安川G7變頻器培訓(xùn)片課件

安川變頻器G7培訓(xùn)片培訓(xùn)提綱一、變頻器的基本原理

1、異步電動機(jī)的調(diào)速原理2、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2、安川變頻器主回路及控制回路構(gòu)成3、維修注意事項(xiàng)4、參數(shù)設(shè)置說明（參見用戶后冊）5、常見故障分析及處理6、維修與保養(yǎng)一．變頻器的基本原理1、異步電動機(jī)的調(diào)速原理異步電機(jī)的軸轉(zhuǎn)速為：n=60×f1×(1-S)/pf1-----定子頻率S-----異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差率p-----磁極對數(shù)可見，改變電動機(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)，則鐵芯處于過勵磁狀態(tài)，勵磁電流過大，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)子合成磁勢產(chǎn)生的，保持磁通恒定的方法：三相異步電動機(jī)定子每相電動勢的有效值為：E1=4.44f1N1?m?m一定子相繞組有效砸數(shù)?m—每極磁通量〈Wb〉可見，?m是由E和F共同決定的，對E和F進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂疲涂梢允?m保持最值不變.2．交流電動機(jī)弱磁調(diào)速的概念1）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)電動勢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)電動勢均力敵E1難于檢測和直接控制，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)到恒磁通目的。2）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，只能通過減小來獲得基頻以上的調(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．V/f、矢量控制調(diào)速原理1）V/f控制基本實(shí)現(xiàn)方法PWM脈沖寬度調(diào)制方法（PulsewidthModulation）利用參考電壓U與載頻三角波U互相比較，來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)于基波分量的信號波對三角載波進(jìn)行調(diào)制，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出脈沖度的一種方法。2)V/f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)矢量控制由于V/F控制是基于異步電動機(jī)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，因此，其動態(tài)指標(biāo)不高，對于軋鋼、造紙等行業(yè)，還需要高品質(zhì)動態(tài)指標(biāo)的控制方式。矢量控制是根據(jù)交流電動機(jī)的動態(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分量電流和轉(zhuǎn)矩分量電流，通過對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）IGBT功率器件的迅速發(fā)展IGBT由于其開關(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)矩脈動和電機(jī)內(nèi)部因脈動而造成的損耗。IGBT為壓控器件，門極觸發(fā)功率很小，使驅(qū)動回路簡單及體積小。由于開關(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)控制模式v/f控制帶PGv/f控制開環(huán)矢量控制閉環(huán)矢量控制控制模式電壓/頻率控制（Openloop）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啟動轉(zhuǎn)矩150%/3HZ150%/3HZ150%/1HZ150%/0г/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)動多臺電機(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)速的場合簡易伺服驅(qū)動，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1．一般變頻器的基本構(gòu)成與功能（1）主回路給異步電動機(jī)提供調(diào)頻調(diào)壓電源的電力變換部分，稱為主回路。a.整流器把工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,含有脈動電壓,此外,逆變器回路產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓波動.為了抑制這些電壓波動采用直流電機(jī)器和電容器吸收脈動電壓(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)則地使六個功率開關(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.制動單元異步電機(jī)在再生制動區(qū)域運(yùn)行時(shí),再生能量首先儲存于儲能電力電容器中,使直流電壓升高.對起重機(jī)機(jī)械系統(tǒng)慣量所積蓄的能量比電容器能儲存的能量大,并且需要快速制動,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)置制動單元,把多余再生功率消耗掉,以免直流回路電壓的上升超過限值。

（2）控制回路a．運(yùn)算回路將外部的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測回路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，決定變頻器的輸出電壓、頻率。b.電壓/電流檢測回路檢測主回路電壓、電流等。c.驅(qū)動回路驅(qū)動主回路功率開關(guān)器件,使之導(dǎo)通、關(guān)斷。d.轉(zhuǎn)速檢測回路檢測速度信號送入運(yùn)算回路。2．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：線圈控制過程，電壓檢測方式80﹪Edn4）

濾波電容C：濾波、儲能、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，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)，一定采用同類產(chǎn)品。7）

主功率器件IGBT：器件更換時(shí)，檢查型號、導(dǎo)熱膠、電壓等級8）

浪涌尖峰噪聲吸收模塊（R、C、D）開關(guān)9）

充電指示燈：DC27V以上10）

冷卻風(fēng)機(jī)檢測、溫度檢測、MC輔助觸點(diǎn)檢測。11）

PG及PG卡：600P/RA相、B相脈沖。12）驅(qū)動板，供電電源由UPN提供并向主控板手持編程器提供門極驅(qū)動板與主回路相關(guān)聯(lián)，因此易損壞。13）通訊卡（P-2161/F）安全、可靠性、速度。14）制動單元及制動電阻。制動單元電壓跳線器設(shè)置考慮，制動電阻的選擇15）外圍設(shè)備：手持全數(shù)字編程器3、維修注意事項(xiàng)1）

所有維修工作必須在輸入側(cè)空開OFF，且充電指示燈滅后進(jìn)行。2）

IGBT門極開路條件下，不允許主回路通電。3）

所有電解電容（包括主控板、驅(qū)動板）、冷卻風(fēng)機(jī)，應(yīng)按照使用說明書4）

由于INV載波頻率高，空間電場強(qiáng)，應(yīng)定期對主控板、驅(qū)動板除塵。5）

RTG行走震動大，應(yīng)定期緊固螺絲。6）

在空載條件下，對5檔速度下的電流、電壓、頻率，在加速、恒速、減速制動時(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)查找原因或同廠家聯(lián)系。參數(shù)監(jiān)測可用手操器或機(jī)上表頭。參數(shù)設(shè)置說明A環(huán)境參數(shù)A1-00語言選擇（日、英、法、德）A1-01訪問等級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GE-PLC以及其他廠家PLC3、

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1、

自由滑車2、

DC制動3、

帶計(jì)時(shí)器停車B1-04反轉(zhuǎn)選擇0、

可以反轉(zhuǎn)1、

不能反轉(zhuǎn)E1電機(jī)參數(shù)E1-01～E1-13：電機(jī)額定參安數(shù)E1-01inputvoltageE1-02motorselectionE1-03V/FselectionE1-04maxfrequencyE1-05maxvoltageE1-06baserequenceE1-07midfrequencyAE1-08midvoltageAE1-09minfrequencyE1-10minvoltageE1-11midfrequencyBE1-12midvoltageE1-13basevoltageE2-01～E2-10電機(jī)動態(tài)參數(shù)E2-01motorratedcurrentE2-02motorratedslipE2-03motorno-loadcurentE2-04numberlfmotorpolesE2-05motorline-to-lineresistanceE2-06motorleakinductanceE2-07motoriron-coresaturationcoefficient1E2-08motoriron-coresaturationcoefficient2E2-09motormechanicallossE2-10motoriron-corelossF任選功能參數(shù)F1-01～F1-14PGF1-01PGconstantF1-02operationselectionatPGopencircuit(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F1-03operationselectionatoverspeed0、減速停止1、自由滑行停止2、非常停止3、繼續(xù)運(yùn)行F1-04operationselectionatdeviation0、減速停止1、自由滑行停止2、非常停止3、繼續(xù)運(yùn)行F1-05PGrotation0、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F1-06PGdivisionrateF1-07integralvalueduringaccel/decelenable/disable0、無效1、有效F1-08overspeeddetectionleverF1-09overspeeddetectiondelaytimeF1-10excessivespeeddeviationdetectionleverF1-11excessivespeeddeviationdetectiondelaytimeF1-14PGopen-cir-detectiontimeH.多功能端子定義參數(shù)H1-01～H1-06(3-8端子)設(shè)定范圍0-77H2-01～H2-03(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)H3-01～H3-12模擬量輸入端子定義L.保護(hù)參數(shù)U1.實(shí)際信號監(jiān)視參數(shù)L1-01～L1-02過載保護(hù)U1-01～U1-38狀態(tài)監(jiān)視L1-01motorprotectionselection(0-1)U1-01頻率指令0、電子熱保護(hù)無效U1-02輸出頻率

1、電子熱保護(hù)有效U1-03輸出電流L2-01～L2-06瞬間掉電保護(hù)過載保護(hù)U1-04控制方式L6-01～L6-06過轉(zhuǎn)矩檢測U1-05電機(jī)速度L7-01～L7-04轉(zhuǎn)矩限制U1-06輸出電壓指令U1-07主回路直流電壓5、故障分析及處理A．Fault(故障)OC(overcurrent)短路、接地、加/減速時(shí)間過短motor容量過大GF(groundfault)INV輸出接地、電機(jī)壞PUF(fuseopen)快熔斷SC(shortcircuit)INV輸出斷路、MOTOR接地UV1(DCbusunder