小汤山变频器调试

技术发展


直流电动拖动和交流电动机拖动先后生于19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。由于当时的技术问题，在很长的一个时间内，需要进行调速控制的拖动系统中则基本上采用的是直流电动机。
直流电动机存在以下缺点是由于结构上的原因：
1、由于直流电动机存在换向火花，难以应用于存在易燃易爆气体的恶劣环境;
2、需要定期更换电刷和换向器，维护保养困难，寿命较短;
3、结构复杂，难以制造大容量、高转速和高电压的直流电动机。
而与直流电动机相比，交流电动机则具有以下优点：
1、不存在换向火花，可以应用于存在易燃易火暴气体的恶劣环境;
2、容易制造出大容量、高转速和高电压的交流电动机;
3、结构坚固，工作可靠，易于维护保养。
就是因为这样，限制了交流高速系统的推广应用。经过20世纪70年代中期的第二次石油危机之后和电子技术的发展，交流高速系统的变频器技术得到了高速的发展。
开关电源


开关电源电路提供变频器的整机控制用电，是变频器正常工作的先决条件。变频器应用的开关电源电路，为直一交一直型的逆变电路，是一种电压和功率的变换器，将直流电压和功率转换为脉冲电压，再整流成为另一种直流电压。输人、输出电压由开关变压器相隔离，开关变压器起到功率传递、电压/电流变换的作用。开关变压器为降压变压器。开关电源的特点如下：
1)开关电源的振荡和调压方式是利用改变脉冲宽度或周期来调整输出电压的，称为时间比例控制，又分为PWM(调宽)和PFM(调频)两种控制方式。
2)从电路的能量转换特性看，可分为正激和反激两种工作方式。开关管饱和导通时， 二次绕组连接的整流器受反偏压而截止，开关变压器的一次绕组流入电流而储能〈电磁转换）。开关管截止时，二次绕组经负载电路释放电能（磁电转换)。正激方式则与此相反， 实际应用不多。
3)从开关变压器的一次电路结构来看，有分立元件构成的和集成振荡芯片构成的两种电路形式。因而从振荡信号的来源看，又分为自激（分立零件）和他激式（IC电路）开关电源。两种电路结构都有应用。 　4)开关管有采用双极型器件和采用场效应晶体管的。
5)小功率变频器采用单端正激式电路，大、中功率变频器常采用双端正激式电路。一般变频器的开关电源，常提供以下几种电压输出：CPU及附属电路、控制电路、操作显示面板的+5V供电；电流、电压、温度等故障检测电路、控制电路的±15V供电；控制端子、工作继电器线圈的24V供电。四路相互隔离的约为22V的驱动电路的供电，该四路供电往往又经稳压电路处理成+15V、 -7.5V的正、负电源供驱动电路，为IGBT逆变输出电路提供激励电流。
任何电子设备，电源电路的故障率总是相当高的一因其要提供整机的电源供应，负担最重。变频器的开关电源电路，形式上比较单一，结构上也比较简单。但是简单电路也可能会产生疑难故障。开关电源的检修不像线性电源那么直观，电路的任一个小环节一振荡、稳压、保护、负载等出现异常，都会使电路出现各种各样的故障现象。
上电后无反应，操作显示面板无显示，变频器好像没通电一样。测量控制端子的控制电压和10V频率调整电压都为0，测量变频器主接线端子电阻正常，那么大致上可以断定问题是出在开关电源电路了。
4过热保护
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主要有以下几点：
⑴风扇运转保护 变频器的内装风扇是箱体内部散热的主要手段，它将保证控制电路的正常工作。所以，如果风扇运转不正常，应立即进行保护；
⑵逆变模块散热板的过热保护 逆变模块是变频器内发生热量的主要部件，也是变频器中最重要而又最脆弱的部件。所以，各变频器都在散热板上配置了过热保护器件；
⑶制动电阻过热保护 制动电阻的标称功率是按短时运行选定的。所以，一旦通电时间过长，就会过热。这时，应暂停使用，待冷却后再用。或选用较大一点功率电阻；
⑷冷却风道的入口和出口不得堵塞，环境温度也可能高于变频器的允许值。如果还有问题，你可以打电话给我们。
在VVVF的实施，有两种基本的调制方法：
1.脉幅调制 （PAM） 逆变器所得交流电压的振幅值等于直流电压值（Um=Ud)。因此，实现变频也是变压的最容易想到的方法，便是在调节频率的同时，也调节直流电压；
这种方法的特点是，变频器在改变输出频率的同时，也改变了电压的振幅值，故称为脉幅调制，常用PAM(Pulse Amplitude Modulation)表示。 PAM需要同时调节两部分：整流部分和逆变部分，两者之间还必须满足Ku和Kf间的一定的关系，故其控制电路比较复杂。
2.脉宽调制（PWM） 把每半个周期内，输出电压的波形分割成若干个脉冲波，每个脉冲的宽度为T1，每两个脉冲间的间隔宽度为T2，那么脉冲的占空比Υ=T1/（T1+T2）。
这时，电压的平均值和占空比成正比，所以在调节频率时，不改变直流电压的幅值，而是改变输出电压脉冲的占空比，也同样可以实现变频也变压的效果。当电压周期增大（频率降低），电压脉冲的幅值不变，而占空比在减小，故平均电压降低。
此法的特点是，变频器在改变输出频率的同时，也改变输出电压的脉冲占空比（幅值不变）故称为脉宽调制，常用PWM(Pulse width modulation)表示。
PWM只须控制逆变电路便可实现，与PAM相比，控制电路简化了许多。
不论是PAM，还是PWM，其输出电压和电流的波形都是非正玄波，具有许多高次谐波成分。为了使输出电流的波形接近与正玄波，又提出了正玄波脉宽调制的方式。下次接着讲SPWM 各位朋友大家好，今天我要为大家讲的是：正弦波脉宽调制(SPWM)
1、QPWM的概念 在进行脉宽调制时，使脉冲系列的占空比按正弦规律来安排。当正弦值为最大值时，脉冲的宽度也最大，而脉冲间的间隔则最小，反之，当正弦值较小时，脉冲的宽度也小，而脉冲间的间隔则较大，这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小，称为正弦波脉宽调制。
SPWM脉冲系列中，各脉冲的宽度以及相互间的间隔宽度是由正弦波(基准波或调制波)和等腰三角波(载波)的交点来决定的。具体方法如后所述。
2、单极性SPWM法　 (1)调制波和载波：曲线①是正弦调制波，其周期决定于需要的调频比kf，振幅值决定于ku,曲线②是采用等腰三角波的载波，其周期决定于载波频率，振幅不变，等于ku=1时正弦调制波的振幅值，每半周期内所有三角波的极性均相同(即单极性)。　 调制波和载波的交点，决定了SPWM脉冲系列的宽度和脉冲音的间隔宽度，每半周期内的脉冲系列也是单极性的。　 (2)单极性调制的工作特点：每半个周期内，逆变桥同一桥臂的两个逆变器件中，只有一个器件按脉冲系列的规律时通时通时断地工作，另一个完全截止；而在另半个周期内，两个器件的工况正好相反，流经负载ZL的便是正、负交替的交变电流。
3、双极性SPWM法
(1)调制波和载波：调制波仍为正弦波，其周期决定于kf，振幅决定于ku,中曲线①，载波为双极性的等腰三角波，其周期决定于载波频率，振幅不变，与ku=1时正弦波的振幅值相等。
调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列，此脉冲系列也是双极性的，但是，由相电压合成为线电压(uab=ua-ub;ubc=ub-uc;uca=uc-ua)时，所得到的线电压脉冲系列却是单极性的。
(2)双极性调制的工作特点：逆变桥在工作时，同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断，毫不停息，而流过负载ZL的是按线电压规律变化的交变电流。
4、实施SPWM的基本要求
(1)必须实时地计算调制波(正弦波)和载波(三角波)的所有交点的时间坐标，根据计算结果，有序地向逆变桥中各逆变器件发出“通”和“断”的动作指令。
(2)调节频率时，一方面，调制波与载波的周期要同时改变(改变的规律本文不作介绍)；另一方面，调制波的振幅要随频率而变，而载波的振幅则不变，所以，每次调节后，所胶点的时间坐标都 必须重新计算。　 要满足上述要求，只有在计算机技术取得长足进步的20世纪80年代才有可能，同时，又由于大规模集成电路的飞速发展，迄今，已经有能够产生满足要求的SPWM波形的专用集成电路了。 西门子420变频器PID调试：总结在变频器page5-13.14详细讲解在说明书page10-84.85..86.87.88.89.90.91.92.93.94 　重要几个参数为1.P0004改为22. page10-6
2.P2200改为1 允许PID控制器投入
3. P2257 PID设定值的斜坡上升时间
p2258 PID设定值的斜坡下降时间
P2261 PID设定值的滤波时间常数
P2264 PID反馈信号
P2265 PID反馈滤波时间常数
P2267 PID反馈信号的上限值
P2268 PID反馈信号的下限值
P2269 PID反馈信号的增益
P2270 PID传感器的反馈型式
P2280 PID比例增益系数
P2285 PID积分时间
P2291 PID输出上限
P2292 PID输出下限
P2293 PID限幅值的斜坡上升/下降时间 噪声与振动及其对策
采用变频器调速，将产生噪声和振动，这是变频器输出波形中含有高次谐波分量所产生的影响。随着运转频率的变化，基波分量、高次谐波分量都在大范围内变化，很可能引起与电动机的各个部分产生谐振等。　噪声问题及对策
（1）用变频器传动电动机时，由于输出电压电流中含有高次谐波分量，气隙的高次谐波磁通增加，故噪声增大。电磁噪声由以下特征：由于变频器输出中的低次谐波分量与转子固有机械频率谐振，则转子固有频率附近的噪声增大。变频器输出中的高次谐波分量与铁心机壳轴承架等谐振，在这些部件的各自固有频率附近处的噪声增大。
变频器传动电动机产生的噪声特别是刺耳的噪声与PWM控制的开关频率有关，尤其在低频区更为显著。一般采用以下措施平抑和减小噪声：在变频器输出侧连接交流电抗器。如果电磁转矩有余量，可将U / f定小些。采用特殊电动机在较低频的噪声音量较严重时，要检查与轴系统（含负载）固有频率的谐振。
（2） 振动问题及对策　变频器工作时，输出波形中的高次谐波引起的磁场对许多机械部件产生电磁策动力，策动力的频率总能与这些机械部件的固有频率相近或重合，造成电磁原因导致的振动。对振动影响大的高次谐波主要是较低次的谐波分量，在PAM方式和方波PWM方式时有较大的影响。但采用正弦波PWM方式时，低次的谐波分量小，影响变小。
减弱或消除振动的方法，可以在变频器输出侧接入交流电抗器以吸收变频器输出电流中的高次谐波电流成分。使用PAM方式或方波PWM方式变频器时，可改用正弦波PWM方式变频器，以减小脉动转矩。从电动机与负载相连而成的机械系统，为防止振动，必须使整个系统不与电动机产生的电磁力谐波。　负载匹配及对策　生产机械的种类繁多，性能和工艺要求各异，其转矩特性不同，因此应用变频器前首先要搞清电动机所带负载的性质，即负载特性，然后再选择变频器和电动机。负载有三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。不同的负载类型，应选不同类型的变频器。
（3） 恒转矩负载　恒转矩负载又分为摩擦类负载和位能式负载。　摩擦类负载的起动转矩一般要求额定转矩的150%左右，制动转矩一般要求额定转矩的100%左右，所以变频器应选择具有恒定转矩特性，而且起动和制动转矩都比较大，过载时间和过载能力大的变频器，如FR-A540系列。　位能负载一般要求大的起动转矩和能量回馈功能，能够快速实现正反转，变频器应选择具有四象限运行能力的变频器，如FR-A241系列。
（4） 风机泵类负载　风机泵类负载是典型的平方转矩负载，低速下负载非常小，并与转速平方成正比，通用变频器与标准电动机的组合最合适。这类负载对变频器的性能要求不高，只要求经济性和可靠性，所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可，如FR-A540(L)。如果将变频器输出频率提高到工频以上时，功率急剧增加，有时超过电动机变频器的容量，导致电动机过热或不能运转，故对这类负载转矩，不要轻易将频率提高到工频以上。
（5） 恒功率负载　恒功率负载指转矩与转速成反比，但功率保持恒定的负载，如卷取机、机床等。对恒功率特性的负载配用变频器时，应注意的问题：在工频以上频率范围内变频器输出电压为定值控制，，所以电动机产生的转矩为恒功率特性，使用标准电动机与通用变频器的组合没有问题。而在工频以下频率范围内为U/f定值控制，电动机产生的转矩与负载转矩又相反倾向，标准电动机与通用变频器的组合难以适应，因此要专门设计。
发热问题及对策
变频器发热是由于内部的损耗而产生的，以主电路为主，约占98%，控制电路占2%。为保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热。主要方法有：
（1） 采用风扇散热：变频器的内装风扇可将变频器箱体内部散热带走。
（2） 环境温度：变频器是电子装置，内含电子元件机电解电容等，所以温度对其寿命影响较大。通用变频器的环境运行温度一般要求－10℃~+50℃，如果能降低变频器运行温度，就延长了变频器的使用寿命，性能也稳定。我们一直忙于变频器的保养。⑴可以延长变频器的使用期⑵电器方面我们可以说减少维修率⑶也可以体现公司的管理，公司的形象！我司保养的具体方案如下：1、 变频器须解体，查看内部是否有异常现象.（如：镙丝松动、焊锡脱落、器件松动、器件烧焦、烧煳现象。）　2、 检查变频器内部易老化器件，如：风扇，功率器件，功率电容，及印板老化现象。　3、 清理变频器内部粉尘，油污，腐蚀性及导体杂质。对主要印板如：主控板，驱动板，开关电源板。采用全新品进口电子清洁剂进行喷洗，去除其老化层及导电物质。　4、 对变频器主要控制部分进行先进的加膜处理。起到防尘，防老化，防导电物质，防水，及腐蚀性物质。