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和平矢量變頻器優異特性分析

發布時間：2012-08-01 來源：中國自動化網類型：專業論文人瀏覽

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矢量變頻器

導讀：

摘要：國內外變頻器生產概況，和平矢量變頻器系列介紹，產品技術特性，產品技術特點，產品主要用途，齊全故障報警，系統構成信息，外部鏈接配線。1 變頻器生產概況國內到目前為止生產低壓變頻器（380V、400V...

摘要：國內外變頻器生產概況，和平矢量變頻器系列介紹，產品技術特性，產品技術特點，產品主要用途，齊全故障報警，系統構成信息，外部鏈接配線。

1 變頻器生產概況

國內到目前為止生產低壓變頻器（380V、400V）廠家有200多家，生產高壓變頻器（3kV、6kV、10kV）廠家有50 多家，再加國外進口有50家，臺灣約15家，共計315多家產品在市場上流通，真是品牌繁多，琳瑯滿目，十分興旺啊！尤其控制方式來看，國內多數是壓/頻比控制即V/f=C，空間電壓矢量控制即SVPWM為主，近五年來，陸續出現矢量控制VC、以及無速度傳感器的矢量控制，但比例不大，約有近40家，已能供貨，然而矢量控制亦僅是一般的，高檔超級的幾乎沒有，我公司針對市場的需要，瞄準矢量控制的高端產品，經兩年來的努力，現已試制成功，準備批量投產，填補市場空缺，國內領先一步，國外亦少有的，歡迎用戶青睞，真是“不比不知道，用后顯真相”，我們殷切期待您的到來。

2 產品系列介紹

1）HPVFV矢量變頻器采用32位DSP芯片，適合高端復雜的場合的應用環境，能滿足多種場合的精確調速要求。

電壓 220V~460V 功率 5.5~400kW

2）HPVFE 經濟型變頻器適用簡單調速場合，能使電機輸入電壓與負載匹配，能達到節能最大化。

電壓 220V~480V 功率 0.32~15kW

3）HPVFQ四象限變頻器能滿足各種位勢負載的調速或節能，可將電動機再生能量反饋送回電網，對電網諧污染小，功率因數接近于1，是真正的綠色變頻器，特別適用電梯、提升機、下運皮帶機、各種起重機、油田磕頭機、礦井的吊籠、機車牽引等。

電壓 220V~460V 功率 5.5~400kW

4）HPVFS隔爆兼本安型變頻器將變頻、矢量控制、隔爆兼本質安全等技術相結合，并可四象限能量回饋，節電效果顯著，適用煤礦井下、露天礦山、選煤廠、特殊危險場地、環境惡劣場所應用。

電壓 660V~1140V 功率 5.5~630kW

3 產品技術特性

1）和平矢量控制變頻器屬高檔多功能的技術性能如下：

多種控制方式于一機——具有V/f控制、無感矢量控制、矢量控制、四象限逆變再生回饋控制四種方式，可按要求任意選擇。

2）具有低速高轉矩輸出——當V/f控制時，在0.5Hz時可有150%-200%Te（額定轉矩），

當矢量控制時，在0Hz時可有150%-200%Te（額定轉矩）。

3）具有自學習功能——可提供最理想的控制參數設置值。

4）具有自由編程功能——多種數字方程式，多種邏輯方程式，同總線通訊可實現任意的編程組合，定義明確的函數。

5）具有多驅動多電機的控制功能——多驅動向的同步控制，PWM逆變再生單元并聯運行，多電機控制。

6）改進的故障處理功能——有故障前1秒的電壓、電流、頻率、輸入功率、溫度等實時數據記錄。

7）具有內置的PLC、PID功能（并由補償作用，可適用卷繞機的張力控制）。

8）具有通訊RS485/232、Profibus、CAN通訊連接的設備。

9）具有V/f頻率控制、V/f速度控制、矢量速度控制、矢量轉矩控制、矢量控制、無傳感器矢量控制共六種控制模式，以及四象限逆變再生回饋、直流母線供電一拖多臺運行方式。

10）整機軟件分24段，共650條指令，即CPU的軟件是復雜的，只有這樣才能滿足9）的所有功效。比德國2005年生產的TP-2000時代，350條指令、3種控制方式，幾乎又翻一倍（此說明書是本人作技術校對的）。

4 產品主要優特點

1）矢量控制，且有多種控制方式可供選擇（一般只是單一矢量控制）。

2）可四象限運轉，適用各種位勢負載。

3）輸出諧波小，電流呈正弦。

4）掉電后無短路電流。

5）輸入線電壓波動補償（AVR）。

6）功率因數cosΦ≈1.

7）精度高、功能多樣，適用各種不同類型負載需要，實現了一機多用。

8）具有完全的保護裝置，安全可靠。

5 產品技術特點

1）調速精度高，可達±0.1%（加編碼器后可達0.01%）。

2）加、減速時間長可達3000秒。

3）輸入電壓220~480V，并有礦用660~1140V（其它幾乎沒有）。

4）電動機參數可在線自動識別，并補償（這在高精度控制時需要，國外日本富士有）。

5）載波頻率可自動下降，當使用時IGBT過流發熱時，會自動下降，出廠值2.5kHz，可調范圍從0.8~10kHz確保安全

6）可有多段速8段

7）V/f特性有直線、平方或任意設定三種

8）節電功效，按電動機負荷大小自動調整V/f特性，減小輸出電壓，實現節能最大化。

6 產品主要用途

1）通用設備（水泵、風機、空氣壓縮機、中央空調——冷卻泵、冷凍泵、壓縮機等）。

2）直流電源裝置。

3）多電機驅動裝置。

4）運輸裝卸起重機（下運皮帶機、提升機、吊籠、起重機、吊車、船閘、電梯、拉絲機、收卷機等）。

5）負載慣性大機械（擠出機、造粒機、大型風機水泵、甩干機、離心機、混合機、清洗機等）。

6）卷取機（造紙、電纜、薄膜收卷、繩索、圓鋼、鋼帶等）。

總之，不同類型負載幾乎都能適用，屬上等全功能，全國僅此一家，處于領先地位。真是“一機在手，萬事不憂，功能多樣，應用靈活，安全可靠，效果良好”。

7 故障報警

狀態	操作面板顯示	種類	說明
控制故障 ERR [Control]	F1 Over Load	過負載	變頻器輸出電流滿足過負載條件 P5.8, P5.9 時發生
	F2 Over Curr.	過電流[S]	變頻器輸出電流超出 P5.11的設定值時發生(用軟件處理)
	F3 Over Curr.[H]	過電流[H]	檢測到硬件引起的過電流狀態時發生
	F4 ZeroSeq Curr.	零相電流[S]	零相電流超過 P5.12的設定值
	F5 ZeroSeq Curr.	零相電流[H]	檢測到硬件引起的零相電流狀態時發生
	F6 Under Current	低電流：接線異常	變頻器的輸出電流滿足低電流條件 P5.5，P5.6 時發生
	F7 Over_Volt	過電壓[S]	變頻器內部的直流環節電壓超出 P5.15 的設定值時發生(用軟件處理)
	F8 Over_Volt[H]	過電壓[H]	用硬件檢查過電壓狀態時發生
	F9 Over_Volt	低電壓	變頻器內部的直流環節電壓低于 P5.18 的設定值時發生。使用無感應器矢量控制的情況下，電機與變頻器之間接線斷開時也發生。
	F10 Over Speed	電機過速	電機的運轉速度超出P17.2(P18.2, P19.4, P20.4)的設定速度時發生
	F11 Out of Ctrl.	失控	使用制動裝置時不能打開、負載過大、使用編碼器時不能反饋信號等，由于內、外部的原因無法正常控制時發生
驅動故障 ERR [Operation] 驅動故障 ERR [Operation]	F21 Over_Temp	變頻器過熱	變頻器的輸出頻率超過45Hz運行的條件下，若散熱器的溫度在測定在P5.40設定值以上，變頻器則發生過熱Fault.如果變頻器的輸出頻率在 45Hz以下的情況，根據輸出電流和輸出頻率不同，變頻器過熱檢測出的溫度可能與P5.40不同。需要監測發生故障使得輸出頻率，電流，溫度值。
	F22 Device_Short	IGBT/MOTOR斷路檢查	變頻器IGBT/MOTOR斷路檢查時發生。
	F23 Charging Err	初期充電故障	輸入電源后,直流環節電容充電失敗時發生。
	F24 Gate Drive Power Fall	制動斬波器或制動電阻故障	因內裝型制動斬波器或DBR 異常,輸入電源后直流環節電壓不上升, 制動斬波器運行中過電流或元件受損而發生。
	F25 Ext_Fault	外部輸入故障信號	從外部裝置輸入故障信號時發生
	F26 Zero_Current	門極驅動電源故障/接線的錯誤	“P5.2=[1]Enabled”狀態下無電流的狀態超過P5.3的時間設定值時發生
	F27 Open Phase	缺相故障	3相輸入中一相斷電時發生
	F28 Motor Lock	抱閘開放失敗
	F29 Keypad_Erorro	操作面板連接不良	操作面板與變頻器之間連接不好或通信被割斷時發生
	F30 Sync_Com_Err	同步通信故障
	F31 Line_Uv	VDC電源輸入電壓低	AC輸入電壓低
	F32 Line_Open	輸入電壓斷路	每相的AC輸入電壓不平衡
	F33 Line_Sequence Change	相序錯誤
	F34 Line Over Voltage	電壓輸入過電壓	AC輸入過電壓
	F35 Line Unbalance	電壓不平衡	每相的AC輸入電壓不平衡
	F36 Profibus Error
	F37 Fault_Logic 1
	F38 Fault_Logic 2
	F39 Master_Emergency
自動調諧故障 ERR [Tuning]	F41 Wrong Conn.	電機接線故障	變頻器和電機之間接線斷開時發生
	F42 High_Freq Res	電機調諧故障1	電機調諧期間所得的值有誤
	F43 High_Freq Ind	電機調諧故障2	電機調諧期間所得的值有誤
	F44 Stator Res[RS]	電機調諧故障3	電機調諧期間所得的值有誤
	F45 Rotor RES[RS]	電機調諧故障4	電機調諧期間所得的值有誤
	F46 Stator Ind[Ls]	電機調諧故障5	電機調諧期間所得的值有誤
	F47 Rotor Lnd[Lr]	電機調諧故障6	電機調諧期間所得的值有誤
	F48 Inertia[Jm]	電機調諧故障7	電機調諧期間所得的值有誤
	F49 Motor Stall	電機拘束故障	調諧條件 P14.1 的設定值太大，發生錯誤
	F50 Tn_Time_Over	自動調諧時間超過	自動調諧實行時間超過

8 系統構成信息

圖1是HPVFV變頻器的框圖。二極管橋整流三相電源后給變頻器提供直流電源。以IGBT構成的變頻器逆變單元作用生成三相對稱交流電壓。

電機控制模塊基于微處理器軟件。微處理器根據閃存內置的程序(V/F，矢量)的種類與測定信號、控制輸入輸出模塊、在操作面板設定的參數值和命令下控制電機。并計算IGBT 開關位置，門驅動器對信號進行放大來驅動IGBT。如IGBT發生過電流時，門驅動器暫停IGBT門極信號輸出，把故障信號發送到微處理器。操作面板是用戶和HPVFV變頻器的連接橋梁。用戶可使用鍵盤或PC設定參數值、讀寫數據、下達控制指令。鍵盤是可拆下的，也可利用電纜與HPVFV變頻器連接。關于制動電阻的規格參見本說明書附加的制動電阻選定表。（附件一：制動電阻計算方式參考）

9配線（接線圖）

7 故障報警

狀態	操作面板顯示	種類	說明
控制故障 ERR [Control]	F1 Over Load	過負載	變頻器輸出電流滿足過負載條件 P5.8, P5.9 時發生
	F2 Over Curr.	過電流[S]	變頻器輸出電流超出 P5.11的設定值時發生(用軟件處理)
	F3 Over Curr.[H]	過電流[H]	檢測到硬件引起的過電流狀態時發生
	F4 ZeroSeq Curr.	零相電流[S]	零相電流超過 P5.12的設定值
	F5 ZeroSeq Curr.	零相電流[H]	檢測到硬件引起的零相電流狀態時發生
	F6 Under Current	低電流：接線異常	變頻器的輸出電流滿足低電流條件 P5.5，P5.6 時發生
	F7 Over_Volt	過電壓[S]	變頻器內部的直流環節電壓超出 P5.15 的設定值時發生(用軟件處理)
	F8 Over_Volt[H]	過電壓[H]	用硬件檢查過電壓狀態時發生
	F9 Over_Volt	低電壓	變頻器內部的直流環節電壓低于 P5.18 的設定值時發生。使用無感應器矢量控制的情況下，電機與變頻器之間接線斷開時也發生。
	F10 Over Speed	電機過速	電機的運轉速度超出P17.2(P18.2, P19.4, P20.4)的設定速度時發生
	F11 Out of Ctrl.	失控	使用制動裝置時不能打開、負載過大、使用編碼器時不能反饋信號等，由于內、外部的原因無法正常控制時發生
驅動故障 ERR [Operation] 驅動故障 ERR [Operation]	F21 Over_Temp	變頻器過熱	變頻器的輸出頻率超過45Hz運行的條件下，若散熱器的溫度在測定在P5.40設定值以上，變頻器則發生過熱Fault.如果變頻器的輸出頻率在45Hz以下的情況，根據輸出電流和輸出頻率不同，變頻器過熱檢測出的溫度可能與P5.40不同。需要監測發生故障使得輸出頻率，電流，溫度值。
	F22 Device_Short	IGBT/MOTOR斷路檢查	變頻器IGBT/MOTOR斷路檢查時發生。
	F23 Charging Err	初期充電故障	輸入電源后,直流環節電容充電失敗時發生。
	F24 Gate Drive Power Fall	制動斬波器或制動電阻故障	因內裝型制動斬波器或DBR 異常,輸入電源后直流環節電壓不上升, 制動斬波器運行中過電流或元件受損而發生。
	F25 Ext_Fault	外部輸入故障信號	從外部裝置輸入故障信號時發生
	F26 Zero_Current	門極驅動電源故障/接線的錯誤	“P5.2=[1]Enabled”狀態下無電流的狀態超過P5.3的時間設定值時發生
	F27 Open Phase	缺相故障	3相輸入中一相斷電時發生
	F28 Motor Lock	抱閘開放失敗
	F29 Keypad_Erorro	操作面板連接不良	操作面板與變頻器之間連接不好或通信被割斷時發生
	F30 Sync_Com_Err	同步通信故障
	F31 Line_Uv	VDC電源輸入電壓低	AC輸入電壓低
	F32 Line_Open	輸入電壓斷路	每相的AC輸入電壓不平衡
	F33 Line_Sequence Change	相序錯誤
	F34 Line Over Voltage	電壓輸入過電壓	AC輸入過電壓
	F35 Line Unbalance	電壓不平衡	每相的AC輸入電壓不平衡
	F36 Profibus Error
	F37 Fault_Logic 1
	F38 Fault_Logic 2
	F39 Master_Emergency
自動調諧故障 ERR [Tuning]	F41 Wrong Conn.	電機接線故障	變頻器和電機之間接線斷開時發生
	F42 High_Freq Res	電機調諧故障1	電機調諧期間所得的值有誤
	F43 High_Freq Ind	電機調諧故障2	電機調諧期間所得的值有誤
	F44 Stator Res[RS]	電機調諧故障3	電機調諧期間所得的值有誤
	F45 Rotor RES[RS]	電機調諧故障4	電機調諧期間所得的值有誤
	F46 Stator Ind[Ls]	電機調諧故障5	電機調諧期間所得的值有誤
	F47 Rotor Lnd[Lr]	電機調諧故障6	電機調諧期間所得的值有誤
	F48 Inertia[Jm]	電機調諧故障7	電機調諧期間所得的值有誤
	F49 Motor Stall	電機拘束故障	調諧條件 P14.1 的設定值太大，發生錯誤
	F50 Tn_Time_Over	自動調諧時間超過	自動調諧實行時間超過