以升降变频器为例:
电机铭牌参数为: 型号SEW-DRS180S4带制动器
频率:50Hz;转速:1460rpm;电压380V/delta;功率:16KW;电流:32.***,功率因数:0.84
变频器铭牌参数:型号ATV320D15N4B
标定功率:15KW;标定电压:400V(380…500V);额定输出电流:33A;***大瞬时输出电流49.***
配用制动电阻:28欧/1.5KW/690V
电机制动器由变频器晶体管输出LO+-LO-通过继电器控制。
电机带载货台(属于带载状态),现PLC尚未导入程序,不能自动控制。
根据原来的参数表,变频器手动启动,不管是上升还是下降,还没等制动器打开,变频器稍瞬即报TJF(IGBT过热故障),用肉眼无法观察电流。
TJF故障,即IGBT过热故障,是指变频器的输出IGBT晶体管的PN结报过热。IGBT的PN结的温度是无法通过温度传感器测量的,而是在变频器内根据既定的算法,根据变频器的输出瞬时电流,依据时间,结合开关频率计算出来的,当它超过一定门槛值,报IGBT过热。注意,这是一个计算值,我们不需要了解结果是多少报警,但是肯定是瞬间电流过大引起的。这个电流不一定是有效值,也可能是瞬时值积累了很短的时间。也就是说,报TJF,肯定是有瞬间过流的现象发生。解决的方案是限制启动电流。
在制动控制逻辑中,在建立力矩和制动器释放之前,需要预先对电机励磁,这是电机建立转矩的前提。这个理论我们不多说,但是根据手册说明,这个电流是会超过电机额定电流的,具体到多大,可能与电机的规格有关。这个励磁电流的性质,不是规则的交流,显示往往不准确。比如上述电机,额定电流电流32.***,在没有限制的情况下,可能会超过50A。因为变频器的瞬时过载电流是49.***, 只能想象,变频器报了故障TJF,瞬时电流应该是超过了这个值。如果励磁顺利的话,在变频器的显示画面上会短时显示FLU的状态。
看到这个现象之后,我调整了几个参数:1)低频提升bOA出厂默认为DYN(动态),我将其设置为nO(关闭);2)电流限幅CLI默认为变频器的***大瞬时电流49.***, 我将其设置为4***;3)制动单元动作阈值默认为820V,我将其设置为698V(这是ATV320变频器能够设置的***小值)。4)制动逻辑控制参数。
这样设置后,马上就可以正常运行了。启动时能看到 FLU(预励磁)的显示,可以按照既定的斜坡加速稳速减速停机。
我用SOMOVE软件通过变频器的串口记录了启动曲线
图示为变频器的斜坡后给定频率(FRH),输出频率(SRFR,未经过滤波),电机电流(SLCR,未经过滤波)的值。
为了避免描述不清楚引起误会,我们只看运行电流SLCR,在接到运行命令之后,确实经过了一个预励磁的过程,持续了0.15秒的时间,期间电流达到电流限幅4***。稳速之后,这个电流大约有18A。
从电流看,把电流限幅设置为40A也是没有问题的。
其实设置电流限幅,在去年我曾经提过建议。在河南焦作佰利联现场,我曾经监控变频器报IGBT过热报警的指标,发现电流限幅对IGBT过热报警有显著的影响,当时建议把电流限幅设置为电机额定电流的1.3倍以避免IGBT过热报警积累多了造成IGBT模块烧坏(SCF4)。
当时也写了详细的报告,一并附上。
另外,关于升降和DI1,DI2的对应关系,我仍然建议一定要DI1激活对应于上升,DI2激活对应于下降,如果不是这样的话要调换变频器出现相序。这样做的目的是跟制动控制逻辑参数配合,保证不管是上升还是下降,松开制动器之前电机预产生的力都是向上的。相序反的话会导致松开制动器瞬间会有震动的感觉。
还有,ATV320变频器是供应全球市场的,它的额定电源电压是380V…500V,还有-15%...+10%的容忍度,也就是***高允许交流进线电压为550V,这样整流到直流母线的电压为其峰值(乘以根号2),即777V。所以变频器投入制动电阻的电压,即制动单元打开的电压,以及报过压的电压都要超过这个值,出厂默认是820V。但现在选用的制动电阻的额定工作电压是690V,可能是根据日系变频器或国产变频器配的(电阻厂家的西关),820V电压对这个电阻有一定考验,所以要把变频器内的制动单元动作电压设置为能设置的698V,以避免制动电阻和制动单元被烧坏。我估计以前变频器制动单元直通(短路)有可能是这个原因。当然***好制动电阻选型时考虑耐压值更高的制动电阻。
顺便看一下行走电机和行走变频器:
电机铭牌参数为: 型号SEW-DRS160M4带制动器
频率:50Hz;转速:1460rpm;电压380V/delta;功率:12KW;电流:25.0A,功率因数:0.82
变频器铭牌参数:型号ATV320D11N4B
标定功率:11KW;标定电压:400V(380…500V);额定输出电流:27.7A;***大瞬时输出电流41.6A
也用软件录了波形,
北京某公司新安装的仓储线采用 ATV320变频器作为堆垛机载货台的升降和行走,电机功率分别为16KW和12KW,分别由ATV320HD15N4B(380-500V/15KW)和ATV320HD11N4B(380-500V/11KW)变频器驱动。
在没有改变电流限幅的情况下,制动器释放之前的预励磁电流为37A左右,未超过变频器***大瞬间输出能力41.***.但也建议将电流限幅设置为3***。不作详细分析了。
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