rèn) 變頻器包裝箱上有軟件編號(hào)( PRG1039 ) 。 操作器的監(jiān)控顯示: 軟件版本編號(hào)NO. U1-14 = 21039 2.2 主要增加功能序號(hào)項(xiàng)目?jī)?nèi) 容相關(guān)參數(shù),設(shè)定出廠(chǎng)設(shè)定(初期值)1再試搜索在速度推定型速度搜索時(shí), 因速度推定誤差等引起的電流過(guò)大的場(chǎng)合,增加再試搜索功能。針對(duì)風(fēng)機(jī) 、 鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備應(yīng)用推定型速度搜索。B3-1719無(wú)效B3-19=0(再試搜索次數(shù)為0 )2停止型自學(xué)習(xí)2 在自學(xué)習(xí)前開(kāi)始設(shè)定的空載電流,在自學(xué)習(xí)后不自動(dòng)調(diào)整E2-03(空載電流)。 在矢量控制時(shí), 主要針對(duì)升降機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械,防止重負(fù)荷引起自動(dòng)調(diào)整的誤差。T1-01=4(停止型自學(xué)習(xí)2)無(wú)效;

4、T1-01=0(回轉(zhuǎn)型自學(xué)習(xí))3運(yùn)轉(zhuǎn)中不轉(zhuǎn)換為編程模式的設(shè)定 B1-08 (編程模式時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)指令) 設(shè)定為 3 : 增加 “運(yùn)轉(zhuǎn)中不轉(zhuǎn)換為編程模式”。 以防止運(yùn)轉(zhuǎn)中因數(shù)字操作器誤操作引起的設(shè)備停止。B1-08=3 (“運(yùn)轉(zhuǎn)中不能轉(zhuǎn)換為編程模式”)無(wú)效;B1-08=0(停止中編程模式時(shí)不允許運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)中可轉(zhuǎn)換為編程模式)4冷卻風(fēng)機(jī)、主回路電容器維修時(shí)期表示 由風(fēng)機(jī)及變頻器工作時(shí)間可得到風(fēng)機(jī)、電容器到達(dá)維修時(shí)段,在操作器上監(jiān)控顯示。多功能接點(diǎn)輸出和維修警告顯示都可以。用于維修。U1-61.63;H2-多功能輸出端子設(shè)為“2F”監(jiān)控顯示 U1-61.63有效;多功能輸出和警告未設(shè)為 “2F”,無(wú)效5

5、電流警告 輸出大于150%變頻器額定電流時(shí),有電流警告顯示和接點(diǎn)輸出。 有運(yùn)轉(zhuǎn)中峰值電流以及峰值對(duì)應(yīng)的輸出頻率的監(jiān)視功能。 用于電動(dòng)機(jī)和機(jī)械的過(guò)負(fù)荷監(jiān)視。L8-41=1 (電流警告有效) U1-83.84 (電流、頻率峰值保持);U2-21.22 (異常時(shí)電流,頻率峰值保持)無(wú)效L8-41=0 (電流警告無(wú)效) ;監(jiān)視表示 U1-83.84 ,U2-21.22 有效6低頻輸出時(shí)自動(dòng)降低載波頻率(注) 僅在低頻輸出時(shí)降低載波頻率的功能。 用于減小低速過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí) IGBT的發(fā)熱。L8-38.39有效(L8-38.39=1,降低載波頻率)(注): 低頻輸出時(shí)自動(dòng)降低載波頻率的功能,為起動(dòng)的 0.5

6、 秒內(nèi)和 6 Hz 以下過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí), 自動(dòng)降低載波頻率。 置換現(xiàn)存的 G7 變頻器時(shí), 如有電動(dòng)機(jī)發(fā)出金屬音聲的問(wèn)題場(chǎng)合,請(qǐng)變更L8-38=0 ( 不降低載波頻率 ) 。 然而, 對(duì)于承受反復(fù)高力矩負(fù)荷的起重機(jī)等設(shè)備, 根本上請(qǐng)保持L8-38=1 ( 降低載波頻率 ) 來(lái)使用。三. 變頻器在各種起重機(jī)上應(yīng)用特點(diǎn)三、變頻器在起重機(jī)各機(jī)構(gòu)應(yīng)用特點(diǎn) 一臺(tái)起重機(jī)是一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)，機(jī)械和電控二者密不可分，電控系統(tǒng)是根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)工藝要求來(lái)配置設(shè)計(jì)的。對(duì)于驅(qū)動(dòng)局部而言，從表象看是變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)；而對(duì)于電氣工程師來(lái)講，要根據(jù)負(fù)載的機(jī)械特性來(lái)選擇變頻器及調(diào)整變頻器的參數(shù)。因此，我們必須要深入

7、了解機(jī)械的工作特性。3.1 裝卸門(mén)機(jī) 裝卸門(mén)機(jī)的特點(diǎn)是高效、快速、起止動(dòng)頻繁。3.1.1 裝卸門(mén)機(jī)的起升機(jī)構(gòu)大多為抓斗形式，變頻器大多采用閉環(huán)矢量控制，開(kāi)閉和支持二臺(tái)電機(jī)的力矩要維持一定的比例。3.1.2 變幅機(jī)構(gòu)的變頻器控制方式有開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制二種。 3.1.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的變頻器控制方案有一拖二和一對(duì)一的閉環(huán)矢量控制方式。3.1.4 大車(chē)機(jī)構(gòu)一般和起升機(jī)構(gòu)共用一臺(tái)變頻器，當(dāng)切換到大車(chē)時(shí)變頻器采用V/F控制方式。3.2 軌道龍門(mén)吊 軌道龍門(mén)吊的起升機(jī)構(gòu)有單電機(jī)和雙電機(jī)二種形式。對(duì)于單電機(jī)形式，如采用閉環(huán)矢量控制方式時(shí)，要設(shè)法把編碼器連接到電機(jī)的輸出軸上。 3.3 船廠(chǎng)龍門(mén)吊 在船廠(chǎng)龍門(mén)吊變

8、頻器應(yīng)用中，由于在做工件翻身時(shí)，小車(chē)變頻器有時(shí)會(huì)處于發(fā)電狀態(tài)，容易產(chǎn)生過(guò)壓報(bào)警，建議上下小車(chē)起升和行走變頻器設(shè)計(jì)為直流公共母線(xiàn)結(jié)構(gòu)特別是在當(dāng)小車(chē)行走變頻器功率小于千瓦，以保證小車(chē)變頻器平安運(yùn)行。3.4 安裝門(mén)機(jī) 安裝門(mén)機(jī)的特點(diǎn)是噸位大、速度慢但定位要求高、行程長(zhǎng)，所以起升機(jī)構(gòu)最好采用矢量控制并對(duì)制動(dòng)回路參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。1. 制動(dòng)器開(kāi)關(guān)順序 順控電路構(gòu)成 順控電路BR順控電路條件成立后，由接點(diǎn)M1-M2 閉合（ON）打開(kāi)制動(dòng)器。出現(xiàn)緊急情況及變頻器異常接點(diǎn)輸出時(shí)，請(qǐng)使制動(dòng)器確實(shí)可靠地處于閉合狀態(tài)。變頻器(Varispeed G7)制動(dòng)器操作輔助繼電器線(xiàn)圈故障接點(diǎn)(正向運(yùn)轉(zhuǎn))(AC250V 1A以下

9、)(DC30V 1A以下)ON狀態(tài)下制動(dòng)器勵(lì)磁頻率檢測(cè)2或者運(yùn)行中2S1UPDOWN高速/低速(反向運(yùn)轉(zhuǎn))S2(多速指令2)MAMBMCS6M1M2SC制動(dòng)器開(kāi)關(guān)條件的信號(hào)構(gòu)成控制模式制動(dòng)器開(kāi)關(guān)信號(hào)制動(dòng)器開(kāi)關(guān)值調(diào)整信號(hào)名參數(shù)設(shè)定信號(hào)名參數(shù)設(shè)定V/F和無(wú)PG矢量控制(A1-02=0；V/F控制 A1-02=2；無(wú)PG矢量)頻率檢測(cè)2H2-01=05頻率檢測(cè)電平L4-01=1.03.0HzL4-02=0.10.5Hz帶PG矢量控制(A1-02=3)運(yùn)行中2H2-01=37零速值(只限關(guān)閉時(shí))b2-01=0.10.5Hz四G7在起升機(jī)構(gòu)的應(yīng)用要點(diǎn)制動(dòng)器動(dòng)作時(shí)間圖例 無(wú)PG矢量控制(或者V/f控制，帶

10、PGV/f控制)的場(chǎng)合 帶PG矢量控制的場(chǎng)合 UPS1SCS6SC高速/低速輸出頻率0OFFOFFd1-03d1-01(b1-01=0時(shí)有效)L4-01L4-01OFF時(shí)間直流制動(dòng)ONONON頻率檢測(cè)2(H2-01=05)M1M2制動(dòng)器動(dòng)作OPENCLOSECLOSE輸入輸出UPS1-SCS6-SC高速/低速輸出頻率OFFOFF0d1-03d1-01(b1-01=0時(shí)有效)b2-01OFF時(shí)間直流制動(dòng)(零速控制)ONONON運(yùn)行中2(H2-01=37)M1-M2制動(dòng)器動(dòng)作OPENCLOSECLOSE輸 入輸 出4.1.3 要點(diǎn)對(duì)于開(kāi)環(huán)矢量控制和V/F控制L4-01的設(shè)定范圍大約在1Hz到3Hz

11、或者設(shè)定為在馬達(dá)額定滑差頻率加作為開(kāi)閘頻率。開(kāi)閘頻率設(shè)置過(guò)低將導(dǎo)致溜鉤，須符合以下條件： L4-01L4-02E1-09開(kāi)閘頻率設(shè)置過(guò)高會(huì)導(dǎo)致機(jī)械沖擊和變頻器啟動(dòng)電流過(guò)大造成變頻器PUF故障。停機(jī)時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作頻率為： L4-01L4-02 起動(dòng)停止時(shí)降低沖擊 起動(dòng)時(shí)的加速暫緩功能 停止時(shí)的直流制動(dòng)，零速控制 制動(dòng)器有機(jī)械動(dòng)作延遲，使用起動(dòng)時(shí)的暫緩功能，等制動(dòng)器完全翻開(kāi)后再加速運(yùn)行。 制動(dòng)器有機(jī)械動(dòng)作延遲，直流制動(dòng)PG矢量控制時(shí)為零速控制持續(xù)到制動(dòng)器完全關(guān)閉。 起動(dòng)時(shí)的DWELL時(shí)間b6-020.10.3sec(高速)輸出頻率ONOPEN頻率檢測(cè)2或者運(yùn)行中2t起動(dòng)時(shí)的DWELL頻率 b6-01

12、 0.13.0Hz制動(dòng)器動(dòng)作直流制動(dòng)（零速控制）開(kāi)始頻率 b2-01=0.13.0Hz直流電流設(shè)定 b2-02=5080%(僅限無(wú)PG矢量控制,V/f控制)(高速)(低速)輸出頻率ON頻率檢測(cè)2或者運(yùn)行中2t停止時(shí)直流制動(dòng)時(shí)間（停止時(shí)零速控制時(shí)間）b2-04 0.30.5sec制動(dòng)器動(dòng)作(注) 無(wú)PG矢量控制及V/f控制時(shí)， 使起動(dòng)時(shí)的暫停頻率大于頻率檢測(cè)2(制動(dòng)器開(kāi)的頻率)。 (注) 變頻器和電機(jī)有接觸器時(shí)， 在制動(dòng)器完全關(guān)閉并且變頻器基極封鎖后動(dòng)作別離。 OFFtCLOSEOPENCLOSEOFF4.2 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置減速中失速防止 帶有制動(dòng)電阻的變頻器，參數(shù)L3-04=0。 參數(shù)L3-0

13、1加速中失速防止和參數(shù)L3-05 運(yùn)行中失速防止要設(shè)在有效狀態(tài)Eenbled。自學(xué)習(xí) 對(duì)于No:1039版本的G7變頻器如果只能做停止形自學(xué)習(xí)，請(qǐng)?jiān)O(shè)定T1-01=4做停止形自學(xué)習(xí)獲取馬達(dá)參數(shù)。 為了改善V/F控制模式下的低速轉(zhuǎn)矩特性，請(qǐng)做線(xiàn)間電阻自學(xué)習(xí)。 對(duì)于繞線(xiàn)式馬達(dá)，自學(xué)習(xí)參數(shù)應(yīng)和電機(jī)制造廠(chǎng)家提供的測(cè)試報(bào)告沒(méi)有太大的差異。 轉(zhuǎn)矩限制功能 轉(zhuǎn)矩限制值L7-01L7-04是以電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為其值的100%。當(dāng)電機(jī)在啟動(dòng)或加減速過(guò)程中其轉(zhuǎn)矩大于150%時(shí)，增大變頻器的容量使得該值的調(diào)節(jié)范圍在200%300%。缺相保護(hù)及過(guò)轉(zhuǎn)矩檢出 為了保護(hù)電機(jī)可以把缺相保護(hù)L8-05和L8-07及過(guò)轉(zhuǎn)矩檢出L6-

14、0104設(shè)為有效。 基極封鎖指令 在運(yùn)用該指令時(shí)要注意最小基極封鎖時(shí)間L2-03值的影響。 變頻器輸出側(cè)有接觸器 輸出缺相保護(hù)要設(shè)成有效L8-07=1或2。 輸出側(cè)接觸器的切換必須在制動(dòng)器抱住及變頻器處于基極封鎖狀態(tài)。 啟動(dòng)時(shí)的Dwell功能 用于防止由于制動(dòng)器翻開(kāi)延遲造成變頻器過(guò)電流。 對(duì)于開(kāi)環(huán)矢量控制和V/F控制，B6-01L4-01+L4-02。 模擬量輸入濾波時(shí)間常數(shù) 為了防止干擾模擬量指令，可設(shè)定模擬量輸入濾波時(shí)間常數(shù)： 啟動(dòng)電流確認(rèn)及降低載波頻率 在試運(yùn)行使用變頻器操作器或鉗形電流表確認(rèn)電動(dòng)機(jī)的空載和滿(mǎn)載電流。如果電機(jī)沒(méi)有足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和連續(xù)工作轉(zhuǎn)矩或制動(dòng)器翻開(kāi)延遲都會(huì)造成變頻器過(guò)

15、電流。 如果在啟動(dòng)過(guò)程中變頻器輸出電流經(jīng)常大于150%將會(huì)導(dǎo)致變頻器內(nèi)部IGBT的工作壽命。為保證變頻器的平安工作，我們可采取以下措施： 降低變頻器的載波頻率至22.5kHz 增大變頻器的容量： 對(duì)于電機(jī)功率小于或等于75kw時(shí)，變頻器的容量至少要大于電動(dòng)機(jī)一個(gè)框號(hào)。 對(duì)于電機(jī)功率大于75kw時(shí)，閉環(huán)控制模式下的變頻器容量至少要大于電動(dòng)機(jī)二個(gè)框號(hào)。 在閉環(huán)矢量控制模式，可在變頻器運(yùn)行命令前先參加初期厲磁來(lái)控制電流多功能端子HI-0110設(shè)定為60。五. 維修5.1 及時(shí)保存變頻器內(nèi)部故障信息 變頻器內(nèi)部故障信息記錄U2及U3參數(shù)是分析故障原因的根本數(shù)據(jù)。 建議：在有通訊控制的系統(tǒng)中參加變頻器故障信息采集程序，保存故障歷史記錄，以便今后故障發(fā)生