2.1 MM4系列变频器快速调试前的工作
2.1.1 了解变频器所带动电动机的基本参数
图2-1所示为变频器所带动的电动机及其铭牌参数(以西门子公司标准电动机为例)。
图2-2所示为跟电动机铭牌参数息息相关、且能从铭牌获取数据的变频器参数格式。
2.1.2 了解变频器的停车功能
变频器停车主要有以下几种方式:OFF1、OFF2和OFF3。
1)OFF1为默认的正常停车方式,用端子控制时,它与ON命令是同一个端子输入,为低电平有效。变频器按P1121中设定的时间停车。是从P1082中设定的最大频率下降到0Hz的时间。
2)OFF2为自由停车方式。当有OFF2命令输入后,变频器输出立即停止,电动机按惯性自由停车。
3)OFF3为快速停车方式。其停车时间可在参数P1135中设定;当然也是从最高频率到0Hz的时间。
OFF2、OFF3命令也是低电平有效,所以接线时应注意接点形式。
OFF2、OFF3常被用在特殊需要的场合;OFF2可用于紧急停车等控制,还可应用在变频器输出端有接触器的场合。
图2-1 变频器所带动的电动机及铭牌参数
图2-2 电动机相关的参数
请注意:变频器运行过程中,禁止对其输出端接触器进行操作。如确需切换时,可利用OFF2停车功能。就是说接触器闭合后,方可起动变频器;打开接触器之前必须先用OFF2命令停止变频器输出,且经过100ms时间方可打开接触器;OFF3可在需要不同的停车时间等场合应用,即用OFF1作常规停车,用OFF3作快速停车。
2.1.3 了解变频器的制动功能
MM4系列变频器提供了直流制动、复合制动及动能制动等多种制动方式。
1.直流制动
该方式是在电动机定子中通入直流电流,以产生制动转矩。因为电动机停车后会产生一定的堵转转矩,所以直流制动可在一定程度上替代机械制动。但由于设备及电动机自身的机械能只能消耗在电动机内,同时,直流电流也通入电动机定子中,所以使用直流制动时,电动机温度会迅速升高,因而要避免长期、频繁使用直流制动。直流制动是不控制电动机速度的,所以停车时间不受控。停车时间根据负载、转动惯量等的不同而不同;直流制动的制动转矩是很难实际计算出来的;直流制动需要设置的参数为P1230~P1234。
需要注意的是,使用同步电动机时,不能使用直流制动。
2.复合制动
该方式是将OFF1的停车方式同直流制动的方式相结合的制动方式(见图2-3),这样既保证了转速受控,同时也实现了快速停车。但应注意复合制动不能用于矢量控制。
图2-3 复合制动的工作原理
3.动能制动
该方式是一种能耗制动,它将电动机运行在发电状态下所回馈的能量消耗在制动电阻中,从而达到快速停车的目的。当变频器带大惯量负载快速停车,或位能性负载下降时,电动机可能处于发电运行状态,回馈的能量将造成变频器直流母线电压升高,从而导致变频器过电压跳闸。所以应该安装制动电阻来消耗掉回馈的能量。
75kW以下MM440均内置了制动单元(就是斩波器),可直接连接制动电阻,如图2-4所示;90kW以上需外接制动单元后方可连接制动电阻。
图2-4 75kW以下MM440的制动电阻接法
选择正确的制动电阻是保证制动效果并避免设备损坏的必要条件:首先要计算制动功率并绘制正确的制动曲线;再根据制动曲线确定制动周期及制动功率;根据所确定的制动功率及制动周期,同时参考电压、阻值等条件选择合适的制动电阻。
不过需要用户注意的是,所选制动电阻阻值不能小于选型手册中规定的数值,否则将直接造成变频器损坏。这在电阻选型时应予以说明。有时候制动功率不好确定,或为了确保安全,可以选择制动功率较大的电阻。
图2-5 制动周期的理解
西门子标准传动产品提供的MM4系列制动电阻均为5%制动周期的电阻,所以在选型时应加以注意;制动周期在参数P1237中选择。同时应将P1240设置为0,用以禁止直流电压控制器。
制动周期可以按照如下理解:5%制动周期就意味着制动电阻可以在12s内消耗100%的功率,然后需要冷却228s。如图2-5所示,tON/t总=5%。
当然,如果制动的时间小于12s,或者消耗的功率低于100%是另外一种情况,变频器会计算制动电阻的i2t。如果制动周期大于5%,MM440允许设置较高的制动周期,但实际上很难精确地计算出制动的情况。比如说,一台变频器每分钟制动5s,制动功率为50%。在这种情况下,一般建议选择比理论计算稍大一些的电阻,同时在参数P1237中相应地设置高一些的制动周期,见表2-1。
表2-1 P1237设置的制动周期值及其含义
【例】 假设一台7.5kW变频器,需要每分钟制动5次,每次2s,制动功率为50%。相当于240s内制动40s,而50%的制动功率折算到时间上就是20s。于是可以这样计算制动周期:20/240>>8%,所以折算后的制动功率为625W,于是选择750W的制动电阻,同时在P1237中设置制动周期为10%,即P1237=2。
2.1.4 复位为出厂时变频器的默认设置值
为了把变频器的所有参数复位为出厂时的默认设置值,需使用BOP或AOP或通信选件,按下面的数值设置参数:
1)设置P0010=30;
2)设置P0970=1。
整个复位过程约需3min才能完成。