施耐德ATV71变频器

1、新乡起重行业交流会新乡起重行业交流会 赵忠才2008年8月29日 Schneider Electric 2 - Control & Architecture - Name Date 概要 ATV 71 是同时代最 简易、精致简易、精致的变频器的变频器 出色的性能, 先进的功能. 处处凸现 简易. 对所有通信网络、应用、用户开放. ATV 71 为特殊需求提供灵活解决方案 用于回收生活、工业及商业垃圾 Schneider Electric 3 - Control & Architecture - Name Date 领导领导 时代 全方位的产品系列全方位的产品系列 n

2、从从 0.75 到到 500 kW 3 相相 380 到到 480 V n 从从 0.37 到到 75 kW 3相相 200 to 240 V n 内置内置A级级 EMC 滤波器滤波器 n标配配有直流电抗器标配配有直流电抗器 n 全球供货全球供货: UL, CSA, CE, CTick, Ghost. Schneider Electric 4 - Control & Architecture - Name Date 非凡的非凡的 性能 n高达 220 % 过力矩 n异步电机开环、闭环磁通矢量控 制 n在线自整定 (FVC). n速度和力矩控制. n输出频率高达 1000 Hz. n同步电机开环

3、矢量控制 领导领导 时代 Schneider Electric 5 - Control & Architecture - Name Date 充分保障安全 完全的保护完全的保护 n对电机: 热保护、PTC、集成的热继、 尖峰电 压限制, n对机器: 安全连锁 (非故意电机启动), 报警管 理, 外部故障管理, n对环境: 变频器研发遵循环保设计原则 用于ATV 71的88% 的部件可回收再利用 选择用于 ATV 71 的材料符合欧洲ROHS标准 对环境影响最小. n对变频: 过热保护, 软硬件电流限幅 领导领导 时代 Schneider Electric 6 - Control & Archi

4、tecture - Name Date 控制控制 简单简单 n中文图形，自定义显示. n6 种语言 (中文, 英语, 德语, 西班牙语, 法语 和 意大利语) 可增加其它语言 n导航键 易于操作菜单 n“简单启动” 菜单用于快速起动 ATV 71.， 并展现性能 n功能键 是在线帮助和配置成一些应用 的快捷键 n连续显示电机运行参数. Schneider Electric 7 - Control & Architecture - Name Date 运动自如运动自如 ATV 71 结合了功能丰富与简单 使用 使用 ATV71, 你的设备 性能将得到大大提升 起重: 安全和 速度 物料输送: 动

5、态 和 高精度 过程控制: 高精度 和 调节器 包装 重复性 和 快速性 木工机械: 高速和 保护 纺织机械: 高精度 和 高速度 Schneider Electric 8 - Control & Architecture - Name Date 物料输送: 动态性能动态性能 和高精度高精度 n逻辑响应时间：2 ms 0.5 ms. n可通过不同的模拟量或脉冲给定 n支持主流通讯网络 n基于限位开关和优化的低速运行的 位置控制 n多参数切换 所有应用 Schneider Electric 9 - Control & Architecture - Name Date 起重: 安全安全 和 速度速

6、度 n抱闸控制适合提升、快速停车. n重量测量. n高速提升 n抱闸反馈. n限位开关管理 所有应用 Schneider Electric 10 - Control & Architecture - Name Date 木工机械: 高速高速 和 安全安全 n 运行最高达 1000 Hz. n 供电故障时快速停车 n 通过集成的 CANopen 控制. n 电机尖峰电压限制. 所有应用 Schneider Electric 11 - Control & Architecture - Name Date 过程控制 : 高精度高精度 和 调节器调节器 nPID 调节器专用于过程控制. n给定高分辨率

7、 (1/32000). n速度和力矩控制. n可连接到主流通讯网络. n分离的 24 V DC 控制电源. n回溃制动单元. n公共直流母线连接 所有应用 Schneider Electric 12 - Control & Architecture - Name Date 纺织机械: 高精度高精度 和 高速度高速度 n速度给定高分辨率. n用同步电机时，速度精度高 n最大 50 Hz 响应带宽 n摆频控制功能. n直流母线连接 所有应用 Schneider Electric 13 - Control & Architecture - Name Date 印刷包装: 重复性重复性 和 快速性快速

8、性 n响应带宽高 n给定变化的响应时间: 2 ms 0.5 ms n内置的 CANopen 控制 n基于限位开关的控制 所有应用 Schneider Electric 14 - Control & Architecture - Name Date 允许供电电压跌落最高允许供电电压跌落最高 - 50 %. 通过内置通过内置EMC滤波器抵御干扰滤波器抵御干扰. 不降容运行最高可达不降容运行最高可达 50C 故障时可配置动作模式故障时可配置动作模式 报警管理报警管理 自适应开关频率自适应开关频率. 高可靠性高可靠性. 确保确保稳定工作稳定工作 Schneider Electric 15 - Cont

9、rol & Architecture - Name Date 安全连锁功能 EMC 超过150多种功能 内置 Modbus和 CANopen 中文图形面板 无可匹敌的基本配置无可匹敌的基本配置 模块化模块化 配置配置 Controller Inside 可编程卡 脉冲编码器接口卡 I/O 扩展卡 通讯卡 Schneider Electric 16 - Control & Architecture - Name Date 无可匹敌的基本配置 内置 A 级 EMC 滤波器 无需增加费用即符合CE规范 超过 150 多种应用功能 相当强的适应性, 可减少机器周期, 尽可能提高电机性能 高集成度 内置

10、 Modbus和 CANopen 2种 标准通 讯协议可以： 节省控制电缆, 高数据传输速率 直接与自动化系统相 连. 使用已内置了众多 功能的ATV 71, 为你设备降低费用 最经济的解决方案 Schneider Electric 17 - Control & Architecture - Name Date 无可匹敌的基本配置 安全连锁功能 符合设备标准 EN 954-1 category 3 和 电 气安装标准IEC/EN 61508-1 SIL2, 机器认证无障碍 无需机电冗余, 节省电缆和安装时间 节省空间. n 经济： ATV 71在最大15KW以内功率具有7-段数 码显示 中文图

11、形面板 n 可连接到多台变频器 Schneider Electric 18 - Control & Architecture - Name Date 模块化模块化 Controller Inside 可编程卡 在变频器中集成程序 ，分散设备自动化系 统功能 编码器接口卡 RS422, 集电极开路, 推挽式, 可以: n 实现“0”速满转矩 n 提高速度和力矩精度 n 提高动态性能 I/O 扩展卡 n 逻辑输入 n 集电极开路, n 继电器输出 n PTC 输入 n 模拟输入 n 模拟输出 n 脉冲输入 通讯卡 n Fipio, n Ethernet, n Modbus Plus, n Prof

12、ibus DP, n DeviceNet, n Uni-Telway, n INTERBUS 连接到主流通讯网络 如果需要扩展I/O和其 它通讯网络 可以同时选用最多3块 扩展卡 通过自动化系统中简单 集成和优化成本双重受 益 Schneider Electric 19 - Control & Architecture - Name Date 信息 接受接受100. 清晰, 精确,图示化信 息 对话可根据对话者的 要求进行. 清晰清晰 显示8 文本和图形 5米外清晰可见. 6 种语言 中文、英语, 德语, 法语, 西班牙, 意大利 可以装载其它语言 简单简单 使用快捷功能键直接 访问在线帮助、

13、显示 参数最小和最大值 人性人性 导航按钮 仅一个手指就快捷和 灵活操作下拉菜单 自定义自定义 参数显示屏幕、 监视行、 创建用户菜单 等 Schneider Electric 20 - Control & Architecture - Name Date 无需精通即可配置无需精通即可配置! n 多 宏配置 已经内置 设计用于多种应用场合 n 起重 n 物料输送 n 一般应用, n 连接到通讯网络 n PID 调节器 n 主从. 易于修改. n 菜单结构, 分级菜单系统, 快捷功能键 即使对于特别的功能可简单和快速启动 简、易、精、智菜单简、易、精、智菜单 可以帮助你充分发挥ATV71的优势

14、并对电机进行保护 Schneider Electric 21 - Control & Architecture - Name Date 远程控制! PowerSuite 软件软件 为了设置, 调整 和配置ATV变频器 通过 Modbus,以太网, 调制解调器, 蓝牙 对设备保持监控 示波器功能 集成在ATV71中； 使用 PowerSuite Schneider Electric 22 - Control & Architecture - Name Date 更多内置服务 丰富而多变，通过 图形终端提供的服 务可以简化对设备 的设置和诊断 显示 输入/输出, 通讯等. 测试 变频器、电机、元件

15、 、输入/输出 . 服务信息 显示所有类型信息 电话号码, 特殊指示.存储于变频器 集成在变频器中的识别可简 化已安装板卡管理 Schneider Electric 23 - Control & Architecture - Name Date ATV71 H D75 N4 Z X S337 1- 产品系列 ATV71 = 三相异步电动机变器ATV71 2- 工艺方面的变化 H : 带散热器的标准产品 1234567 Schneider Electric 24 - Control & Architecture - Name Date ATV71 H D75 N4 Z X S337 3- 尺寸

16、该尺寸与电机功率相关联. 该项的前缀代表小数点的位置 0 = 0.1 U = 1. D = 10. C = 100. M = 1000. 4- 进线电压 M3 三相200-240V N4 三相380V-480V M2, 代表单相代表单相200-240V，不存在，不存在 有时可以将功率在有时可以将功率在0.37kW到到5.5kW之间的之间的M3产品降容使用在单相进线电源中产品降容使用在单相进线电源中 (功率大于功率大于HU40M3的产品应加输入电抗器的产品应加输入电抗器 ) 1234567 Schneider Electric 25 - Control & Architecture - Name

17、 Date ATV71 H D75 N4 Z X S337 5- 编程终端 结尾不带Z标识 - 标配可拆卸的图形显示终端, Z - 只有15KW以内的产品集成了7段式数码管 6- EMC滤波器 结尾不带X标识 - 内置A级EMC滤波器 X - 不带EMC滤波器 7- 适合恶劣环境的特制版本 结尾不带任何标识- 标准版本 S337 - 带防护涂层 这种特制的产品在订货号有这种特制的产品在订货号有Z的产品中不提供的产品中不提供 1234567 Schneider Electric 26 - Control & Architecture - Name Date ATV71 H D75 N4 Z X

18、S337 举例说明 : ATV71H075N4 - ATV71 0.75kW 380V-480V 3相 ATV71HD15N4Z - ATV71 15kW 380V-480V 3相，不带图形显示 终端 ATV71HU40M3 - ATV71 4kW 200-240V 3相 - ATV71 3kW 200-240V 单相 ATV71HC40N4S337 - ATV71 400kW 380V-480V 3相，带涂层 ATV71HD37M3X - ATV71 37kW 200V-240V 3相，不带EMC滤波 器 1234567 Schneider Electric 27 - Control & A

19、rchitecture - Name Date ATV71在垂直提升应用中的功能 制动控制逻辑 高速提升 负荷分配 主从控制 负荷称重和测量 制动接点控制 Schneider Electric 28 - Control & Architecture - Name Date 制动逻辑控制的概念 管理提升设备电磁制动释放和施加的顺序； 制动的释放和施加被连续精确控制： 任何情况下负载被维持而不会溜滑 保护制动器避免过度磨损 平滑地起动和停止负载 适用于垂直运动（提升，位能性负载）或水平运动 （行走，变幅，摩擦类负载） 可用于开环或闭环控制 可接受负荷重量信号用以最精确的释放 可接受制动接点信号以保

20、证安全抱闸 Schneider Electric 29 - Control & Architecture - Name Date 制动逻辑 - 描述 制动控制顺序 : 制动器的打开和抱闸 基于制动器打开的转矩 制动器打开和施加的频率 制动器的状态 (制动触点状态反馈) 制动器打开时的转矩控制: 转矩能通过参数被调节 (固定值或额外的称重) 对于上升和下降，它的值可以是不同的 制动器打开时的转矩方向可以是固定向上 给予一个电流上升斜坡去避免制动时的震动 假如转矩水平未达到制动将不被打开 Schneider Electric 30 - Control & Architecture - Name D

21、ate 制动逻辑 - 描述 制动释放频率和制动施加频率 目的是保证转矩控制模式转化为速度控制模式时转 矩稳定以保持负载； 制动释放频率 自动设置为电机的滑差频率，因为在开环的情况 下，滑差频率以上是可以保证输出力矩的 所以必须准确输入电机的额定转速从而获得准确 的滑差频率 制动施加频率 自动设置为电机滑差频率的两倍 其中考虑了克服负载的惯性 Schneider Electric 31 - Control & Architecture - Name Date 制动逻辑 - 描述 制动器反馈接点的控制功能 通过指定到一个逻辑输入口此功能可被激活 (BCI=Lix ) : 它控制制动器反馈点位置和制

22、动继电器命令的一致 性 可以用制动反馈触点来引导制动顺序，在这种情况 下，制动反馈触点相对于制动计时器优先 Schneider Electric 32 - Control & Architecture - Name Date 高速提升 描述： 当负载很轻或空载时，本功能可以实现运行周期的 优化 变频器运行于恒功率模式，在输出电流不超过电机 额定电流的前提下，使速度超过额定值 典型应用 : 天车的提升运动 起重机 绞盘 0 f max f nom f max 上升 f nom 下降 Schneider Electric 33 - Control & Architecture - Name Dat

23、e 高速提升的两种模式 “速度给定” 模式 : 最高允许速度由变频器以负载的函数计算 优势 : 速度斜坡保持线性 缺陷 : 称重需要时间 “电流限幅” 模式 : 上升时根据电机电流限制最高速度固定 下降时（发电机模式）本功能自动变为速度模式 优势 : 上升时无台阶式延时 超过额定转速以恒功率运行 额定转速以上不超过额定电流 缺陷 : 电流限幅使的速度斜坡非线性 只有在电动机象限才可用 Schneider Electric 34 - Control & Architecture - Name Date 高速提升速度给定模式 速度根据负载重量计算得到 速度限幅根据估算负载(转矩计算)获得 在电动机

24、象限:max speed = reference x FRS x f(COF, OTR) 在发电机象限:max speed = reference x FRS x f(COR, OTR) FRS 额定电机频率 OTR输出转矩 COF电动机象限的优化系数 (0-100%) COR发电机象限的优化系数 (0-100%) 在tOS期间, 若给定频率FRH减少到OSP以下, 则最高转速计算中止 若给定频率FRH 电机额定频率 (FRS) ,则频率输出被设定为FRH 但不 超过估算最高转速. Schneider Electric 35 - Control & Architecture - Name Da

25、te 高速提升电流限幅模式 仅在电动机象限有效 在发电机象限,模式自动转化为速度限幅模式 (HSO=SSO) 若输出频率 (RFR) 门槛 SCL : 速度给定为 FRH 电动机象限的电流限幅由参数 CLO 决定决定 发电机象限的电流限幅由参数 CLI, CL2决定决定 Schneider Electric 36 - Control & Architecture - Name Date 高速提升总计 实现简单 专用菜单 设置简单 无须外部传感器 性能优越 节约运行周期 经济解决方案 与提升功能兼容 Schneider Electric 37 - Control & Architecture -

26、 Name Date 负荷平衡 适用于两套电机机械同轴连接，各自由变频器控制，用此功能 取得良好的负载平衡. 应用类型 传送带 吊臂回转 起吊运动 转炉倾动 速度给速度给 定定 Schneider Electric 38 - Control & Architecture - Name Date 主从控制速度跟随 主变频电机的脉冲编码器输出连接到从变频变频器： 可以设定为脉冲给定的模拟输入口； 编码器卡； 作为脉冲给定 脉冲输入可被用做任何给定方式（速度给定，PI ,求和等运算） 模拟脉冲模拟脉冲 或编码器输入或编码器输入 f ref M 给定给定 AIx M 编码器编码器 主机速度调整主机速度

27、调整从机速度调整从机速度调整 Schneider Electric 39 - Control & Architecture - Name Date 主从控制转矩控制 主传动的一个设定为转矩模拟输出给从传动的模拟输入， 该模拟输入设定为转矩限幅限幅或转矩给定. 响应时间由模拟输出和模拟输入的响应时间决定 f ref MM 主机速度调节主机速度调节 从机转矩控从机转矩控 制制 速度给定速度给定 AIx 转距给定转距给定 Ao Schneider Electric 40 - Control & Architecture - Name Date ATV71的驱动性能 瞬态过转矩能力 (+/-10%)

28、60秒：秒：170% 到到 220% 额定转矩额定转矩 (取决于电机和变频器功率取决于电机和变频器功率) 2秒：秒：220% 额定转矩额定转矩 (典型值典型值) 最大瞬态电流 60秒：秒：150 % 电机额定电流电机额定电流 (典型值典型值) 2秒：秒：165 % of 电机额定电流电机额定电流(典型值典型值) 开环控制 闭环控制 Schneider Electric 41 - Control & Architecture - Name Date ATV71的驱动性能制动转矩 不带制动电阻时：不带制动电阻时：30 % 的电机额定转矩的电机额定转矩 (典典 型值）型值） 带制动电阻时带制动电阻时

29、 : =90 kW =200kW （选配标准制动单元）选配标准制动单元）: 88% 的电机额定功率，的电机额定功率，占空比为占空比为50% 150% 的电机额定功率，的电机额定功率，占空比为占空比为5% 制动单元 Schneider Electric 42 - Control & Architecture - Name Date ATV71制动电阻的选配最小阻值 M ATV71 160KW （ATV71C16N4）以内）以内 的产品全部内置制动单元的产品全部内置制动单元 PBPA L2 L3 L1 PO (+) PC (-) 允许最小制动电阻 (Ohms) 0.751.52.256 3434 5.523 7.519 1112 1518.57 223013.3