安川變頻器在起重行業(yè)的應(yīng)用

主要內(nèi)容一、概述變頻器的發(fā)展歷史

二、變頻器的工作原理

三、變頻器的安裝要求四、變頻器配線

五、變頻器試運(yùn)行六、變頻器參數(shù)七、特殊功能

八、變頻器及選件選型

九、調(diào)試操作規(guī)程

十、注意事項(xiàng)

一、概述變頻器的發(fā)展歷史

在70年代，變頻器的理論成熟，70年代末開(kāi)始形成產(chǎn)品在市場(chǎng)銷(xiāo)售。隨著電子電流變技術(shù)的高速發(fā)展，變頻器在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。那時(shí)價(jià)格比較昂貴，用戶一般難以接受。當(dāng)時(shí)以節(jié)能為目的而主要用在風(fēng)機(jī)水泵類(lèi)負(fù)載上。90年代后，變頻器已經(jīng)開(kāi)始在中國(guó)大規(guī)模應(yīng)用開(kāi)來(lái)。應(yīng)用也不再于變頻器節(jié)能的應(yīng)用，在傳動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用更加普遍?？梢赃@樣說(shuō)：只要有電機(jī)的地方，就有可能用到變頻器。像定子調(diào)壓調(diào)速、滑差調(diào)速、直流調(diào)速等在好多地方都已改成變頻調(diào)速了。88年在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有單機(jī)銷(xiāo)售，到90年代中期各家變頻器生產(chǎn)廠家陸續(xù)進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。其中安川變頻器90年代初期進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，并且在整個(gè)亞洲和中國(guó)市場(chǎng)占有較大份額。

二、變頻器的工作原理1、變頻器調(diào)速控制方式

2、V/F控制原理3、變頻器的基本構(gòu)成4、變頻器的分類(lèi)

1、變頻器調(diào)速控制方式U/F控制矢量控制DTC控制2、V/F控制原理

異頻電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n=60f/p

軸轉(zhuǎn)速n=60f/p(1-s)

電動(dòng)勢(shì)U=E=4.44FN￠在基頻以下調(diào)速，為了保持電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力，應(yīng)保持氣隙主磁通￠不變，￠=kU/F，因此U/F=常數(shù)。這種控制方式又稱(chēng)為恒磁通變頻調(diào)速，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。3、變頻器的基本構(gòu)成

變頻器分為交-交、交-直-交兩種形式。交-交變頻器可將工頻交流直接轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱(chēng)直接式變頻器。而交-直-交變頻器則是先將工頻交流電通過(guò)整流器變成直流電，然后再把直流電變換成頻率、電壓均可控制交流電，又稱(chēng)間接式變頻器。 目前市場(chǎng)上以交-直-交變頻器為主。它主由整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器、控制電路構(gòu)成。4、變頻器的分類(lèi)按型號(hào)：G7、F7、V7、J7系列按過(guò)載能力：輕載型（風(fēng)機(jī)水泵型120%過(guò)載）、標(biāo)準(zhǔn)型（通用型150%過(guò)載）。按控制方式：無(wú)PG的V/F控制、帶PG的V/F控制、無(wú)PG的磁通矢量控制、帶PG的磁通矢量控制。按功率：400V級(jí)0.4KW~300KW200V級(jí)0.4KW~110KW。防護(hù)等級(jí)：柜內(nèi)安裝型（IP00），封閉壁掛型（IP20）。按DC電源：電壓型（電容儲(chǔ)能）、電流型（電感儲(chǔ)能）。三、變頻器的安裝要求安裝在無(wú)油霧，塵埃，清潔的場(chǎng)所，或安裝在全封閉形，浮游物不能浸入的柜箱內(nèi)。請(qǐng)安置在金屬粉末，油，水等不能浸入變頻器內(nèi)部的地方。請(qǐng)勿安裝在木材等易燃物上面。請(qǐng)安裝在無(wú)有害氣體及液體的地方。請(qǐng)安裝在振動(dòng)少地方。請(qǐng)安裝在鹽分少的地方。請(qǐng)勿安裝在陽(yáng)光直射的地方。為了不使變頻器冷卻效果降低，最好縱向安裝，并確保變頻器的上下左右留有足夠的空間。上下120mm，左右30mm。四、變頻器配線1、主回路 電源線、電機(jī)線、制動(dòng)單元、接地線。 電源保護(hù)斷路器的容量按變頻器額定輸出電流的1.5~2倍選擇，動(dòng)力線最好用屏蔽動(dòng)力纜。電纜尺寸的選型要考慮電壓降，電線的使用電壓應(yīng)在額定電壓的2%以內(nèi)，電壓降（U）=√3X電線電阻（?/Km）X接線距離（m）X電流（A）X10-3。2、控制回路 DI、D0、AI、AO、PI、PO、RS485、擴(kuò)展卡，采用屏蔽線或特殊線?！?2個(gè)DI。S1、S2為正反轉(zhuǎn)，S3~S12可自定義?！?個(gè)DO。1個(gè)故障接點(diǎn)，1個(gè)多功能接點(diǎn)輸出，接點(diǎn)容量AC250V，DC30V1A以下。4個(gè)晶體管開(kāi)路集電極輸出，容量DC48V50MA以下?！?個(gè)AI。

接收0-10V、4-20MA輸入?！?個(gè)AO。-10V~10V輸出?！?個(gè)PI。

接收脈沖指令輸入。0-32KHz（3K?）?！?個(gè)P0。接收脈沖指令輸出。0-32KHz（2.2K?）。3、外形尺寸

3、外形尺寸五、變頻器試運(yùn)行

變頻器在投入電源之前，一定要確認(rèn)以下項(xiàng)目：電源電壓是否正確電機(jī)絕緣測(cè)試，電機(jī)線確實(shí)接在變頻器輸出端。控制回路端子全部外于OFF狀態(tài)電機(jī)是否在空載狀態(tài)操作面板是否插牢上電后，操作面板顯示正常。沒(méi)有故障代碼，故障指示燈滅。試運(yùn)行時(shí)可用面板操作變頻器。在操作面板上一般都有REM/MOT切換鍵，先選擇面板操作，然后給定一個(gè)合適的頻率值，就可啟動(dòng)變頻器了。六、變頻器參數(shù)

變頻器能否正常工作，與配置正確的參數(shù)分不開(kāi)。設(shè)定參數(shù)是調(diào)試變頻的核心。配置哪些參數(shù)，不同變頻器有不同的參數(shù)。但是，我們只要了解了所要配參數(shù)的含義后，找到不同變頻器對(duì)應(yīng)的參數(shù)，即可完成參數(shù)的配置。所以，我們可以這樣認(rèn)為：只要你會(huì)調(diào)試一個(gè)品牌的變頻器，那么其它品牌的變頻器只要有說(shuō)明書(shū)，都能配置出合適的參數(shù)來(lái)。區(qū)別僅在于參數(shù)代表的符號(hào)不同和用操作面板改寫(xiě)設(shè)定參數(shù)時(shí)操作方式不同。1、出廠值參數(shù)2、設(shè)定控制方式3、輸入電機(jī)參數(shù)

4、設(shè)定連接外部控制端子對(duì)應(yīng)參數(shù)。主要DI，DO，AI，AO5、設(shè)定所需報(bào)警保護(hù)參數(shù)使能，電子熱保護(hù)，輸入輸出缺相保護(hù)6、優(yōu)化變頻器工作性能的參數(shù)：加減速時(shí)間，轉(zhuǎn)矩提升，停止制動(dòng)，失速防止7、其它參數(shù)：如系統(tǒng)參數(shù)七、特殊功能超群的力矩性

超群的響應(yīng)性

精確的力矩限制

快速速度搜索

三電平控制方式

DWELL功能

多種V/F曲線控制

八、變頻器及選件選型變頻器選型

變頻器的選件

1、制動(dòng)單元

2、制動(dòng)電阻

3、輸入電抗器

4、輸出電抗器5、PG反饋卡

變頻器選型

主要根據(jù)變頻器能提供的額定輸出電流及帶負(fù)載能力來(lái)確定變頻器容量的。對(duì)于主、副鉤的變頻器，其容量按電機(jī)額定電流的1.4~1.7倍選擇。對(duì)于多臺(tái)電機(jī)供用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)時(shí)，如大、小車(chē)機(jī)構(gòu)，一般根據(jù)各電機(jī)額定電流之和的倍系數(shù)（如1.1-1.5）來(lái)確定變頻器額定輸出電流。變頻器的選件

1、制動(dòng)單元 三種規(guī)格：CDBR-4030B、4045B、4220B，最小阻值分別為20?、13?、3.5?。2、制動(dòng)電阻 主、副鉤的制動(dòng)功率一般按變頻器的額定容量的0.4-0.5倍配。 大、小車(chē)的制動(dòng)功率一般按變頻器的額定容量的0.3-0.35倍配。 車(chē)速越快，越頻率高，放大系數(shù)也越大。變頻器的選件3、輸入電抗器 改善電網(wǎng)側(cè)的電壓波動(dòng)而產(chǎn)生的電流沖擊及高次諧波對(duì)變頻的干擾。4、輸出電抗器 三電平控制方式應(yīng)用于400級(jí)通用變頻器，使變頻器的輸出電壓接近正弦波。徹底解決了沖擊電壓造成的電機(jī)絕緣損傷、軸電壓造成的電機(jī)主軸電腐蝕問(wèn)題。因此即使無(wú)浪涌抑制濾波器，通用電機(jī)和已能安心使用變頻驅(qū)動(dòng)器。變頻器的選件大幅度減低了漏電流噪音。原則上不用加輸出電抗器就可滿足要求。如果電機(jī)與變頻器之間的距離非屏蔽線超過(guò)150M，非屏蔽線超過(guò)100M則要加裝輸出電抗器。5、PG反饋卡 有四種規(guī)格：PG-A2、PG-B2、PG-D2、PG-X2。 PG線的接線長(zhǎng)度定在100M以下。

九、調(diào)試操作規(guī)程

1、電氣安裝結(jié)束后，送電前要仔細(xì)檢查線路連接是否正確。

A、電源線和電機(jī)接線是否正確，電源進(jìn)線接端子R、S、T，電機(jī)線接U、V、W,要確保電源線和電機(jī)線對(duì)地嚴(yán)格絕緣，否則將燒壞變頻器。

B、檢查變頻器和制動(dòng)單元以及制動(dòng)電阻之間的連線是否正確，是否存在接地現(xiàn)象，以及是否存在接地隱患，這是起重行業(yè)最常見(jiàn)的錯(cuò)誤現(xiàn)象，也是損壞變頻器最直接的原因。

C、制動(dòng)單元撥碼插片一般為415V，電平檢測(cè)為Master,從制動(dòng)單元電平檢測(cè)為Slave,主制動(dòng)單元的端子5、6要和從制動(dòng)單元的端子1、2連接起來(lái)，以確保能量分配均勻。九、調(diào)試操作規(guī)程

D、查制動(dòng)單元容量和制動(dòng)電阻?姆值是否配置合理。2、制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的選型在參考安川變頻器資料的基礎(chǔ)上，還要考慮到起升機(jī)構(gòu)和平移機(jī)構(gòu)的差異，以及速度快慢的不同，由于起升機(jī)構(gòu)在下降制動(dòng)過(guò)程中要把動(dòng)能以及部分勢(shì)能通過(guò)制動(dòng)電阻釋放掉，為安全期間，起升機(jī)構(gòu)的制動(dòng)功率一般要選為變頻器功率的一半左右；平移機(jī)構(gòu)的制動(dòng)功率一般參考安川資料即可。九、調(diào)試操作規(guī)程3、線路檢查無(wú)誤后，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)原理依次給控制回路送電，如果設(shè)計(jì)有PLC，用操作臺(tái)做實(shí)驗(yàn)看PLC的輸入和輸出點(diǎn)是否正確，抱閘打開(kāi)是否正確。4、變頻器送電后檢查三相電源數(shù)值是否正常，電壓偏差是否在10%之內(nèi)，在實(shí)施對(duì)起升機(jī)構(gòu)自學(xué)習(xí)時(shí)要確保起升機(jī)構(gòu)抱閘必須打開(kāi)，可以手動(dòng)松開(kāi)抱閘，也可以設(shè)置參數(shù)把抱閘打開(kāi)，自學(xué)習(xí)時(shí)原則上要對(duì)電機(jī)進(jìn)行完全無(wú)負(fù)載自學(xué)習(xí)，以確保精確識(shí)別電機(jī)性能，若帶負(fù)載自學(xué)習(xí)將不能保證精確識(shí)別電機(jī)系數(shù)，變頻器有可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤檢測(cè)，如近段時(shí)間出現(xiàn)的VCF故障就是這種情況造成的。九、調(diào)試操作規(guī)程5、如果自學(xué)習(xí)不能通過(guò)，在無(wú)法排除的情況下把經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及電機(jī)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)輸入變頻器。6、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求把參數(shù)輸入變頻器，經(jīng)核對(duì)參數(shù)無(wú)誤后在連動(dòng)臺(tái)上先低速后高速觀察變頻器運(yùn)行情況，是否和設(shè)定多段速相一致。若不一致要仔細(xì)檢查參數(shù)設(shè)置多段速組合是否正確。仔細(xì)觀察抱閘打開(kāi)瞬間輸出電流值和力矩指令的情況，看抱閘打開(kāi)瞬間的電流值和力矩指令數(shù)值高于額定電流和額定力矩多少。在反轉(zhuǎn)下降時(shí)看制動(dòng)單元是否處于工作狀態(tài)。九、調(diào)試操作規(guī)程7、在帶載實(shí)驗(yàn)時(shí)要確保抱閘打開(kāi)時(shí)有足夠的靜力矩，在打開(kāi)瞬間保證重物不會(huì)下滑，重物下降回零位時(shí)制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻能否正常釋放能量，多次實(shí)驗(yàn)看系統(tǒng)工作是否正常。8、參數(shù)設(shè)置步驟一恢復(fù)出廠值 參數(shù)設(shè)定值備注 A1-032220出廠時(shí)設(shè)定的初始化 步驟二系統(tǒng)設(shè)置 A1-00 0 英語(yǔ) A1-01 2 高級(jí)參數(shù) A1-02 2 無(wú)PG矢量控制九、調(diào)試操作規(guī)程

參數(shù)設(shè)定值備注 B1-01 0 數(shù)字操作器 B1-02 0 數(shù)字操作器 B1-03 0 減速停車(chē) E1-01400V設(shè)定輸入電壓 E1-04 50HZ 最高輸出頻率 E1-05 380V最大輸出電壓

E1-06 50HZ 基準(zhǔn)頻率 E1-09 0~2HZ 最低輸出頻率九、調(diào)試操作規(guī)程步驟三電機(jī)自學(xué)習(xí) 參數(shù)設(shè)定值備注 T1-01 0 旋轉(zhuǎn)形自學(xué)習(xí) T1-02 XX 電機(jī)輸出功率 T1-03 XX 電機(jī)額定電壓 T1-04 XX 電機(jī)額定電流 T1-05 XX 電機(jī)基準(zhǔn)頻率 T1-06 XX 電機(jī)極數(shù) T1-07 XX 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 設(shè)定過(guò)之后再按下上升鍵，將會(huì)出現(xiàn)自學(xué)習(xí)運(yùn)行提示，這時(shí)按下運(yùn)行鍵RUN即可。

九、調(diào)試操作規(guī)程步驟四運(yùn)行命令 參數(shù)設(shè)定值備注 B1-02 1 控制回路端子步驟五 多段速 參數(shù)設(shè)定值備注 D1-01 5HZ 一速頻率 D1-02 20HZ 二速頻率 D1-04 35HZ 三速頻率 D1-08 50HZ 四速頻率 H3-05 1F 模擬量無(wú)效 H3-09 1F 模擬量無(wú)效

九、調(diào)試操作規(guī)程步驟六加減速時(shí)間

C1-015~10S 加速時(shí)間 C1-021~3S 減速時(shí)間步驟七抱閘 H2-015 頻率檢出（端子M1、M2） L4-011.0~3HZ頻率檢出值 L4-020HZ 頻率檢出幅步驟八力矩補(bǔ)償 C4-011.0 力矩補(bǔ)償增益十、注意事項(xiàng)1、變頻器必須可靠接地。三相按C種接地（接地電阻10