安川G7变频器在起重机行业

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,安川G7变频器在起重机行业使用中存在问题的讨论,上海北科良辰自动化设备,一. G5系列和G7系列变频器的差异,G7变频器采用了新的三电平技术，它有很多优点，比方低冲击电压，低干扰等等。但是也带来一些问题：,1.1 中点电压漂移,1.2 IGBT管配对要求,1.3 电路结构复杂驱动电路增加一倍,1.4 对变频器调试要求严格,1.5 适应环境能力,低冲击电压,降低了对电机的冲击电压,冲击电压,变频器,电源,电机,放射干扰,传导干扰,防止了由于轴电压对电机轴承的电腐蚀,低干扰,大幅度抑制了变频器驱动而引起的,传导干扰，放射干扰,省去了干扰滤波器，缩小了体积,降低了漏电流,减少了接地检测器的误动作,低噪声,用降低载波的方法来降低噪声,級,变频器驱动的潜在课题一举得到解决,不需要使用冲击电压滤波器了,通用电机也可以使用,“电平控制方式的优点一览,6,个晶体管输出,【,电平控制,】,传统产品,【2,电平控制,】,V,PN,/,V,PN,/,V,PN,V,PN,V,PN,:,直流母线电压,输入电压, ,V,PN,U,V,W,V,PN,U,V,W,“3电平方式的特长,个晶体管输出,電圧制御,回路,构成图,相电压,线间,电压,电压变化是传统产品的1/2,Tr,Tr,Tr,Tr,V,P N,电平,电平,马达, ,V,P N,V,PN,V,PN,：,直流母线电压,回路,【,相份,】 ,开关波曲线,直流电压被电解电容一分为二，与输出晶体管的ON/OFF开关组合得到3电平。,电平,电平,电平,V,PN,“3电平控制方式的原理,二. G7变频器最新新软件版本,2.1 软件版本确实认,变频器包装箱上有软件编号( PRG1039 ) 。,操作器的监控显示:,软件版本编号NO. U1-14 = 21039,2.2 主要增加功能,序号,项目,内 容,相关参数,设定,出厂设定,(初期值),1,再试,搜索,在速度推定型速度搜索时, 因速度推定误差等引起的电流过大的场合,增加再试搜索功能,。,针对风机,、,鼓风机等设备应用推定型速度搜索,。,B3-1719,无效,B3-19=0,(再试搜索次数为0 ),2,停止,型自,学习,2,在自学习前开始设定的空载电流,在自学习后不自动调整E2-03(空载电流),。,在矢量控制时,主要针对升降机械,、搬运机械,防止重负荷引起自动,调整,的,误差,。,T1-01=4,(停止型自学习,2),无效;,T1-01=0,(回转型自学习),3,运转中不转换为编程模式的设定,B1-08,(编程模式时的运转指令) 设定为,3,:,增加 “运转中不转换为编程模式”,。,以防止,运转中因数字操作器误操作引起的设备停止,。,B1-08,=3,(“运转中不能转换为编程模式”),无效,;,B1-08=0,(停止中编程模式时不允许运转,。,运转中可转换为编程模式),4,冷却风机,、,主回路电容器维修时期表示,由风机及变频器工作时间可得到风机,、,电容器到达维修时段,在操作器上监控显示,。,多功能接点输出和维修警告显示都可以。,用于维修。,U1-61.63;,H2-,多功能输出端子设为“,2F,”,监控显示,U1-61.63,有效;,多功能输出和警告未设为 “,2F,”,无效,5,电流,警告,输出大于150%变频器额定电流时,有,电流警告显示和接点输出,。,有运转中峰值电流以及峰值对应的输出频率的监视功能,。,用于电动机和机械的过负荷监视。,L8-41=1,(电流警告有效),U1-83.84,(电流,、,频率峰值保持),;,U2-21.22,(,异常时电流,频率峰值保持),无效,L8-41=0,(电流警告无效) ;,监视表示,U1-83.84 ,U2-21.22,有效,6,低频输出时自动降低载波频率(注),仅在,低频输出时降低载波频率的功能,。,用于减小低速过负荷运行时,IGBT,的发热。,L8-38.39,有效,(,L8-38.39=1,降低载波频率),(注):,低频输出时自动降低载波频率的功能,为起动的 0.5 秒内和 6 Hz 以下过负荷运行时, 自动降低载波频率。,置换现存的 G7 变频器时, 如有电动机发出金属音声的问题场合,请变更L8-38=0 ( 不降低载波频率 ) 。,然而, 对于承受反复高力矩负荷的起重机等设备, 根本上请保持L8-38=1 ( 降低载波频率 ) 来使用。,三. 变频器在各种起重机上应用特点,三、变频器在起重机各机构应用特点,一台起重机是一个机电一体化系统，机械和电控二者密不可分，电控系统是根据机械系统工艺要求来配置设计的。对于驱动局部而言，从表象看是变频器驱动电动机带动机械运动；而对于电气工程师来讲，要根据负载的机械特性来选择变频器及调整变频器的参数。因此，我们必须要深入了解机械的工作特性。,3.1 装卸门机 装卸门机的特点是高效、快速、起止动频繁。3.1.1 装卸门机的起升机构大多为抓斗形式，变频器大多采用闭环矢量控制，开闭和支持二台电机的力矩要维持一定的比例。3.1.2 变幅机构的变频器控制方式有开环控制和闭环控制二种。,3.1.3 旋转机构的变频器控制方案有一拖二和一对一的闭环矢量控制方式。,3.1.4 大车机构一般和起升机构共用一台变频器，当切换到大车时变频器采用V/F控制方式。,3.2 轨道龙门吊,轨道龙门吊的起升机构有单电机和双电机二种形式。对于单电机形式，如采用闭环矢量控制方式时，要设法把编码器连接到电机的输出轴上。,3.3 船厂龙门吊,在船厂龙门吊变频器应用中，由于在做工件翻身时，小车变频器有时会处于发电状态，容易产生过压报警，建议上下小车起升和行走变频器设计为直流公共母线结构特别是在当小车行走变频器功率小于千瓦，以保证小车变频器平安运行。,3.4 安装门机,安装门机的特点是吨位大、速度慢但定位要求高、行程长，所以起升机构最好采用矢量控制并对制动回路参数进行计算。,1. 制动器开关顺序,顺控电路构成,顺控电路,BR,顺控电路条件成立后,，由接点M1-M2 闭合（ON）打开制动器。,出现紧急情况及变频器异常接点输出时，请使制动器确实可靠地处于闭合状态。,变频器(Varispeed G7),制动器操作辅助继电器线圈,故障接点,(正向运转),(AC250V 1A以下),(DC30V 1A以下),ON状态下制动器励磁,频率检测2或者运行中2,S1,UP,DOWN,高速/低速,(反向运转),S2,(多速指令2),MA,MB,MC,S6,M1,M2,SC,制动器开,关条件的信号构成,控制模式,制动器开,关信号,制动器开,关值调整,信号名,参数设定,信号名,参数设定,V/F和无,PG,矢量控制,(A1-02=0；V/F控制,A1-02=2；无PG矢量,),频率检测,2,H2-01=05,频率检测电平,L4-01=1.03.0Hz,L4-02=0.10.5Hz,带,PG,矢量控制,(,A1-02=3),运行中,2,H2-01=37,零速值,(,只限关闭时,),b2-01=0.10.5Hz,四,G7在起升机构的应用要点,制动器动作时间图例,无,PG,矢量控制,(,或者,V/f,控制,，,带,PGV/f,控制,),的场合,带,PG,矢量控制的场合,UP,S1SC,S6SC,高速,/,低速,输出频率,0,OFF,OFF,d1-03,d1-01(b1-01=0,时有效,),L4-01,L4-01,OFF,时间,直流制动,ON,ON,ON,频率检测,2,(,H2-01=05),M1M2,制动器动作,OPEN,CLOSE,CLOSE,输入,输出,UP,S1-SC,S6-SC,高速,/,低速,输出频率,OFF,OFF,0,d1-03,d1-01(b1-01=0,时,有,效,),b2-01,OFF,时间,直流制动,(,零速控制,),ON,ON,ON,运行中,2,(,H2-01=37),M1-M2,制动器动作,OPEN,CLOSE,CLOSE,输,入,输,出,4.1.3 要点,对于开环矢量控制和V/F控制L4-01的设定范围大约在1Hz到3Hz或者设定为在马达额定滑差频率加作为开闸频率。,开闸频率设置过低将导致溜钩，须符合以下条件：,L4-01L4-02E1-09,开闸频率设置过高会导致机械冲击和变频器启动电流过大造成变频器PUF故障。,停机时制动器动作频率为：,L4-01L4-02,起动,停止时降低冲击,起动时的加速暂缓功能,停止时的直流制动，零速控制,制动器有机械动作延迟，,使用起动时的暂缓功能，等制动器完全翻开后再加速运行。,制动器有机械动作延迟，,直流制动PG矢量控制时为零速控制持续到制动器完全关闭。,起动时的DWELL时间,b6-02,0.10.3sec,(高速),输出频率,ON,OPEN,频率检测,2,或者运行中,2,t,起动时的DWELL频率,b6-01 0.13.0Hz,制动器动作,直流制动（零速控制）,开始频率,b2-01=0.1,3.0Hz,直流电流设定,b2-02=50,80%,(,仅限无,PG,矢量控制,V/f,控制,),(高速),(,低速,),输出频率,ON,频率检测,2,或者运行中,2,t,停止时直流制动时间,（停止时零速控制时间）,b2-04 0.30.5sec,制动器动作,(注),无,PG,矢量控制及,V/f,控制时,，,使起动时的暂停频率大于频率检测,2(,制动器开的频率,),。,(注) 变频器和电机有接触器时，,在制动器完全关闭并且变频器基极封锁后动作别离。,OFF,t,CLOSE,OPEN,CLOSE,OFF,4.2 有关参数的设置,减速中失速防止,带有制动电阻的变频器，参数L3-04=0。,参数L3-01加速中失速防止和参数L3-05 运行中失速防止要设在有效状态Eenbled。,自学习,对于No:1039版本的G7变频器如果只能做停止形自学习，请设定T1-01=4做停止形自学习获取马达参数。,为了改善V/F控制模式下的低速转矩特性，请做线间电阻自学习。,对于绕线式马达，自学习参数应和电机制造厂家提供的测试报告没有太大的差异。,转矩限制功能,转矩限制值L7-01L7-04是以电机的额定转矩为其值的100%。当电机在启动或加减速过程中其转矩大于150%时，增大变频器的容量使得该值的调节范围在200%300%。,缺相保护及过转矩检出,为了保护电机可以把缺相保护L8-05和L8-07及过转矩检出L6-0104设为有效。,基极封锁指令,在运用该指令时要注意最小基极封锁时间L2-03值的影响。,变频器输出侧有接触器,输出缺相保护要设成有效L8-07=1或2。,输出侧接触器的切换必须在制动器抱住及变频器处于基极封锁状态。,启动时的Dwell功能,用于防止由于制动器翻开延迟造成变频器过电流。,对于开环矢量控制和V/F控制，B6-01L4-01+L4-02。,模拟量输入滤波时间常数,为了防止干扰模拟量指令，可设定模拟量输入滤波时间常数：,启动电流确认及降低载波频率,在试运行使用变频器操作器或钳形电流表确认电动机的空载和满载电流。如果电机没有足够的启动转矩和连续工作转矩或制动器翻开延迟都会造成变频器过电流。,如果在启动过程中变频器输出电流经常大于150%将会导致变频器内部IGBT的工作寿命。为保证变频器的平安工作，我们可采取以下措施： 降低变频器的载波频率至22.5kHz 增大变频器的容量： 对于电机功率小于或等于75kw时，变频器的容量至少要大于电动机一个框号。 对于电机功率大于75kw时，闭环控制模式下的变频器容量至少要大于电动机二个框号。 在闭环矢量控制模式，可在变频器运行命令前先参加初期厉磁来控制电流多功能端子HI-0110设定为60。,五. 维修,5.1 及时保存变频器内部故障信息,变频器内部故障信息记录U2及U3参数是分析故障原因的根本数据。,建议：在有通讯控制的系统中参加变频器故障信息采集程序，保存故障历史记录，以便今后故障发生时分析故障原因。,5.2 变频器维修时本卷须知,配备适用的工具。,IGBT管的配对。,拆机时要注意导线原来的走线位置。,一定要做空载运行测试，具体方法如下：,别离变频器和电动机至今连线。,变频器上电后将变频器控制方式改为V/F模式A1-03=0并切换到面板操作模式。,使变频器分别在5Hz、 15Hz、 35Hz、 50Hz运行并用指针式万用表测试其在各个频率上的三相输出电压是否平衡。,在空载测试完成后，恢复到原有控制模式，连接,电动机空载动车并检查各项数据原始调试验收数据是否一致。,