2024年3月10日发(作者:厉刚豪)
变频电机的优化
恢复工厂设定值:
首先应输入参数输入的途径,我们将P053(定义参数化所用接口的功能参数)设定为7(1+2+4),即CBP通讯
板(1) PMU操作控制面板(2)串行接口数据输入(4)这三种接口都可使用。
P060=2选择当前菜单的功能参数,其中参数值2用于恢复工厂设定参数。
P366=0指定将变频器的参数恢复到原来的工厂设定值
P970=0开始参数恢复,当参数恢复结束时, P970的参数值也自动恢复到1.
定义功率部分:
P060=8进入功率部分定义状态
P070=?输入变频器或逆变器的模块定货号 ,P070的值(号码)对应控制板使用的功率部分
P060=1进入用户参数菜单,功率部分定义完成
电子板配置:
P060=4进入了电子板配置状态
P918=?定义内部通讯板通讯地址
P060=1进入用户参数菜单,电子板配置完成 .
电机的静态识别
要完成这一步,需要设置设备的配置情况,例如 :有无进出线滤波器,有无编码器,变频器、逆变器的的进出
线电压,电机铭牌及电机的控制方式等。步骤如下:
P060=5 进入“系统设置”菜单
P068=0或1选择有无输出滤波器 0=没有输出滤波器 1=有正弦波输出滤波器
P071=装置输入电压. 变频器或者整流器其输入电压应为输入的三相线电压(690V或400V),逆变器其输入电压
应是整流器直流母排的输出,即1.35*400=540V或690*1.35=931.5V
P095=选择电机 P095=10选IEC(国际标准)感性电机; P095=11选NEMA感性电机; P095=12选外部励磁的同步电
机;P095=13选永磁同步电机. 我们采用的是符合IEC标准的感性电机P095=10
P100=选择电机的控制方式.没有编码器的频率控制(P100=3),有编码器的速度控制(P100=4)
输入电机的铭牌参数
P101输入电机的额定电压的功能参数
P102输入电机额定电流的功能参数
P103输入电机励磁电流的功能参数,因为此值未知,设P103=0 ,当离开系统设置时,此值自动计算
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P104输入电机额定功率因数的功能参数
P105输入电机额定功率的功能参数
P107输入电机的额定频率的功能参数
P108输入电机的额定转速的功能参数
P109输入电机的极对数的功能参数,如果改变P107与P108的值,此值自动计算
P113输入电机额定转矩的功能参数
P114 选择电机应用环境功能参数, 如果在大扭矩.齿轮传动.大惯量系统(例如纸机),其参数值设为1,如果在标准应
用系统中(例如泵类),其参数值设为0
P115=1自动参数设置(计算) 功能,装置根据电机铭牌数据和触发单元的配置进行v/f开环控制和闭环控制参数计
算(例如脉冲频率P340等)
P130电机编码器的选择, P130=10电机不带编码器;P130=11电机带脉冲编码器.然后在功能参数P151中输入编码
器的脉冲数(1024.2048等)。在参数P217中设定n/f实际值的转差失败校正,转差失败校正只在带编码器的转
速控制和在加速过程中改善转矩精度时才起作用,0为无效,1为带32ms的滤波时间校正,2为带16ms的滤波
时间校正。
注意:当非传动导辊编码器出现问题时,紧急处理措施是将编码器屏蔽,即将电机的控制方式由带编码器的速度
控制改为不带编码器的频率控制即P100由4改为3,,然后需将P130的参数值由11改为10(参见电机编码器的
选择)。
P303设定磁通给定滤波时间常数的功能参数
P339电机运行时的电压波形的控制,即是否释放脉冲波前缘调制系统的功能参数,如果释放脉冲波前缘调制系
统,虽会使输出电压升高电机的带载能力增加,但是会使其输出波形变坏,在成组传动系统中,会使得设备发生
共振的机率增加,P339=0时,所有系统都有边缘调制,当 P339=3时,无边缘调制系统。
P340逆变器晶闸管开关频率的调节参数 ,此值的增加将有助于装置输出波形的改善,但是晶闸管开关频率过高
会使得其输出电流不变的情况下晶闸管的温度升高,从而使其最大输出电流减小
P350所有电流量的参考值
P351所有电压量的参考值
P352所有频率量的参考值
P353所有转速量的参考值
P354所有转矩量的参考值
通过以上参数值的设定来限定逆变器的输出
P357设定转速.频率.转矩控制的基础采样时间的功能参数,如果故障信息F042“计算时间”发生,采样时间必须增加.
P380电机的热保护的参数设置, 用于“电机过热”报警温度值的输入,如果电机温度超过此设定值,逆变器将会
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出现A023报警
P381电机的热保护的参数设置, 用于“电机过热” 故障温度值的输入,如果电机温度超过此值,逆变器将会出现
F020故障报警
P382设定电机冷却方式的功能参数,电机的冷却方式有自冷(0)与风冷(1)两种方式。
在使用温度传感件的系统中,一般设置参数P380与P381,如果电机无温度传感件,则需要设置参数P383的值,
值得注意的是如果该值的设定值小于100,电机的热时间常数保护将不起保护作用,该值的设定参见西门子标准
电机热时间常数表。
P384设定电机的负载限制的功能参数,当达到输入的负载限定值时,出现报警
P386设定电机转子和定子阻抗温度适配的功能参数, 其对于带脉冲测速机和定子温度传感器的转速/转矩控制能
取得好的适配效果,前提条件:P100=3,4,5(矢量控制方式),参数值为0(适配无效),1(不带温度传感器),
2(带温度传感器)
P387设定所接电机系列的功能参数,此值来源于电机的铭牌上的电机型号,前提条件是异步电机且温度适配有
效,即P386>0(温度适配有效),P095=10,11(异步电机)
P388设定选择电机总重量的功能参数,该值一般来源于电机铭牌标示,输入该值的目的是为了更容易的计算出
电机的热参数
P452,P453设定电机正向/反向旋转时的最大频率或转速的功能参数, 参考值是P352,P353,这一值的显示是一个
百分数显示
设定回到参数菜单
P060=1回到参数菜单,当退出“系统设置”时 输入的参数值将被检验是否合理
P128用于设定电机与逆变器最大输出电流保护的功能参数
P295设定用于适应负载励磁空载情况下转子磁通给定的功能参数
P379在电极数据辨识或定子设定点(P121)和转子阻抗(P127)设定时的周围环境温度功能参数
P115=2静态电机辨识 即依据电机测量参数进行闭环控制的参数设置 ,包括接地检测和自动参数设置功能.当按
下“P”键后,必须在20S内按下启动键.按下启动键后电机将旋转.
P115=4电机空载测量,当输入此值且按下 “P”后电机必须在20S内启动此时电流流过电机且转子转动,之后
等待至电机停止运转后,变频器显示“开机准备”(009)电机的空载测量结束
注意 电机静态辨识与电机静态测量的过程中,电机必须与所带设备脱开
速度优化:
在做速度优化之前,首先需要按以上步骤做电机识别,之后需要在X101端子排的7#端子上接短接线,做优
化时同这一端子排的1# 端子短接 ,X102端子排的19#、20#端子上接线。之后,设参数P640.1=153 P643.1=10
P417=18 P405.1=0.5 P405.2=0.5 P438=40
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其中,P640.1=0153为选择的模拟输出连接量,加以比例增益电压后通过将赋值自X102端子排上的19#、20# 端
子输出
P643.1=10为CU板模拟输出的比例增益电压
P417=18为选择开关的开关量参数.当选择18时,B0018对应输入点5,其输入端子对应于X101端子排的7#端子。
P405.1=0.5输入固定给定5的功能参数,这时变频器的输出频率为0.5HZ
P405.2=0.5 解释同上
改变变频器控制波形输出的参数有:
P216设定n/f实际值予控滤波时间常数的功能参数
P221设定测速机n/f给定滤波时间的功能参数
P223设定接到速度调节器负输入端的n/f实际值滤波时间常数的功能参数
P235输入n/f调节器增益的功能参数
P240输入速度调节器积分时间的功能参数
图(一)为标准波形
当出现如图(二)的波形曲线时可增加P223的值,减小P216
当出现如图(三)的波形曲线时可减小P223, P235的值,增加 P240的值
(图一)
(图二)
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(图三)
当改变电机所带负载或齿轮箱的变比,改变电机的额定转速,都需要重新做电机优化。
PID 控制对传动点动态性能的影响:
闭环控制中,速度环PID调节的特性曲线:
速度要求的特性曲线:
比例增益不足的特性曲线:
比例增益过分的特性曲线:
积分增益过分的特性曲线:
理想的速度响应特性曲线:
注:为了降低速度或负载突然变化引起的过渡调节 ,可适当
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变频电机的优化
恢复工厂设定值:
首先应输入参数输入的途径,我们将P053(定义参数化所用接口的功能参数)设定为7(1+2+4),即CBP通讯
板(1) PMU操作控制面板(2)串行接口数据输入(4)这三种接口都可使用。
P060=2选择当前菜单的功能参数,其中参数值2用于恢复工厂设定参数。
P366=0指定将变频器的参数恢复到原来的工厂设定值
P970=0开始参数恢复,当参数恢复结束时, P970的参数值也自动恢复到1.
定义功率部分:
P060=8进入功率部分定义状态
P070=?输入变频器或逆变器的模块定货号 ,P070的值(号码)对应控制板使用的功率部分
P060=1进入用户参数菜单,功率部分定义完成
电子板配置:
P060=4进入了电子板配置状态
P918=?定义内部通讯板通讯地址
P060=1进入用户参数菜单,电子板配置完成 .
电机的静态识别
要完成这一步,需要设置设备的配置情况,例如 :有无进出线滤波器,有无编码器,变频器、逆变器的的进出
线电压,电机铭牌及电机的控制方式等。步骤如下:
P060=5 进入“系统设置”菜单
P068=0或1选择有无输出滤波器 0=没有输出滤波器 1=有正弦波输出滤波器
P071=装置输入电压. 变频器或者整流器其输入电压应为输入的三相线电压(690V或400V),逆变器其输入电压
应是整流器直流母排的输出,即1.35*400=540V或690*1.35=931.5V
P095=选择电机 P095=10选IEC(国际标准)感性电机; P095=11选NEMA感性电机; P095=12选外部励磁的同步电
机;P095=13选永磁同步电机. 我们采用的是符合IEC标准的感性电机P095=10
P100=选择电机的控制方式.没有编码器的频率控制(P100=3),有编码器的速度控制(P100=4)
输入电机的铭牌参数
P101输入电机的额定电压的功能参数
P102输入电机额定电流的功能参数
P103输入电机励磁电流的功能参数,因为此值未知,设P103=0 ,当离开系统设置时,此值自动计算
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P104输入电机额定功率因数的功能参数
P105输入电机额定功率的功能参数
P107输入电机的额定频率的功能参数
P108输入电机的额定转速的功能参数
P109输入电机的极对数的功能参数,如果改变P107与P108的值,此值自动计算
P113输入电机额定转矩的功能参数
P114 选择电机应用环境功能参数, 如果在大扭矩.齿轮传动.大惯量系统(例如纸机),其参数值设为1,如果在标准应
用系统中(例如泵类),其参数值设为0
P115=1自动参数设置(计算) 功能,装置根据电机铭牌数据和触发单元的配置进行v/f开环控制和闭环控制参数计
算(例如脉冲频率P340等)
P130电机编码器的选择, P130=10电机不带编码器;P130=11电机带脉冲编码器.然后在功能参数P151中输入编码
器的脉冲数(1024.2048等)。在参数P217中设定n/f实际值的转差失败校正,转差失败校正只在带编码器的转
速控制和在加速过程中改善转矩精度时才起作用,0为无效,1为带32ms的滤波时间校正,2为带16ms的滤波
时间校正。
注意:当非传动导辊编码器出现问题时,紧急处理措施是将编码器屏蔽,即将电机的控制方式由带编码器的速度
控制改为不带编码器的频率控制即P100由4改为3,,然后需将P130的参数值由11改为10(参见电机编码器的
选择)。
P303设定磁通给定滤波时间常数的功能参数
P339电机运行时的电压波形的控制,即是否释放脉冲波前缘调制系统的功能参数,如果释放脉冲波前缘调制系
统,虽会使输出电压升高电机的带载能力增加,但是会使其输出波形变坏,在成组传动系统中,会使得设备发生
共振的机率增加,P339=0时,所有系统都有边缘调制,当 P339=3时,无边缘调制系统。
P340逆变器晶闸管开关频率的调节参数 ,此值的增加将有助于装置输出波形的改善,但是晶闸管开关频率过高
会使得其输出电流不变的情况下晶闸管的温度升高,从而使其最大输出电流减小
P350所有电流量的参考值
P351所有电压量的参考值
P352所有频率量的参考值
P353所有转速量的参考值
P354所有转矩量的参考值
通过以上参数值的设定来限定逆变器的输出
P357设定转速.频率.转矩控制的基础采样时间的功能参数,如果故障信息F042“计算时间”发生,采样时间必须增加.
P380电机的热保护的参数设置, 用于“电机过热”报警温度值的输入,如果电机温度超过此设定值,逆变器将会
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出现A023报警
P381电机的热保护的参数设置, 用于“电机过热” 故障温度值的输入,如果电机温度超过此值,逆变器将会出现
F020故障报警
P382设定电机冷却方式的功能参数,电机的冷却方式有自冷(0)与风冷(1)两种方式。
在使用温度传感件的系统中,一般设置参数P380与P381,如果电机无温度传感件,则需要设置参数P383的值,
值得注意的是如果该值的设定值小于100,电机的热时间常数保护将不起保护作用,该值的设定参见西门子标准
电机热时间常数表。
P384设定电机的负载限制的功能参数,当达到输入的负载限定值时,出现报警
P386设定电机转子和定子阻抗温度适配的功能参数, 其对于带脉冲测速机和定子温度传感器的转速/转矩控制能
取得好的适配效果,前提条件:P100=3,4,5(矢量控制方式),参数值为0(适配无效),1(不带温度传感器),
2(带温度传感器)
P387设定所接电机系列的功能参数,此值来源于电机的铭牌上的电机型号,前提条件是异步电机且温度适配有
效,即P386>0(温度适配有效),P095=10,11(异步电机)
P388设定选择电机总重量的功能参数,该值一般来源于电机铭牌标示,输入该值的目的是为了更容易的计算出
电机的热参数
P452,P453设定电机正向/反向旋转时的最大频率或转速的功能参数, 参考值是P352,P353,这一值的显示是一个
百分数显示
设定回到参数菜单
P060=1回到参数菜单,当退出“系统设置”时 输入的参数值将被检验是否合理
P128用于设定电机与逆变器最大输出电流保护的功能参数
P295设定用于适应负载励磁空载情况下转子磁通给定的功能参数
P379在电极数据辨识或定子设定点(P121)和转子阻抗(P127)设定时的周围环境温度功能参数
P115=2静态电机辨识 即依据电机测量参数进行闭环控制的参数设置 ,包括接地检测和自动参数设置功能.当按
下“P”键后,必须在20S内按下启动键.按下启动键后电机将旋转.
P115=4电机空载测量,当输入此值且按下 “P”后电机必须在20S内启动此时电流流过电机且转子转动,之后
等待至电机停止运转后,变频器显示“开机准备”(009)电机的空载测量结束
注意 电机静态辨识与电机静态测量的过程中,电机必须与所带设备脱开
速度优化:
在做速度优化之前,首先需要按以上步骤做电机识别,之后需要在X101端子排的7#端子上接短接线,做优
化时同这一端子排的1# 端子短接 ,X102端子排的19#、20#端子上接线。之后,设参数P640.1=153 P643.1=10
P417=18 P405.1=0.5 P405.2=0.5 P438=40
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其中,P640.1=0153为选择的模拟输出连接量,加以比例增益电压后通过将赋值自X102端子排上的19#、20# 端
子输出
P643.1=10为CU板模拟输出的比例增益电压
P417=18为选择开关的开关量参数.当选择18时,B0018对应输入点5,其输入端子对应于X101端子排的7#端子。
P405.1=0.5输入固定给定5的功能参数,这时变频器的输出频率为0.5HZ
P405.2=0.5 解释同上
改变变频器控制波形输出的参数有:
P216设定n/f实际值予控滤波时间常数的功能参数
P221设定测速机n/f给定滤波时间的功能参数
P223设定接到速度调节器负输入端的n/f实际值滤波时间常数的功能参数
P235输入n/f调节器增益的功能参数
P240输入速度调节器积分时间的功能参数
图(一)为标准波形
当出现如图(二)的波形曲线时可增加P223的值,减小P216
当出现如图(三)的波形曲线时可减小P223, P235的值,增加 P240的值
(图一)
(图二)
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(图三)
当改变电机所带负载或齿轮箱的变比,改变电机的额定转速,都需要重新做电机优化。
PID 控制对传动点动态性能的影响:
闭环控制中,速度环PID调节的特性曲线:
速度要求的特性曲线:
比例增益不足的特性曲线:
比例增益过分的特性曲线:
积分增益过分的特性曲线:
理想的速度响应特性曲线:
注:为了降低速度或负载突然变化引起的过渡调节 ,可适当
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