安川變頻器G7培訓片培訓提綱一、變頻器的基本原理

1、異步電動機的調速原理2、交流電機弱磁調速的概念3、V/F,矢量控制調速方式二、安川變頻器的結構形

1、一般變頻器的基本構成與功能2、安川變頻器主回路及控制回路構成3、維修注意事項4、參數設置說明（參見用戶后冊）5、常見故障分析及處理6、維修與保養一．變頻器的基本原理1、異步電動機的調速原理異步電機的軸轉速為：n=60×f1×(1-S)/pf1-----定子頻率S-----異步電動機轉差率p-----磁極對數可見，改變電動機定子側供電電源頻率，即可改變其同步轉速，實現級調速的目的。異步電機調速時，希望盡量保持主磁通?m不變：1）磁通太弱，鐵芯利用不充分，同樣的轉子電流下，電磁轉矩小，電機負載能力下降。2）磁通太強，則鐵芯處于過勵磁狀態，勵磁電流過大，限制了定子電流的負載分量，電機負載能力下降。主磁通也即氣隙磁通是由定子、轉子合成磁勢產生的，保持磁通恒定的方法：三相異步電動機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?m—每極磁通量〈Wb〉可見，?m是由E和F共同決定的，對E和F進行適當的控制，就可以使?m保持最值不變.2．交流電動機弱磁調速的概念1）基頻以下的恒磁通變頻調速由上節分析可知，基頻（電機額定頻率）以下調速時，為保證電機負載能力，應盡量保持主磁通?m不變，這就要求在降低供電電源頻率f的同時，也應降低感應電動勢E，使E/F等于常數，這種恒磁通控制屬于恒轉矩控制方式。由于感應電動勢均力敵E1難于檢測和直接控制，且當E和F值較高時，定子漏阻抗壓降相對較小，可近似認為E/fv/f。因此，按恒定比例控制v/f，即可以達到恒磁通目的。2）基頻以上的弱磁調速由于v受電機額定電壓限制不能繼續升高，只能通過減小來獲得基頻以上的調速特性，這種定子電壓不變，而減小?m的調速區段稱為弱磁調速，也叫恒功率調速。此時隨著速度的不斷升高，電機輸出轉矩是在逐漸減小的。3．V/f、矢量控制調速原理1）V/f控制基本實現方法PWM脈沖寬度調制方法（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通時間，實現調壓。脈沖寬度調制是利用相當于基波分量的信號波對三角載波進行調制，達到調節輸出脈沖度的一種方法。2)V/f控制方式的缺點在低頻時，由于V較小，定子阻抗壓降的分量比較顯著，不在能忽略。當轉矩增大到最大值以后，特性就向下彎了。最大轉矩隨著f的降低而減少。

盡管可以采取低頻補償措施，但通常認為V/F控制的下限頻率應不小于0.3HZ.3)矢量控制由于V/F控制是基于異步電動機的靜態數學模型，因此，其動態指標不高，對于軋鋼、造紙等行業，還需要高品質動態指標的控制方式。矢量控制是根據交流電動機的動態數字模型，利用坐標變換手段，將電機的定子電流分解成磁場分量電流和轉矩分量電流，通過對一次定子電流的大小、頻率及相位進行適當的控制，可實現矢量分解及控制。4）IGBT功率器件的迅速發展IGBT由于其開關損耗低，可使載波頻率大幅度提高到20K左右。使電機電流更趨于正弦波，大大減小轉矩脈動和電機內部因脈動而造成的損耗。IGBT為壓控器件，門極觸發功率很小，使驅動回路簡單及體積小。由于開關頻率高，di/dt、dv/dt、通態電阻、阻斷電流（漏電流）等內部參數差異小，容易實現并聯擴容。5）四種控制模式的特點控制模式v/f控制帶PGv/f控制開環矢量控制閉環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啟動轉矩150%/3HZ150%/3HZ150%/1HZ150%/0г/min速度控制精度±2%～±3%±0.3%±0.2%±0.2%轉矩控制不可不可不可不可適用用途同時驅動多臺電機，電機參數不知道，不能做Autotuning機械側已安裝PG需多種調速的場合簡易伺服驅動，高精度速度控制，轉矩控制二、安川變頻器的結構形式1．一般變頻器的基本構成與功能（1）主回路給異步電動機提供調頻調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間里有規則地使六個功率開關器件導通、關斷,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.制動單元異步電機在再生制動區域運行時,再生能量首先儲存于儲能電力電容器中,使直流電壓升高.對起重機機械系統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側,這樣節能效果更好,或設置制動單元,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．運算回路將外部的轉速、轉矩等指令同檢測回路的電流、電壓信號進行比較運算，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.驅動回路驅動主回路功率開關器件,使之導通、關斷。d.轉速檢測回路檢測速度信號送入運算回路。2．安川變頻器結構形式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）5）

F快速熔斷器：保護IGBT以防才障進一步擴展。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，且不是規范的50HZ正弦波，因此備件定貨時，一定采用同類產品。7）

主功率器件IGBT：器件更換時，檢查型號、導熱膠、電壓等級8）

浪涌尖峰噪聲吸收模塊（R、C、D）開關9）

充電指示燈：DC27V以上10）

冷卻風機檢測、溫度檢測、MC輔助觸點檢測。11）

PG及PG卡：600P/RA相、B相脈沖。12）驅動板，供電電源由UPN提供并向主控板手持編程器提供門極驅動板與主回路相關聯，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置考慮，制動電阻的選擇15）外圍設備：手持全數字編程器3、維修注意事項1）

所有維修工作必須在輸入側空開OFF，且充電指示燈滅后進行。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、驅動板）、冷卻風機，應按照使用說明書4）

由于INV載波頻率高，空間電場強，應定期對主控板、驅動板除塵。5）

RTG行走震動大，應定期緊固螺絲。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、減速制動時進行記錄。定期檢查，維修后進行比較，若偏差》20﹪則應查找原因或同廠家聯系。參數監測可用手操器或機上表頭。參數設置說明A環境參數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B1-01（0-4）頻率指令輸入方法0、

數字操作器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運行指令輸入方法選擇0、數字操作器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、

帶計時器停車B1-04反轉選擇0、

可以反轉1、

不能反轉E1電機參數E1-01～E1-13：電機額定參安數E1-01inputvoltageE1-02motorselectionE1-03V/FselectionE1-04maxfrequencyE1-05maxvoltageE1-06baserequenceE1-07midfrequencyAE1-08midvoltageAE1-09minfrequencyE1-10minvoltageE1-11midfrequencyBE1-12midvoltageE1-13basevoltageE2-01～E2-10電機動態參數E2-01motorratedcurrentE2-02motorratedslipE2-03motorno-loadcurentE2-04numberlfmotorpolesE2-05motorline-to-lineresistanceE2-06motorleakinductanceE2-07motoriron-coresaturationcoefficient1E2-08motoriron-coresaturationcoefficient2E2-09motormechanicallossE2-10motoriron-corelossF任選功能參數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、繼續運行F1-03operationselectionatoverspeed0、減速停止1、自由滑行停止2、非常停止3、繼續運行F1-04operationselectionatdeviation0、減速停止1、自由滑行停止2、非常停止3、繼續運行F1-05PGrotation0、電機正轉時A相超前1、電機正轉時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H1-01～H1-06(3-8端子)設定范圍0-77H2-01～H2-03(設定范圍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.保護參數U1.實際信號監視參數L1-01～L1-02過載保護U1-01～U1-38狀態監視L1-01motorprotectionselection(0-1)U1-01頻率指令0、電子熱保護無效U1-02輸出頻率

1、電子熱保護有效U1-03輸出電流L2-01～L2-06瞬間掉電保護過載保護U1-04控制方式L6-01～L6-06過轉矩檢測U1-05電機速度L7-01～L7-04轉矩限制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/減速時間過短motor容量過大GF(groundfault)INV輸出接地、電機壞PUF(fuseopen)快熔斷SC(shortcircuit)INV輸出斷路、MOTOR接地UV1(DCbusunder