1、安川G7變頻器在起重機行業使用中存在問題的討論上海北科良辰自動化設備一. 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，它有很多優點，比方低沖擊電壓，低干擾等等。但是也帶來一些問題：1.1 中點電壓漂移1.2 IGBT管配對要求1.3 電路結構復雜驅動電路增加一倍1.4 對變頻器調試要求嚴格1.5 適應環境能力 低沖擊電壓 降低了對電機的沖擊電壓沖擊電壓 變頻器電源 電機放射干擾傳導干擾 防止了由于軸電壓對電機軸承的電腐蝕 低干擾 大幅度抑制了變頻器驅動而引起的傳導干擾，放射干擾省去了干擾濾波器，縮小了體積 降低了漏電流 減少了接地檢測器的誤動作 低噪聲 用降低載波的方法來降

2、低噪聲級 變頻器驅動的潛在課題一舉得到解決不需要使用沖擊電壓濾波器了 通用電機也可以使用“電平控制方式的優點一覽6個晶體管輸出 【電平控制】傳統產品 【2電平控制】VPN /VPN /VPNVPNVPN : 直流母線電壓輸入電壓 VPNUVWVPNUVW“3電平方式的特長 個晶體管輸出電圧制御回路構成圖相電壓線間電壓電壓變化是傳統產品的1/2TrTrTrTrV P N電平電平馬達 VP NVPNVPN ： 直流母線電壓 回路【相份】 開關波曲線直流電壓被電解電容一分為二，與輸出晶體管的ON/OFF開關組合得到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、軟件版本確實認 變頻器包裝箱上有軟件編號( PRG1039 ) 。 操作器的監控顯示: 軟件版本編號NO. U1-14 = 21039 2.2 主要增加功能序號項目內 容相關參數,設定出廠設定(初期值)1再試搜索在速度推定型速度搜索時, 因速度推定誤差等引起的電流過大的場合,增加再試搜索功能。針對風機 、 鼓風機等設備應用推定型速度搜索。B3-1719無效B3-19=0(再試搜索次數為0 )2停止型自學習2 在自學習前開始設定的空載電流,在自學習后不自動調整E2-03(空載電流)。 在矢量控制時, 主要針對升降機械、搬運機械,防止重負荷引起自動調整的誤差。T1-01=4(停止型自學習2)無效;

4、T1-01=0(回轉型自學習)3運轉中不轉換為編程模式的設定 B1-08 (編程模式時的運轉指令) 設定為 3 : 增加 “運轉中不轉換為編程模式”。 以防止運轉中因數字操作器誤操作引起的設備停止。B1-08=3 (“運轉中不能轉換為編程模式”)無效;B1-08=0(停止中編程模式時不允許運轉。運轉中可轉換為編程模式)4冷卻風機、主回路電容器維修時期表示 由風機及變頻器工作時間可得到風機、電容器到達維修時段,在操作器上監控顯示。多功能接點輸出和維修警告顯示都可以。用于維修。U1-61.63;H2-多功能輸出端子設為“2F”監控顯示 U1-61.63有效;多功能輸出和警告未設為 “2F”,無效5

5、電流警告 輸出大于150%變頻器額定電流時,有電流警告顯示和接點輸出。 有運轉中峰值電流以及峰值對應的輸出頻率的監視功能。 用于電動機和機械的過負荷監視。L8-41=1 (電流警告有效) U1-83.84 (電流、頻率峰值保持);U2-21.22 (異常時電流,頻率峰值保持)無效L8-41=0 (電流警告無效) ;監視表示 U1-83.84 ,U2-21.22 有效6低頻輸出時自動降低載波頻率(注) 僅在低頻輸出時降低載波頻率的功能。 用于減小低速過負荷運行時 IGBT的發熱。L8-38.39有效(L8-38.39=1,降低載波頻率)(注): 低頻輸出時自動降低載波頻率的功能,為起動的 0.5

6、 秒內和 6 Hz 以下過負荷運行時, 自動降低載波頻率。 置換現存的 G7 變頻器時, 如有電動機發出金屬音聲的問題場合,請變更L8-38=0 ( 不降低載波頻率 ) 。 然而, 對于承受反復高力矩負荷的起重機等設備, 根本上請保持L8-38=1 ( 降低載波頻率 ) 來使用。三. 變頻器在各種起重機上應用特點三、變頻器在起重機各機構應用特點 一臺起重機是一個機電一體化系統，機械和電控二者密不可分，電控系統是根據機械系統工藝要求來配置設計的。對于驅動局部而言，從表象看是變頻器驅動電動機帶動機械運動；而對于電氣工程師來講，要根據負載的機械特性來選擇變頻器及調整變頻器的參數。因此，我們必須要深入

7、了解機械的工作特性。3.1 裝卸門機 裝卸門機的特點是高效、快速、起止動頻繁。3.1.1 裝卸門機的起升機構大多為抓斗形式，變頻器大多采用閉環矢量控制，開閉和支持二臺電機的力矩要維持一定的比例。3.1.2 變幅機構的變頻器控制方式有開環控制和閉環控制二種。 3.1.3 旋轉機構的變頻器控制方案有一拖二和一對一的閉環矢量控制方式。3.1.4 大車機構一般和起升機構共用一臺變頻器，當切換到大車時變頻器采用V/F控制方式。3.2 軌道龍門吊 軌道龍門吊的起升機構有單電機和雙電機二種形式。對于單電機形式，如采用閉環矢量控制方式時，要設法把編碼器連接到電機的輸出軸上。 3.3 船廠龍門吊 在船廠龍門吊變

8、頻器應用中，由于在做工件翻身時，小車變頻器有時會處于發電狀態，容易產生過壓報警，建議上下小車起升和行走變頻器設計為直流公共母線結構特別是在當小車行走變頻器功率小于千瓦，以保證小車變頻器平安運行。3.4 安裝門機 安裝門機的特點是噸位大、速度慢但定位要求高、行程長，所以起升機構最好采用矢量控制并對制動回路參數進行計算。1. 制動器開關順序 順控電路構成 順控電路BR順控電路條件成立后，由接點M1-M2 閉合（ON）打開制動器。出現緊急情況及變頻器異常接點輸出時，請使制動器確實可靠地處于閉合狀態。變頻器(Varispeed G7)制動器操作輔助繼電器線圈故障接點(正向運轉)(AC250V 1A以下

9、)(DC30V 1A以下)ON狀態下制動器勵磁頻率檢測2或者運行中2S1UPDOWN高速/低速(反向運轉)S2(多速指令2)MAMBMCS6M1M2SC制動器開關條件的信號構成控制模式制動器開關信號制動器開關值調整信號名參數設定信號名參數設定V/F和無PG矢量控制(A1-02=0；V/F控制 A1-02=2；無PG矢量)頻率檢測2H2-01=05頻率檢測電平L4-01=1.03.0HzL4-02=0.10.5Hz帶PG矢量控制(A1-02=3)運行中2H2-01=37零速值(只限關閉時)b2-01=0.10.5Hz四G7在起升機構的應用要點制動器動作時間圖例 無PG矢量控制(或者V/f控制，帶

10、PGV/f控制)的場合 帶PG矢量控制的場合 UPS1SCS6SC高速/低速輸出頻率0OFFOFFd1-03d1-01(b1-01=0時有效)L4-01L4-01OFF時間直流制動ONONON頻率檢測2(H2-01=05)M1M2制動器動作OPENCLOSECLOSE輸入輸出UPS1-SCS6-SC高速/低速輸出頻率OFFOFF0d1-03d1-01(b1-01=0時有效)b2-01OFF時間直流制動(零速控制)ONONON運行中2(H2-01=37)M1-M2制動器動作OPENCLOSECLOSE輸 入輸 出4.1.3 要點對于開環矢量控制和V/F控制L4-01的設定范圍大約在1Hz到3Hz

11、或者設定為在馬達額定滑差頻率加作為開閘頻率。開閘頻率設置過低將導致溜鉤，須符合以下條件： L4-01L4-02E1-09開閘頻率設置過高會導致機械沖擊和變頻器啟動電流過大造成變頻器PUF故障。停機時制動器動作頻率為： L4-01L4-02 起動停止時降低沖擊 起動時的加速暫緩功能 停止時的直流制動，零速控制 制動器有機械動作延遲，使用起動時的暫緩功能，等制動器完全翻開后再加速運行。 制動器有機械動作延遲，直流制動PG矢量控制時為零速控制持續到制動器完全關閉。 起動時的DWELL時間b6-020.10.3sec(高速)輸出頻率ONOPEN頻率檢測2或者運行中2t起動時的DWELL頻率 b6-01

12、 0.13.0Hz制動器動作直流制動（零速控制）開始頻率 b2-01=0.13.0Hz直流電流設定 b2-02=5080%(僅限無PG矢量控制,V/f控制)(高速)(低速)輸出頻率ON頻率檢測2或者運行中2t停止時直流制動時間（停止時零速控制時間）b2-04 0.30.5sec制動器動作(注) 無PG矢量控制及V/f控制時， 使起動時的暫停頻率大于頻率檢測2(制動器開的頻率)。 (注) 變頻器和電機有接觸器時， 在制動器完全關閉并且變頻器基極封鎖后動作別離。 OFFtCLOSEOPENCLOSEOFF4.2 有關參數的設置減速中失速防止 帶有制動電阻的變頻器，參數L3-04=0。 參數L3-0

13、1加速中失速防止和參數L3-05 運行中失速防止要設在有效狀態Eenbled。自學習 對于No:1039版本的G7變頻器如果只能做停止形自學習，請設定T1-01=4做停止形自學習獲取馬達參數。 為了改善V/F控制模式下的低速轉矩特性，請做線間電阻自學習。 對于繞線式馬達，自學習參數應和電機制造廠家提供的測試報告沒有太大的差異。 轉矩限制功能 轉矩限制值L7-01L7-04是以電機的額定轉矩為其值的100%。當電機在啟動或加減速過程中其轉矩大于150%時，增大變頻器的容量使得該值的調節范圍在200%300%。缺相保護及過轉矩檢出 為了保護電機可以把缺相保護L8-05和L8-07及過轉矩檢出L6-

14、0104設為有效。 基極封鎖指令 在運用該指令時要注意最小基極封鎖時間L2-03值的影響。 變頻器輸出側有接觸器 輸出缺相保護要設成有效L8-07=1或2。 輸出側接觸器的切換必須在制動器抱住及變頻器處于基極封鎖狀態。 啟動時的Dwell功能 用于防止由于制動器翻開延遲造成變頻器過電流。 對于開環矢量控制和V/F控制，B6-01L4-01+L4-02。 模擬量輸入濾波時間常數 為了防止干擾模擬量指令，可設定模擬量輸入濾波時間常數： 啟動電流確認及降低載波頻率 在試運行使用變頻器操作器或鉗形電流表確認電動機的空載和滿載電流。如果電機沒有足夠的啟動轉矩和連續工作轉矩或制動器翻開延遲都會造成變頻器過

15、電流。 如果在啟動過程中變頻器輸出電流經常大于150%將會導致變頻器內部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： 對于電機功率小于或等于75kw時，變頻器的容量至少要大于電動機一個框號。 對于電機功率大于75kw時，閉環控制模式下的變頻器容量至少要大于電動機二個框號。 在閉環矢量控制模式，可在變頻器運行命令前先參加初期厲磁來控制電流多功能端子HI-0110設定為60。五. 維修5.1 及時保存變頻器內部故障信息 變頻器內部故障信息記錄U2及U3參數是分析故障原因的根本數據。 建議：在有通訊控制的系統中參加變頻器故障信息采集程序，保存故障歷史記錄，以便今后故障發生