变频调速器系统培训教材

变频调速器系统培训教材 上海川丰自动化设备有限公司 地址：上海市浦东新区茂兴路 86号仁恒广场 4座 9C 电话：021-58391128 ，58391228 传真：021-58750273 邮编：200127 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 培训提纲 一． 变频器的基本原理 1． 异步电动机的基本原理 2． 交流电机弱磁调速的概要 3． V/F 矢量控制调速方式 二． 安川变频器的结构形式 1．一般变频器的基本构成与功能 2．安川变频器主回路及控制回路构成 3．维修注意事项 4．参数设置说明（参见用户手册） 5．常见故障分析及处理 6．维修与保养 三．安川吊机用 PLC 1．CP-316H PLC特点及主要性能指标 2．CP-316H.CP-317.指令简介 3．安川 DWG梯形图构成 四．安川 RTG岸桥系统程序说明 1．H&L主要程序说明 2．故障检测系统 五．CP-717编程软及编程器的使用方法 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 一. 变频器的基本原理 1.异步电动机的调速原理 异步电动机的同步转速,也即旋转磁场的转速为: 异步电动机的轴转速为: s称为异步电动机转差率: 可见,改变电动机定子侧供电电源频率 f1,即可以改变其同步转 速,实现无级调速的目的。 异步电机调速时，希望尽量保持主磁通Φm不变： 1〕 磁通太弱，铁芯利用不充分，同样的转子电流下，电磁转矩 小，电机负载能力下降。 2〕 磁通太强，则铁芯处于过励磁状态，励磁电流过大，限制了 定子电流的负载分量，电机负载能力下降。 主磁通也即气隙磁通是由定子、转子合成磁势产生的，保持磁通 恒定的方法： 三相异步电动机定子每相电动势的有效值为： N1～定子相绕组有效匝数 Φm～每极磁通量(Wb). 可见, 是由 E1和 f1共同决定的,对 E1和 f1进行适当的控制, 就可以使Φm保持最佳额定值不变。 2.交流电动机弱磁调速的概念 1)基频以下的恒磁通变频调速 由上节分析可知,基频(电机额定频率)以下调速时,为保证电 机负载能力,应尽量保持主磁通Φm不变,这就要求在降低供 电电源频率f1的同时,也应降低感应电动势E1,使E1/f1等于 常数,这种恒磁通控制属于恒转矩控制方式。 由于感应电动势E1难于检测和直接控制，且当E1和f1值较 高时，定子漏阻抗压降相对较小，可近似认为E1/f1≈v1/f1。 因此，按恒定比例控制v1/f1，即可以达到恒磁通目的。 2〕 基频以上的弱磁调速 由于 V1受电机额定电压限制不能继续升高，只能通过减小来获得基 p fn 11 60´ = 磁极对数 定子频率 同步转速 _____ _____ min/_____ 1 1 P HZf rn )1(60)1( 11 sp fsnn -´=-= 11 /)( nnns -= mNfE F111 44.4＝ Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 频以上的调速特性，这种定子电压不变，而减小 Φm的调速区段 称为弱磁调速，也叫恒功率调速。此时随着速度的不断升高，电 机输出转矩是在逐渐减小的。 3.v/f、矢量控制调速原理 以上分析的调压又调频的方法称为 VVVF(VariableVoltage VariableFrequency). 1)v/f控制基本实现方法 PWM脉冲宽度调制方式(PulseWidthModuiation) 利用参考电压UR与载频三角波UC互相比较，来决定主功率器件的导 通时间，实现调压。脉冲宽度调制是利用相当于基波分量的信号波对 三角载波进行调制，达到调节输出脉冲度的一种方法。 2〕v/f控制方式的缺点 v1 v1 Φm v1N 0 f1 f1N f1 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer ①在低频时，由于 V较小，定子阻抗压降的分量比较显著， 不在能忽略。②当转矩增大到最大值以后，特性就向下弯 了。③最大转矩随着f1的降低而减少。 尽管可以采取低频补偿措施，但通常认为v/f控制的下限频率 应不小于0.3HZ。 3〕 矢量控制 由于 v/f控制是基于异步电动机的静态数学模型，因此，其动态 指标不高，对于轧钢、造纸等行业，还需要高品质动态指标的控 制方式。 矢量控制是根据交流电动机的动态数学模型，利用坐标变换手段， 将电机的定子电流分解成磁场分量电流和转矩分量电流，通过对 一次定子电流的大小、频率及相位进行适当的控制，可实现矢量 分解及控制。 4〕IGBT功率器件的迅速发展，使得变频器的诸优越性能得以实 现。 ①IGBT由于其开关损耗低，可使载波频率大幅度提高到20K左右。 ②使电机电流更趋于正弦波，大大减小转矩脉动和电机内部因脉 动而造成的损耗。③IGBT为压控器件，门极触发功率很小，使 驱动回路简单及体积小。④由于开关频率高，di/dt、dv/dt、 通态电阻、阻断电流（漏电流）等内部参数差异小，容易实现 并联扩容。 4〕 四种控制模式的特点 控制模式 V/f控制 带PGv/f控制 开环矢量控 制 闭环矢量控 制 控制模式 电压/频率控 制 (Open loop) 电压/频率控 制带速度补 偿 电流矢量不 带PG控制 电流矢量带 PG控制 速度检出 器 不要 要(PG) 不要 要(PG) 速度检出 器 Option 不要 PG-A2,PG-D2 不要 PG-B2,PG-X2 速度控制 范围 1:40 1:40 1:100 1:100 启动转矩 150%/3HZ 150%/3HZ 150%/1HZ 150%0r/min 速度控制 精度 ?2%～?3% ?0.03% ?0.2% ?0.02% 转矩控制 不可 不可 不可 可以 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 适用用途 同时驱动多 台电机,电机 参数不知道, 不 能 做 Autotuning 机械侧已安 装PG 需多种调速 的场合 简易伺服驱 动,高精度控 制,转矩控制 二. 安川变频器的结构形式 1.一般变频器的基本构成与功能 1)主回路 给异步电动机提供调频调压电源的电力变换部分,称为主回 路. a.整流器 把工频电源变换为直流电源,电功率的传送不可逆 b.滤波器 在整流器整流后的直流电压中,含有脉动电压,此外,逆变 器回路产生的脉动电流也使直流电压波动。为了抑制这些 电压波动采用直流电阻器和电容器吸收脉动电压（电流）。 C．逆变器 逆变器的作用是在所确定的时间里有规则地使六个功率开关器件 导通.关断，从而将直流功率变换为所需电压和频率的交流输出功 率， D．制动单元 异步电动机在再生制动区域运行时，再生能量首先储能电力电容器 中，使直流电压升高。对起重机机械系统惯量所积蓄的能量比电容器 能储存的能量大，并且需要快速制动，必须用可逆变流器把再生能量 反馈到电网侧，这样节能效果更好，或设置制动单元，把多余再功率 消耗掉，以免直流回路电压的上升超过限值。 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 2）控制回路 A.运算回路 将外部的转速.转矩等指令同检测回路的电流.电压信号进行比较运算， 决定变频器的输出电压。频率。 B．电压/电流检测回路 检测主回路电压。电流等。 C．驱动回路 驱动主回路功率开关器件，使之导通。关断。 D．转速检测回路 检测速度信号送入运算回路。 3）保护回路 保护回路可分为变频器保护和异步电机的保护 A．变频器的保护 （1） 瞬时过电流保护 由于变频器负载侧短路等原因，流过变频器元件的电流达到异常值时， 立即停止工作。 （2） 过载保护 变频器电流超过一定值，且连续流通超过规定时间，停止工作。 （3） 再生过电压保护 采用变频器使电动机快速减速时，由于再生功率引起直流电路电压升 高超过允许值时，停止运行。 （4） 瞬时掉电保护 （5） 对地过电流保护 （6） 冷却风机异常 2）异步电机的保护 （1）过载保护 （2）超速保护 变频器的输出频率或者异步电动机的速度超过规定值时，停止变频器运 行。 2．安川变频器结构形式 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 1）整流器：AC-DC二极管整流2U0=ED 2）充电限流电阻R：抑制DI/DT 3）旁路接触器MC：线圈控制过程，电压检测方式80%EDN 4）滤波电容C：滤波。储能。抑制电压突变（瞬停保护） 5）F快速熔断器：保护IGBT以防故障进一步扩展。 6）AC。CT1。DC。CT2：电流互感器，因DC中电流含有较高谐波分量AC 电流是变频F变化，且不是 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的50HZ正弦波，因此备件定货时，一定 采用同类产品 7）主功率器件IGBT：器件更换时，型号。导热胶， 8）浪涌尖峰噪声吸收模块（R。C。D）开关速度过快（频率过高） 9）充电指示灯：DC27V以上 10）冷却风机检测。温度检测。MC辅助触点检测 11）PG及PG卡：600P/RA相。B相脉冲 12）驱动板供电电源由UPN提供并向主控板手持编程器提供门极驱动板 与主回路相关联，因此易损坏。 13）通讯卡（CP-216IF）安全。可 。速度快 14）制动单元及制动电阻 15）手持全数字编程 3．维修注意事项 1）所有维修工作必须在输入侧空开OFF，且充电指示灯灭后进行。 2）IGBT门极开路条件下，不允许主回路通电 3）所有电解电容（包括主控板。驱动板）。冷却风机，应按照使用说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 4）由于INV载波频率高，空间电场强，应定期对主控板。驱动板除尘。 5）RTG行走震动大，应定期紧固螺丝。 6）在空载条件下，对5档速度下的电流。电压。频率，在加速。恒速。 减速制动时进行 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 。定期检查，维修后进行比较，若偏差》20%则应查 找原因或同YE联系。参数检测可用手操作器或机上表头。 4参数设置说明 An环境参数 A1-00语言选择 A1-01访问等级 A1-02控制方式 A1-03初始化 Bn应用参数 B1-01（0-4）频率指令输入方法 0．数字操作器 1．模拟量端子 2．MEMOBUS传送 3．选择卡（CP-216） 4．MEMOBUS B1-02（0-4）运行指令输入方法选择 0．数字操作器 1．模拟量端子 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 2．MEMOBUS传送 3．选择卡（CP-216） 4．MEMOBUS B1-03（0-3） 0．减速停车 1．直流制动 3．带计时器停车 B1-04（0-1）反转选择 0．可以反转 1．不能反转 Cn调整参数 C1-01加速时间1 C1-02减速时间1 C1-03加速时间2 C1-04减速时间2 C1-05加速时间3 C1-06减速时间3 C1-07加速时间4 C1-08减速时间4 C1-09加速快速时间 C1-10加减速速时间单位 0．0．01秒 1．0．1秒 C2-01-C2-04S曲线 C6-01-C6-03载波频率上下限 C6-01：载波频率上限 C6-02：载波频率下限 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer C6-03：载波增益 Dn：指令参数 D1-01-d1-08：速度选择 d1-01：速度指令1 d1-02：速度指令 d1-03：速度指令1 d1-04：速度指令1 d1-05：速度指令1 d1-06：速度指令1 d1-07：速度指令1 d1-08：速度指令1 d1-09：点动频率 d2-01-d2-02：速度限 d2-01：速度上限 d2-02：速度下限 En电机参数 E1-01-E1-13：电机额定参数 E1-01：输入电压 E1-02：马达选择 E1-03：V/FSELECTION E1-04:maxfrequency E1-05:maxvoltage E1-06:basefrequency E1-07:midfrequencyA E1-08:midvoltage E1-09:minfrequency E1-10:minvoltage E1-11:midfrequencyB E1-12:midvoltageB E1-13:basevoltage Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer E2-01-E2-10电机参数 E2-01：motorratedcurrent E2-02:motorratedslip E2-03:motorno-loadcurrent E2-04:numberofmotorpoles E2-05:motorline-to-lineresistance E2-06:motorleakinductance E2-07:motoriron-core-staurationcoefficient1 E2-08:motoriron-coresaturationcoefficient2 E2-09:motormechanicalloss E2-10:motoriron-coreloss Fn任选功能参数 F1-01-F1-14PG速度卡参数 F1-01:PGconstant F1-02:operationselectionatPGopencircuit(0-3) 0.减速停车 1．自由滑行停车 2．非常停车 3．继续运行 F1-03：operationselectionatoverspeed 0.减速停车 1．自由滑行停车 2．非常停车 3．继续运行 F1-04：operationselectionatdeviation 0.减速停车 1．自由滑行停车 2．非常停车 3．继续运行 F1-05:PGrotation 0.电机正转时A相超前 1．电机正转时 B相超前 F1-06:PGdivisionrate F1-07: integralvaluedurningaccel/decalenable/disable 0.有效 1.无效 F1-08:overspeeddetectionlevel F1-09: overspeeddetectiondelaytime F1-10: excessivespeeddeviationdetectionlevel F1-11: excessivespeeddeviationdetectiondelaytime F1-14: PGopen?cir-deviationdetectiontime Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer F2模拟量指令卡 Hn多功能端子 H1-01-H1-06（3-8端子） 设定范围0-77 H2-01-H2-03（设定范围0-37） H2-01（9-10端子） H2-02（25-27端子） H2-03（26-27端子） H3-01-H3-12模拟量输入端子定义 Ln保护参数 L1-01-L1-02过载保护 L1-01motorprotectionselection(0-1) 0.电子热保护无效 1.电子热保护有效 L2-01-L2-06瞬间掉电保护 L6-01-L6-04过转矩检测 L7-01-L7-04转矩限制 Un监视参数 U1-01-U1-38 U1-01 U1-02 U1-03 U1-04 U1-05 U1-06 U1-07 U1-08 U1-09 U1-10 U1-11 U1-12 U1-13 U1-14 U1-15 U1-16 U2-01-U2-14 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 4．常见故障分析及处理 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 三．安川PLC简介 YASKAWA(安川)PLC软件结构及使用概述 安川 PLC控制软件 CP-717内部 功能完善,通讯及运算功能强大, 能对 PLC及变频器实施精密控 制. 1) 高速扫描程序结构 N01S01中的高速扫描程序主要实现对起升机构,大车机构,小车机构,俯仰机构的运行控制,位 置检测及对各机构变频器实施精密控制,并实时采集变频器的各项参数,进行运算判断保证 各机构安全,可靠的运行. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 2) 低速扫描程序结构 N01S01中的低速扫描程序主要进行各辅助机构的控制(如大车的转向机构,倾转机构,吊具机 构等)及故障信号的处理 3)程序的逻辑部分结构形式画面 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 4)程序的运算及数据处理结构形式画面 MB003606 MB00360F 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F MW00360 5)电控系统构成示意图 YASKAWA(安川)PLC寄存器类型及表示 字地址(WORD) 位地址(BIT) 功能及含义 MWnnnnn MBnnnnnn 程序寄存器,MBnnnnnn对应MWnnnnn的一位 MWnnnnn及MBnnnnnn在全部程序中通用 DWnnnnn DBnnnnnn 子程序寄存器,DBnnnnnn对应 DWnnnnn的一位 DWnnnnn及 DBnnnnnn只在子程序中有效 Iwnnnnn IBnnnnnn 输入寄存器,IBnnnnnn对应 IWnnnnn的一位 IWnnnnn及 IBnnnnnn在全部程序中通用 Ownnnnn OBnnnnnn 输出寄存器,OBnnnnnn对应 OWnnnnn的一位 OWnnnnn及 OBnnnnnn在全部程序中通用 SWnnnnn SBnnnnnn 系统寄存器,SBnnnnnn及 SWnnnnn为系统专用寄 存器,有特定含义,用户只可利用,不可定义. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 215通讯 216通讯 大车 PG 小车 PG 大车 PG 起升 PG 6)故障查找流程 VS-616G5 起升/大车 1# 变频器 VS-616G5 大车 2# 变频器 VS-616G5 小车变频器 R IO -2000 单 元 I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I CP316H 主 CPU R IO -2000 单 元 I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I I/O 模 块 I 电 I/O气房 司机室 I/O 限位信号 手柄,按钮 各辅助机构 控制 主机构控制 限位信号 电 机 编 码 器 ②点击 CRO CEF Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer ①将光标移 至待查点 调出画面 此点的线圈 及接点在程 序中的位置 列表 ③双击想要查找的线圈或接点,查看 它的条件状态及接点在其它程序段 的应用 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 联机打开程序的步骤 ④根据它的 条件判断出 故障位置 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 双击 CP-717 图标,打开应 用程序 打开后双击 程序所在的 文件夹 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 右键打开对 话菜单,选择 ON LINE 确认后选择 LOG ON 通讯正常打 开 PLC程序 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer 点 击 PROGRAMS 选择高速或 低速扫描程 序,双击调出 右侧程序列 双击选择需 要查看的程 序 ,打开程 序. Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer N01S01 CP-317 MAIN PROGRAM具体构成如下： H HIGH SPEED SCAN H01 I/O ERROR CHECK H02 INPUT SIGNAL SET H02.01 ANALOG INPUT SINGNAL SET H02.02 DIGITAL INPUT SINGNAL SET H03 CONTROLLER SINGNAL SET H03.01 CONTROLLER GLAY BIN CODE H04 OUTPUT SINGNAL SET H04.01 ANALOG OUTPUT SIGNAL SET H04.02 DIGITAL OUTPUT SIGNAL SET H04.04 LED INDICATION H05 HOIST LOAD DETECTION H06 HOIST CONTROL H07 GANTRY CONTROL H08 TROLLEY CONTROL H09 BOOM CONTROL-1 H09.1 BOOM CONTROL-2 H10 MONITORING SEQUENCE-1 H11 MONITORING SEQUENCE-2 H13 POSITION DETECTION H13.01 POSITION DETECTION(REG)-1 H13.02 POSITION DETECTION(CUL)-2 H13.03 POSITION DETECTION(CUL)-3 H13.07 HOIST SLOW SET H13.08 TROLLEY SLOW DOWN SET H17 HOIST CONTROL H17.01 HOIST MASTER&OPERATION H17.02 HOIST CONTACTOR H17.03 HOIST SLOWDOWN SEQUENCE H18 GANTRY CONTROL H18.01 GANTRY MASTER&OPERATION H18.02 GANTRY CONTACTOR H18.10 GANTRY OPERATION CHANGE H19 TROLLEY CONTROL H19.01 TROLLEY MASTER&OPERATION H19.02 TROLLEY CONTACTOR H19.03 TROLLEY SLOWDOWN SEQUENCE H49 DATE TRACE H50 CCMS INTERFACE H50.01 CCMS INTERFACE-1 H50.02 CCMS INTERFACE-2 H50.03 CCMS INTERFACE-2 Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer