变频器新技术交流讲座(3)

欢迎各位参加EV2000变频器技术交流会EV2000－变频技术之大成艾默生领先技术与中国市场需求给合的产物前言——概述艾默生公司新一代变频器，输出频率可达650HZ，运行速度可达39000rpm采用TI公司新一代低压超高速电机专用DSP控制芯片,体积小，容量高，速度快能够实现高转矩、高精度、宽调速驱动优越的防跳闸性能，对恶劣电网、高温、超湿和粉尘有较强的适应能力，极大提高产品可靠性丰富的用户接口和强大的可编程能力，大大丰富了变频器的应用体贴现场客户的防接错设计，可一定程度防止因接错线而造成的接口损坏内置多种现场工艺设计，结合用户需求，成功实现客户个性化需求和行业性需求有机融合环保化设计，充分满足用户的低噪音、低电磁干扰的环保要求，75KW以上标准配置直流电抗器新技术——汇总在通用变频器中采用了高性能变频器普遍使用的电机参数自整定技术，有效的提高变频器的性能成功应用磁通电流控制技术，实现低频高起动转矩采用直流母线电压控制技术，有效防止泵升效应，即使没有制动组件，也能避免过压跳闸采用转矩电流控制技术，实现自动限流（挖土机特性），保证不跳闸采用精确滑差补偿功能，保证速度永远恒定采用过调制技术，提高电压利用率，满足供电电压偏低或重载场合采用3相+2相混合调制技术和智能载波自适应技术，实现全载波范围和全调速范围内最佳的噪音与温度控制采用最新AVR技术，实时调整变频器输出电压，保证电机供电电压恒定新技术——转矩补偿控制

EV2000变频器根据不同负载状态补偿定子压降来对磁通进行补偿，根据负载电流的增加，调整变频器输出电压，保持电机磁通在合理水平上，从而提高电机运行的输出转矩。EV2000采用独特的控制方法，既保证了低速运行时的稳定性，同时又保证了对负载变化的准确快速响应结合转差补偿控制，十分有效地提高了驱动系统低频转矩特性。加入转差补偿控制后，系统在高低速均获得满意的性能，额定负载范围内实测稳速精度达到额定速的0.5%；特别是在低速运行时，系统转矩输出大为增加，当电机运行设定速度指令为0.5Hz时，实际输出转矩可达150%额定运行转矩（加入转差补偿控制）。新技术——电机参数自整定技术引入高性能变频器采用的电机参数自整定技术

静止整定：1、精确转差控制，适合负载不可拆卸、不便于进行旋转整定的场合（比如电机无法与负载脱离）。只要正确输入电机铭牌参数（FH.00～FH.02），电机无须旋转即可学习出电机的有关参数。2、对电机控制性能要求不高的场合，也可以不进行整定，直接输入电机铭牌参数，变频器自动将参数FH.02～FH.07设置为相应值。旋转整定：高动态响应控制，要求必须拆除电机负载进行整定，在起动自整定前应确保电机处于停止状态，否则自整定不能正常进行；

新技术——电机参数自整定技术FH.00电机极数2～14FH.01额定功率0.4～999.9kWFH.02额定电流0.1～999.9AFH.03空载电流I00.1～999.9AFH.04定子电阻%R10.00%～50.00%FH.05漏感抗%X0.00%～50.00%FH.06转子电阻%R20.00%～50.00%FH.07互感抗%Xm0.0%～2000%FH.08额定转差频率0.00～20.00Hz新技术——电机参数自整定技术开始旋转整定否结束测定转子电阻FH.06静止整定测定定子电阻FH.04静止整定测定漏感抗FH.05静止整定测定互感抗FH.07旋转整定测定空载电流FH.03旋转整定参数整定否电机额定电流FH.02电机铭牌电机极数FH.00电机铭牌电机额定功率FH.01电机铭牌FH.09=1、2并起动变频器FH.09=0YY新技术——电机参数自整定技术R1、X1l、R2、X2l、Xm、I0

分别代表：定子电阻、定子漏感抗、转子电阻、转子漏感抗、互感抗、空载电流。功能码FH.05为定、转子漏感抗之和。新技术——电机参数自整定技术感抗（漏感抗或互感抗）计算公式：X：相对于基本频率的定、转子漏感抗或互感抗之和（折算到定子侧）；V：额定电压；I：电动机额定电流电阻（定子电阻或转子电阻）计算公式：R：定子电阻或折算到定子侧的转子电阻实际值；V：额定电压；I：电动机额定电流新技术——电机参数自整定技术调谐前，电机的额定频率和额定电压由F0.06和F0.07决定当设定FH.09为2进行旋转整定时，电动机按照设定的加速时间（F0.10）加速至三分之二基本频率进行互感抗和空载电流的整定，再按照设定的减速时间（F0.11）减速，故总的整定时间和设定的加减速时间有关在自整定过程中若出现过流、过压故障，可适当调整加减速时间如果无法进行自整定，但已知道准确的电机参数，此时可先输入电机铭牌参数（FH.00～FH.02），然后按照电阻和感抗的计算公式输入对应计算值（FH.03～FH.07）自整定不成功，变频器报E024在任何控制方式下，都可以进行自整定，无须键盘方式新技术——电流限定自动限流功能是通过对负载电流的实时控制，自动限定负载电流，以防止电流过大而引起的故障跳闸，非常适用于负载波动较大或变化剧烈且不允许停机但对速度精度要求不高的场合传统控制方法进行限流控制无法避免跳闸，如过流失速。EV2000通过恒定磁通电流和频率自适应组合控制，达到真正限流免跳闸，即使很重的负载加到电动机上，变频器总能控制电流，使之保持在最大设定的可能值上，电机可以发出最大设定的力矩，特性类似挖土机，又称挖土机特性变频器在加减速阶段，电流限定功能自动有效，在恒速运行中，如出现负荷过大超过限流点时，变频器通过自动降频达到限流的目的，从而实现无跳闸运行。对于一些不允许速度随意变化的场合要慎用该功能，特别是恒速有效。在自学习加减速中，采用电流限定功能能将快速和稳定相结合，实现系统的平稳工作。新技术——电流限定假设变频器初始运行频率为f3，当负载过大引起电机定子电流超过设定限制值时，限流动作，变频器输出频率快速降为f2；由于电机转速不变，电机瞬时滑差降低，输出电磁转矩低于负载转矩，之后电机转速进一步降低，在负载作用下滑差增加，电机定子电流再次到达限值时，频率调节再次动作，电机输出频率降为f1。依次往复，形成右图所示的锯齿状运行特性曲线，输出电流保持在限制值以下

新技术——电流限定FL.07自动限流水平范围：20.0～200.0%【150%】FL.08限流时频率下降率范围：0.00～99.99Hz/s【10.00Hz/s】FL.09自动限流动作选择范围：0～1【1】新技术——电流限定自动限流水平（FL.07）定义了自动限流动作的电流阈值，其设定范围是相对于变频器额定电流的百分比。限流时频率下降率（FL.08）定义了自动限流动作时输出频率调整的速率，FL.08过小，则不易摆脱自动限流状态而可能最终导致过载故障；若FL.08过大，则频率调整程度加剧，变频器可能长时间处于发电状态导致过压保护。自动限流功能在加减速状态下始终有效，恒速运行时自动限流功能是否有效由自动限流动作选择（FL.09）决定。FL.09＝0表示恒速运行时，自动限流无效；FL.09＝1表示恒速运行时，自动限流有效。在自动限流动作时，输出频率会有所变化，所以对要求输出频率较稳定的场合，不宜使用自动限流功能。

新技术——直流母线电压动态控制技术抑制母线电压升高（680V）,防止变频器过压跳闸。即使不用制动单元，也不会跳闸，类似TD3000，但在恒速时仍有效。当制动单元在用时，使用本功能将影响制动效果恒速－减速－恒速F2.13=1新技术——直流母线电压动态控制技术该功能通过调整实际输出频率来有效地控制变频器运行过程中母线电压基本保持恒定。以减速为例，当减速过快引起母线电压快速泵升时，系统将自动降低减速速率，从而维持母线电压在一定值上，防止过快减速引起过压跳闸。如右图所示，设定曲线为AB，实际频率变化曲线为ADEC。

该母线电压控制在外部制动单元有效时不动作，若过压失速无效，该控制功能同样不动作。

新技术——PWM过调制技术在低电网电压（额定电压-15%以下）、长期重载或冲击负载的场合，变频器的直流母线电压将比正常值偏低，导致输出电压和电机出力下降，电流升高，此时采用PWM过调制技术，可有效提升输出电压，提高母线电压的利用率与传统正弦调制相比，使用过调制功能后，可提高电压利用率10%以上过调制功能起作用时，电机转矩增加，同时输出电流谐波会略有上升F9.11=1载波频率根据散热器温度自动调节，温度高时自动降载频，否则自动升频能够智能动态适应负载特性，实现带载能力和载波频率最佳均衡控制载波范围：0.7K

~15K自动调整时的最高载频将小于F3.10（载波频率）新技术——智能载频自适应技术fkmaxfkminfk(KHz)t轻载100％负载重载温度F3.11=1新技术——数字频谱均衡技术智能识别电机噪声频谱，采用独特的频谱均衡技术，均衡电机噪声EV2000在低载频段时，采用了柔性PWM控制，通过改变输出PWM的频谱分布，特别是降低人耳敏感区域的能量分布，实现电机运行噪声的音调控制，满足低噪音的环保要求载频6K以下有效F3.12=1新技术——

PWM混合调制技术EV2000综合考虑了变频器运行损耗、电机运行噪音及稳定性等多方面要求，将经典的三相调制SVPWM（任意开关周期内有三相开关）与改进的二相调制SVPWM（任意开关周期内仅有两相开关）完美地结合在一起，实现低噪音、低损耗、高稳定性运行。自动根据运行载波频率和运行频率有效控制IGBT的开关次数有效抑制高载波温升和电流振荡在加速过程中电流振荡抑制电流振荡抑制新技术——

AVR功能当输入电压偏离额定值时，通过调整调制比，保持输出电压恒定，尤其在输入电压高于额定值时减速过程中如AVR功能选用，减速将平稳，电流小，免跳闸，否则：减速电流大，冲击大，易跳闸AVR有效时，减速时间偏长但稳定可靠，如对减速无特殊要求，尽量选用AVRF3.06AVR功能范围：0、1、2【2】0：不动作1：一直动作2：仅减速时不动作AVR即自动电压调节。新技术——振荡抑制VVVF开环系统中存在固有的不稳定性，

在某些运行频段，特别是半基频附近（20Hz~30Hz），易出现持续振荡至跳闸。在空、轻载运行情况下，这一问题尤为突出，限制了此类开环系统的运行调速范围。

VVVF系统中的振荡特性与电机定子电阻、瞬态漏抗的大小有关，并与逆变回路的死区时间设置存在密切的关系。常规的VSI驱动VVVF系统中，死区时间内一相上下桥臂均处于关断状态，负载侧能量向主回路电容侧回馈，因此稳定运行时仍然存在有功及无功能量的波动。这一波动导