安川变频器在起重行业的应用

主要内容一、概述变频器的发展历史

二、变频器的工作原理

三、变频器的安装要求四、变频器配线

五、变频器试运行六、变频器参数七、特殊功能

八、变频器及选件选型

九、调试操作规程

十、注意事项

一、概述变频器的发展历史

在70年代，变频器的理论成熟，70年代末开始形成产品在市场销售。随着电子电流变技术的高速发展，变频器在工业中的应用越来越普遍。那时价格比较昂贵，用户一般难以接受。当时以节能为目的而主要用在风机水泵类负载上。90年代后，变频器已经开始在中国大规模应用开来。应用也不再于变频器节能的应用，在传动控制系统中应用更加普遍。可以这样说：只要有电机的地方，就有可能用到变频器。像定子调压调速、滑差调速、直流调速等在好多地方都已改成变频调速了。88年在国内市场有单机销售，到90年代中期各家变频器生产厂家陆续进入国内市场。其中安川变频器90年代初期进入中国市场，并且在整个亚洲和中国市场占有较大份额。

二、变频器的工作原理1、变频器调速控制方式

2、V/F控制原理3、变频器的基本构成4、变频器的分类

1、变频器调速控制方式U/F控制矢量控制DTC控制2、V/F控制原理

异频电机的同步转速n=60f/p

轴转速n=60f/p(1-s)

电动势U=E=4.44FN￠在基频以下调速，为了保持电动机的负载能力，应保持气隙主磁通￠不变，￠=kU/F，因此U/F=常数。这种控制方式又称为恒磁通变频调速，属于恒转矩调速方式。3、变频器的基本构成

变频器分为交-交、交-直-交两种形式。交-交变频器可将工频交流直接转换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器。而交-直-交变频器则是先将工频交流电通过整流器变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可控制交流电，又称间接式变频器。 目前市场上以交-直-交变频器为主。它主由整流器、中间直流环节、逆变器、控制电路构成。4、变频器的分类按型号：G7、F7、V7、J7系列按过载能力：轻载型（风机水泵型120%过载）、标准型（通用型150%过载）。按控制方式：无PG的V/F控制、带PG的V/F控制、无PG的磁通矢量控制、带PG的磁通矢量控制。按功率：400V级0.4KW~300KW200V级0.4KW~110KW。防护等级：柜内安装型（IP00），封闭壁挂型（IP20）。按DC电源：电压型（电容储能）、电流型（电感储能）。三、变频器的安装要求安装在无油雾，尘埃，清洁的场所，或安装在全封闭形，浮游物不能浸入的柜箱内。请安置在金属粉末，油，水等不能浸入变频器内部的地方。请勿安装在木材等易燃物上面。请安装在无有害气体及液体的地方。请安装在振动少地方。请安装在盐分少的地方。请勿安装在阳光直射的地方。为了不使变频器冷却效果降低，最好纵向安装，并确保变频器的上下左右留有足够的空间。上下120mm，左右30mm。四、变频器配线1、主回路 电源线、电机线、制动单元、接地线。 电源保护断路器的容量按变频器额定输出电流的1.5~2倍选择，动力线最好用屏蔽动力缆。电缆尺寸的选型要考虑电压降，电线的使用电压应在额定电压的2%以内，电压降（U）=√3X电线电阻（Ω/Km）X接线距离（m）X电流（A）X10-3。2、控制回路 DI、D0、AI、AO、PI、PO、RS485、扩展卡，采用屏蔽线或特殊线。★12个DI。S1、S2为正反转，S3~S12可自定义。★6个DO。1个故障接点，1个多功能接点输出，接点容量AC250V，DC30V1A以下。4个晶体管开路集电极输出，容量DC48V50MA以下。★3个AI。

接收0-10V、4-20MA输入。★2个AO。-10V~10V输出。★1个PI。

接收脉冲指令输入。0-32KHz（3KΩ）。★1个P0。接收脉冲指令输出。0-32KHz（2.2KΩ）。3、外形尺寸

3、外形尺寸五、变频器试运行

变频器在投入电源之前，一定要确认以下项目：电源电压是否正确电机绝缘测试，电机线确实接在变频器输出端。控制回路端子全部外于OFF状态电机是否在空载状态操作面板是否插牢上电后，操作面板显示正常。没有故障代码，故障指示灯灭。试运行时可用面板操作变频器。在操作面板上一般都有REM/MOT切换键，先选择面板操作，然后给定一个合适的频率值，就可启动变频器了。六、变频器参数

变频器能否正常工作，与配置正确的参数分不开。设定参数是调试变频的核心。配置哪些参数，不同变频器有不同的参数。但是，我们只要了解了所要配参数的含义后，找到不同变频器对应的参数，即可完成参数的配置。所以，我们可以这样认为：只要你会调试一个品牌的变频器，那么其它品牌的变频器只要有说明书，都能配置出合适的参数来。区别仅在于参数代表的符号不同和用操作面板改写设定参数时操作方式不同。1、出厂值参数2、设定控制方式3、输入电机参数

4、设定连接外部控制端子对应参数。主要DI，DO，AI，AO5、设定所需报警保护参数使能，电子热保护，输入输出缺相保护6、优化变频器工作性能的参数：加减速时间，转矩提升，停止制动，失速防止7、其它参数：如系统参数七、特殊功能超群的力矩性

超群的响应性

精确的力矩限制

快速速度搜索

三电平控制方式

DWELL功能

多种V/F曲线控制

八、变频器及选件选型变频器选型

变频器的选件

1、制动单元

2、制动电阻

3、输入电抗器

4、输出电抗器5、PG反馈卡

变频器选型

主要根据变频器能提供的额定输出电流及带负载能力来确定变频器容量的。对于主、副钩的变频器，其容量按电机额定电流的1.4~1.7倍选择。对于多台电机供用一台变频器拖动时，如大、小车机构，一般根据各电机额定电流之和的倍系数（如1.1-1.5）来确定变频器额定输出电流。变频器的选件

1、制动单元 三种规格：CDBR-4030B、4045B、4220B，最小阻值分别为20Ω、13Ω、3.5Ω。2、制动电阻 主、副钩的制动功率一般按变频器的额定容量的0.4-0.5倍配。 大、小车的制动功率一般按变频器的额定容量的0.3-0.35倍配。 车速越快，越频率高，放大系数也越大。变频器的选件3、输入电抗器 改善电网侧的电压波动而产生的电流冲击及高次谐波对变频的干扰。4、输出电抗器 三电平控制方式应用于400级通用变频器，使变频器的输出电压接近正弦波。彻底解决了冲击电压造成的电机绝缘损伤、轴电压造成的电机主轴电腐蚀问题。因此即使无浪涌抑制滤波器，通用电机和已能安心使用变频驱动器。变频器的选件大幅度减低了漏电流噪音。原则上不用加输出电抗器就可满足要求。如果电机与变频器之间的距离非屏蔽线超过150M，非屏蔽线超过100M则要加装输出电抗器。5、PG反馈卡 有四种规格：PG-A2、PG-B2、PG-D2、PG-X2。 PG线的接线长度定在100M以下。

九、调试操作规程

1、电气安装结束后，送电前要仔细检查线路连接是否正确。

A、电源线和电机接线是否正确，电源进线接端子R、S、T，电机线接U、V、W,要确保电源线和电机线对地严格绝缘，否则将烧坏变频器。

B、检查变频器和制动单元以及制动电阻之间的连线是否正确，是否存在接地现象，以及是否存在接地隐患，这是起重行业最常见的错误现象，也是损坏变频器最直接的原因。

C、制动单元拨码插片一般为415V，电平检测为Master,从制动单元电平检测为Slave,主制动单元的端子5、6要和从制动单元的端子1、2连接起来，以确保能量分配均匀。九、调试操作规程

D、查制动单元容量和制动电阻Ω姆值是否配置合理。2、制动单元和制动电阻的选型在参考安川变频器资料的基础上，还要考虑到起升机构和平移机构的差异，以及速度快慢的不同，由于起升机构在下降制动过程中要把动能以及部分势能通过制动电阻释放掉，为安全期间，起升机构的制动功率一般要选为变频器功率的一半左右；平移机构的制动功率一般参考安川资料即可。九、调试操作规程3、线路检查无误后，按照图纸设计原理依次给控制回路送电，如果设计有PLC，用操作台做实验看PLC的输入和输出点是否正确，抱闸打开是否正确。4、变频器送电后检查三相电源数值是否正常，电压偏差是否在10%之内，在实施对起升机构自学习时要确保起升机构抱闸必须打开，可以手动松开抱闸，也可以设置参数把抱闸打开，自学习时原则上要对电机进行完全无负载自学习，以确保精确识别电机性能，若带负载自学习将不能保证精确识别电机系数，变频器有可能会出现错误检测，如近段时间出现的VCF故障就是这种情况造成的。九、调试操作规程5、如果自学习不能通过，在无法排除的情况下把经验数据及电机准确数据输入变频器。6、根据设计图纸的要求把参数输入变频器，经核对参数无误后在连动台上先低速后高速观察变频器运行情况，是否和设定多段速相一致。若不一致要仔细检查参数设置多段速组合是否正确。仔细观察抱闸打开瞬间输出电流值和力矩指令的情况，看抱闸打开瞬间的电流值和力矩指令数值高于额定电流和额定力矩多少。在反转下降时看制动单元是否处于工作状态。九、调试操作规程7、在带载实验时要确保抱闸打开时有足够的静力矩，在打开瞬间保证重物不会下滑，重物下降回零位时制动单元和制动电阻能否正常释放能量，多次实验看系统工作是否正常。8、参数设置步骤一恢复出厂值 参数设定值备注 A1-032220出厂时设定的初始化 步骤二系统设置 A1-00 0 英语 A1-01 2 高级参数 A1-02 2 无PG矢量控制九、调试操作规程

参数设定值备注 B1-01 0 数字操作器 B1-02 0 数字操作器 B1-03 0 减速停车 E1-01400V设定输入电压 E1-04 50HZ 最高输出频率 E1-05 380V最大输出电压

E1-06 50HZ 基准频率 E1-09 0~2HZ 最低输出频率九、调试操作规程步骤三电机自学习 参数设定值备注 T1-01 0 旋转形自学习 T1-02 XX 电机输出功率 T1-03 XX 电机额定电压 T1-04 XX 电机额定电流 T1-05 XX 电机基准频率 T1-06 XX 电机极数 T1-07 XX 电机额定转速 设定过之后再按下上升键，将会出现自学习运行提示，这时按下运行键RUN即可。

九、调试操作规程步骤四运行命令 参数设定值备注 B1-02 1 控制回路端子步骤五 多段速 参数设定值备注 D1-01 5HZ 一速频率 D1-02 20HZ 二速频率 D1-04 35HZ 三速频率 D1-08 50HZ 四速频率 H3-05 1F 模拟量无效 H3-09 1F 模拟量无效

九、调试操作规程步骤六加减速时间

C1-015~10S 加速时间 C1-021~3S 减速时间步骤七抱闸 H2-015 频率检出（端子M1、M2） L4-011.0~3HZ频率检出值 L4-020HZ 频率检出幅步骤八力矩补偿 C4-011.0 力矩补偿增益十、注意事项1、变频器必须可靠接地。三相按C种接地（接地电阻10