变频器工程案例精讲
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1.3  安川1000系列变频器

1.3.1 安川1000系列变频器概述

安川是业内知名的变频器供应商,推出了首个商用化三电平变频器G7系列,最新1000系列变频器则是G7/F7等系列之后的新款。

(1)A1000变频器

安川A1000变频器具有超群的电机驱动性能,实现了所有电机的控制,不管是感应电机还是同步电机都可以通用,可以通过参数设定,切换感应电机和同步电机;它具有全新的转矩特性,即使无传感器也能做到零速高转矩。图1-30(a)为A1000变频器外观。

图1-30 安川1000系列变频器外观

安川A1000变频器是功能高度融合的电流矢量控制通用变频器。其容量范围:200V级 0.4~110kW ;400V级 0.4~355kW 。它的应用领域为升降机械、流体机械、金属加工机械、搬运机械等。

(2)H1000变频器

安川H1000变频器为重负载变频器,其容量范围为400V级 0.4~560kW,广泛适用于升降机械、卷绕机械、金属加工机械、搬运机械等。

(3)J1000变频器

安川J1000变频器为小型、高可靠性通用变频器,其容量范围:200V级0.1~5.5kW;400V级0.2~5.5kW。图1-30(b)为J1000变频器外观。

(4)V1000变频器

安川V1000变频器为小型通用矢量变频器,其最大功率可达18.5kW 。图1-30(c)为V1000变频器外观。

(5)L1000A变频器

安川L1000A为电梯专用变频器,融合了高性能电流矢量控制和绝对值编码器的应用,实现高性能无传感器的启动转矩补偿功能,使电梯乘坐更加舒适。无论是驱动感应电机还是驱动同步电机都能进行停止形自学习,内置电梯专用时序,可拆卸式端子盘,使得调试、维护更加简单方便;同时具有自动转矩提升功能,满足电梯各种过负载试验。

1.3.2 安川A1000变频器的控制模式

使用A1000 变频器,可从七种控制模式中选择符合要求的控制模式(表1-8和表1-9),主要应用于感应电机和永磁同步(PM)电机。每一种控制模式下都有相对应的参数设定、主要用途、PG选购卡、速度控制范围、速度控制精度、速度响应、启动转矩等。

表1-8 A1000变频器应用于感应电机的控制模式

控制模式

无PG V/f控制

带PG V/f控制

无PG矢量控制

带PG矢量控制

控制对象电机

感应电机

参数设定

A1-02=0

A1-02=1

A1-02=2(出厂设定)

A1-02=3

基本控制

V/f控制

带有利用PG进行速度补偿的V/f控制

无PG电流矢量控制

带PG电流矢量控制

主要用途

所有变速用途,尤其是多电机用途(1台变频器上连接多台电机的用途)

机械侧用PG的高精度速度控制

所有变速电机,电机侧无PG时需要高性能、高功能的用途

电机侧带PG的超高性能控制,例:高精度速度控制、转矩控制、转矩限制

PG选购卡

不需要

需要(PG-B3或PG-X3)

不需要

需要(PG-B3或PG-X3)

基本性能

速度控制范围

1∶40

1∶40

1∶200

1∶1500

速度控制精度

±(2%~3%)

±0.03%

±0.2%

±0.02%

速度响应

约3Hz

约3Hz

10 Hz以上

50Hz以上

启动转矩

150%/3Hz

150%/3Hz

200%/0.3Hz

200%/0Hz

表1-9 A1000变频器应用于PM电机的控制模式

控制模式

PM用无PG矢量控制

PM用无PG高级矢量控制

PM用带PG矢量控制

控制对象电机

PM电机

参数设定

A1-02=5

A1-02=6

A1-02=7

基本控制

PM用无PG电流矢量控制(无速度控制器)

PM用无PG电流矢量控制(带速度控制器)

PM用带PG电流矢量控制(带速度控制器)

主要用途

SPM电机、IPM电机的变速控制,但不需要高响应性及精确速度控制的用途

IPM的变速控制,并且需要精确速度控制及转矩限制功能的用途

电机侧带PG的PM电机的超高性能控制,例:转矩控制、转矩限制

PG选购卡

不需要

不需要

需要(PG-X3)

速度控制范围

1∶20

1∶20

1∶100<3>

1∶1500

速度控制精度

±0.2%

±0.2%

±0.02%

速度响应

10Hz以上

10Hz以上

50Hz以上

启动转矩

100%/5%速度

100%/5%速度

200%/0Hz

200%/0Hz

1.3.3 安川A1000变频器的操作面板

图1-31为A1000变频器的操作面板。其按钮和显示部分说明如下:

① ESC 键:返回上一画面,或将设定参数编号时需要变更的位向左移;如果长按不放,可以从任何画面返回到频率指令画面。

② RESET 键:设定参数的数值等时,将需要变更的位向右移;检出故障时变为故障复位键。

③ RUN键:使变频器运行。

④ 向上键:切换画面,或变更(增大)参数编号和设定值。

⑤ 向下键:切换画面,或变更(减小)参数编号和设定值。

⑥ STOP键:使运行停止。

⑦ENTER 键:确定各种模式、参数、设定值时按该键,或者要进入下一画面时使用。

⑧ LO/RE 选择键:对用操作面板运行(LOCAL)和用外部指令运行(REMOTE)进行切换时按该键。

⑨~⑭表示指示灯,分别是运行指示、LOCAL指示、报警指示、输出频率显示、驱动模式或自学习指示、反转指示。

图1-31 A1000变频器的操作面板

1.3.4 安川A1000变频器的标准接线

图1-32为A1000变频器的标准接线示意。在接线过程中,需要注意以下几点:

① 安装DC 电抗器(选购件)时,请务必拆下+1、+2 端子间的短接片,除了有些型号的变频器内置有DC电抗器。

② 如果负载为自冷电机,无需对冷却风扇电机进行接线。

③ 无PG 控制时,无需对PG 回路进行接线(PG-B3 选购卡的接线)。

④ 利用共发射极/ 共集电极设定用跳线S3来设定共发射极/ 共集电极(内部电源/外部电源),其中出厂设定为共发射极模式(内部电源)。

⑤ 控制回路端子的+V、-V 电压的输出电流容量最大均为20mA,请勿使控制回路端子+V、-V 的AC 间短路或者超容量使用,否则都会导致误动作或故障。

⑥ 端子A2 可以通过拨动开关S1 来选择电压指令输入或电流指令输入。

图1-32 A1000变频器的标准接线示意

1.3.5 安川A1000变频器在空载状态下的试运行

A1000变频器使用操作面板时的操作步骤如下:

① 接通电源,显示初始画面。

② 按,选择LOCAL。指示灯点亮。

③ 按操作器的,运行变频器。RUN 指示灯点亮,电机以6Hz 正转(由参数d1-01频率指令来决定)。

④ 确认电机以正确的方向旋转,且变频器无故障显示。

⑤ 步骤④中若无故障,则请按,提高频率指令值。变更设定值时,请一边确认响应性,一边以10Hz 为单位进行变更。每提高一次设定值,请通过操作面板确认输出电流(U1-03),确保电流不超出电机额定电流。例:6Hz → 60Hz。

⑥ 确认完毕后,按,停止运行。 指示灯闪烁,完全停止后熄灭。

1.3.6 安川A1000变频器的主要参数

(1)b1-01 频率指令选择

选择在REMOTE 模式时输入频率指令的方法,包括0:操作面板;1:控制回路端子(模拟量输入);2:MEMOBUS 通信;3:选购卡;4:脉冲序列输入。

最常见的是控制回路端子输入,分为电压和电流输入两种。端子A1、A2、A3 均可输入电压信号。关于设定的详细内容,请参照表1-10。图1-33为端子A1 的电压输入设定示例。使用端子A2、A3 时,所有的模拟量输入请均按照图1-32进行接线。向端子A2 输入电压时,请将拨动开关S1 设定在V 侧(电压)。

表1-10 端子A1/A2/A3的设定

端子

信号电平

参数设定

信号电平选择

功能选择

增益

偏置

A1

0~10V

H3-01=0

H3-02=0

(主速频率指令)

H3-03

H3-04

-10~10V

H3-01=1

A2

0~10V

H3-09=0

H3-10=0

(主速频率指令)

H3-11

H3-12

-10~10V

H3-09=1

A3

0~10V

H3-05=0

H3-06=0

(主速频率指令)

H3-07

H3-08

-10~10V

H3-05=1

以电流的形式输入频率指令时,请使用端子A2,如图1-34所示。关于设定的详细内容,请参照表1-11。输入电流信号时,请将拨动开关S1 设定在1侧(电流)。

图1-33 端子A1 的电压输入设定示例

图1-34 端子A2 的电流输入设定示例

表1-11 频率指令的电流输入

端子

信号

电平

参数设定

信号电平选择

功能选择

增益

偏置

A2

4~20mA

H3-09=2

H3-10=0

H3-11

H3-12

0~20mA

H3-09=3

(2)b1-02运行指令选择

该参数包括0:操作面板;1:控制回路端子(包括二线制顺控1、二线制顺控2、三线制顺控);2:MEMOBUS 通信;3:选购卡。

(3)b1-03停止方法选择

选择解除运行指令时或输入停止指令时的变频器的停止方法,包括0:减速停止;1:自由运行停止;2:全域直流制动(DB)停止;3:带定时的自由运行停止。

1.3.7 安川J1000变频器概述

J1000变频器适用在小功率电机负载上,其接线和参数设置与A1000变频器基本类似,但是功能要少得多,图1-35为J1000变频器的标准连接示意。

图1-35 J1000变频器的标准连接示意

J1000变频器的操作面板与A1000变频器的类似,在此不再赘述。图1-36为驱动模式下频率指令的设定,即将频率指令设定为LOCAL 选择(LED 操作面板),将频率指令的初始值F0.00(0Hz)变更为F6.00(6Hz)。

图1-36 驱动模式下频率指令的设定

图1-37为通用设定模式下的键操作示例,即将b1-01(频率指令选择)从1(控制回路端子)变更为0(LED 操作面板)。

图1-37 通用设定模式下的键操作示例

表1-12为通用设定模式下的参数一览表,这些参数也是最常见的变频器运行参数。

表1-12 通用设定模式下的参数一览表

参数

名称

参数

名称

b1-01

频率指令选择

d1-17

点动频率指令

b1-02

运行指令选择

E1-01

输入电压设定

b1-03

停止方法选择

E1-04

最高输出频率

C1-01

加速时间1

E1-05

最大电压

C1-02

减速时间1

E1-06

基本频率

C6-01

ND/HD选择

E1-09

最低输出频率

C6-02

载波频率选择

E2-01

电机额定电流

d1-01

频率指令1

H4-02

多功能模拟量输出端子AM输出增益

d1-02

频率指令2

L1-01

电机保护功能选择

d1-03

频率指令3

L3-04

减速中防止失速功能选择

d1-04

频率指令4