SEW变频器MOVIDRIVE培训教程.pdf

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MDX60/61B变频器培训教程
技术部:陈刚
:.
2012-8-27
第一部分:变频器的结构、原理与应用
目前轿车公司变频器使用类型比较多,常用的有SEW、AB、三菱、伦茨等
品牌。
一、变频器的作用与基本原理
能实现对交流异步电机的软起动、无级调速、提高运转精度、改变功率因
数、节能、过流/过压/过载保护等功能。
变频调速技术的理论基础是三相交流异步电动机的转速与频率成正比,与极
对数成反比——
n=(1-s)60f/p
其基本原理框图(应用最多的类型)是:
平波电路
电机
380VAC整流主电路逆变主电路
~(AC/DC)(DC/AC)
PG
控制电路
`:.
即三相(单相)交流电经过整流电路转换为直流电源,然后再逆变成三相交
流电动机使用的经过调制的等幅脉动直流,脉动直流密度与对应交流应获得幅值
成正比。
输出驱动电流使用了脉冲宽度调制技术(PWM)。由于输出的波形是脉动
直流,所以变频器对电网的谐波干扰非常大。
二、变频器速度控制方式
变频器常见的频率给定方式主要有:操作器键盘给定、接点信号给定、模
拟信号给定、通讯方式给定等。
1、操作键盘给定
通过操作键盘给定速度,手工或自动操作启动、停止变频器。
2、接点信号给定
通过外部开关接点组合代码来选择速度,而速度要在参数表设置。
3、模拟信号给定
包括0-5VDC、(0)1-10VDC、20mA电流、电位器给定等。
4、通讯方式给定
通过总线或其它接口,由另一个控制器把速度写入变频器特定的缓冲
字中。
三、外部接线
下图是一个三菱变频器接线的例子,这是变频器使用极其典型的电路。
:.
图中,使用了接点信号给定的速度输入方式。三级速度、停止、复位、正转、
反转等都由PLC输出控制,运行、异常报警信号接入PLC输入端。
四、工作方式与运行特性
变频器由于其控制上的柔性,可以获得多种改良特性。
1、工作方式:
基本工作方式有恒转矩、恒功率两种。
(1)恒转矩控制
根据转矩与“电压/频率”比值的平方成正比的数学关系,我们知道,要实
现恒转矩方式,必须保持U/f为常数。这就是为什么恒转矩控制方式下,频
率下降,输出电压也要跟着同比降低的原因。
(2)恒功率控制
从电动机功率:
P=MΩ=M*2лn/60=M*n/9554
及转矩与(U/f)的平方成正比的关系,要实现恒功率调速,就必须保证U2/f
为常数。
2、变频器主要运行特性分析
(1)额定频率以上调速特性分析
在额定频率以上时,电压不允许继续增加,此时频率可以上升。具体上升
幅度,与电机机械构件有关。
根据以上数学关系可以得出两点结论:
结论1:输出功率应与频率成反比,即功率将随着频率上升反比降低。
结论2:电机转矩将随频率的平方成反比而快速下降。
这个结论告诉我们,要在额定频率以上升速时,电动机和变频器都应该有
较大的余量。:.
(2)变频时,电机的起动电流、起动转矩怎样
采用变频器运转,随着电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被
限制在150%额定电流以下。一般根据机种不同,为125%~200%。而用工频
电源直接起动时,起动电流为额定电流5~7倍。采用变频器传动,起动电
流一般为额定电流的~倍,起动转矩为70%~120%额定转矩。
(3)低频转矩补偿
频率下降时,由于交流阻抗变小而直流电阻不变,内阻压降占比上升将
造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输
出电压提高一些,以便获得一定的起动转矩。这种补偿称增强起动,也即
所谓的低频转矩补偿。补偿方法有多种,有自动进行的方法、选择V/f模式
等。
(4)再生制动
电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为异步发电机状态运行,
作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动。如果整流器为晶体管桥,
发出的电能还可以回馈到电网。
(5)变频器辅助制动
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的
容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。
如采用选用件制动单元,可以达到50%~100%。
(6)挖土机特性
电机负荷到极限状态时要自动进行电流限制。目的是使电机持续维持最大转矩,
即使发生堵转,变频器也不会跳闸,即实现所谓挖土机特性。
该特性需要专用的电路来实现。
N
I
(7)加(启动)减速方式
要实现电机的S曲线启动,需在变频器内选择S曲线功能,现在的变频器一般都
有S曲线功能。
变频器从一个速度过渡到另外一个速度的过程称为加减速,如果速度上升则为加速,速度下降则
为减速。加减速方式主要有以下几种:
:.
(a)直线加减速(b)s型曲线加减速
1)直线加减速
变频器的输出频率按照恒定斜率递增或递减。变频器的输出频率随时间成正比地上升,大多数负
载都可以选用直线加减速方式。
一般定义加速时间为变频器从零速加速到最大输出频率所需的时间(t1)。减速时间则相反,为
变频器从最大输出频率减至零频率所需的时间(t2)。
在有些变频器定义中,加减速时间不是以最大输出频率fmax为基准,而是固定的频率(如50hz)。
加减速时间必须根据负载要求适时调整,否则容易引起加速过流和过压、减速过流和过压故障。
2)s曲线加减速
变频器的输出频率按照s型曲线递增或递减。
s曲线划分为3个阶段的时间,s曲线起始段时间如图中①所示,这里输出频率变化的斜率
从零逐渐递增;s曲线上升段时间如图中②所示,这里输出频率变化的斜率恒定;s曲线结束段
时间如图中③所示,这里输出频率变化的斜率逐渐递减到零。将每个阶段时间按百分比分配,就
可以得到一条完整的s型曲线。因此,只需要知道三个时间段中的任意两个,就可以得到完整的
s曲线,因此在某些变频器只定义了起始段①和上升段②,而有些变频器则定义两头起始段①和
结束段③。
s曲线加减速,非常适合于输送易碎物品的传送机、电梯、搬运传递负载的传送
带,以及其他需要平稳改变速度的场合。例如,电梯在开始起动以及转入等速运
行时,从考虑乘客的舒适度出发,应减缓速度的变化,以采用s形加速方式为宜。
五、参数表
变频器的参数表是维修人员必须掌握的,维修人员除了掌握接线方法外,还
必须详细阅读所有参数及设置方法。
事实上,变频器的参数九成左右都是出厂时设置好的,实际应用时,一般要
修改的参数不超过10%。
经常需要修改的参数一般有:
1、参数保护开关:
用于保护不被修改,编辑参数时,要打开。
2、自动目标速度
外部开关输入有三个控制点:高速、中速、低速,这三个点的编码还可以选
择更多的速度。具体速度可以在参数表中设定。
3、点动速度
变频器点动运行速度。
4、U/F特性
选择U/F控制方式,一般变频器都会提供类似的选择。
5、加、减速时间
不合适的加减速时间设定,会引起过电流报警。
6、启动扭矩或启动电压
主要用于低频启动时适度提升电压,以获取更大的启动扭矩。
7、电子热继电器
设置变频器过载保护电流,注意这个电流要根据电动机负荷来设置,否则就
起不到保护电机的作用。
8、输入方式:.
选择速度输入方式。
9、最大频率
变频器允许的最大频率
等等,一般变频器都有100个以上的参数,具体参数细节要参照变频器手
册。
参数表的输入方式有两种:一是使用袖珍键盘输入,它可以直接安装在变频
器上;二是使用专用笔记本电脑软件。
、
:.
第二部分:SEWMDX60/61B变频器维修使用指导书

1、型号含义:
型号:MDX61B0011–5A3–4–00
系列号版本电机功率电压无线干扰抑制3相象限版本
5:380-500VA、B:干扰抑制
2:200-230V0:无
2、规格:
该型变频器按功率大小,可以分为规格1-规格7(或尺寸0-尺寸6),规格1功
率最小,规格7功率最大。
3、概况
MDX61B相对60B有更多可选件,且可以带反馈控制。
MDX60B有如下现场总线接口:
PROFIBUSDP/FMS、INTERBUS-S、CAN、Device-Net(准备)
MDX61B还有:
EtherNet、EtherCat
MDX还有PLC卡、位置控制板、扩展I/O、同步控制器、编码器接口、制动器等
可选件。
IPOS:内部逻辑控制与位置控制功能。
该型变频器有如下种类:
调速范围静态转速精度
控制方式编码器
Nmax=3000rpmNmax=3000rpm
VFC控制无200:1%
VFC控制1024增量型编码器800:1%
CFC控制1024增量型编码器3000:1%
CFC控制sin/cos编码器5000:1%
SERVE控制旋转变压器>3000:1%
VFC:电压矢量控制
CFC:电流矢量控制:.
二、变频器接线图
(一)主电路
(二)控制电路
:.
:.

写入单元只适合与VFC控制,其它模式变频器必须使用MOVETOOLS软件。
(一)构成
确认切换键
菜单选择
语言选择
STOP:终止运行,可以通过RUN或者重新送电恢复。
RUN:运行。
DEL/左箭头:删除键,光标左移,部分子菜单状态的退出。
OK/右箭头:确认键,光标右移。
语言选择键:用于选择语言。
切换键:显示模式到编辑模式之间切换。
菜单选择键:选择上下文菜单。
10个数字键:输入数字。
“”号:切换正负号。
和小数点:输入小数点。
(二)连接写入单元
1、把电缆插到XTerminal接口。
2、在出现SEW标志后几秒,用语言选择键选择语言种类,并用OK键确认。
(三)启动与停止
1、用STOP键可以停止变频器工作,或对故障进行复位。
2、用RUN键重新启动变频器。
3、参数P70可以屏蔽这两个键。
(四)菜单
1、菜单结构:
通过菜单选取键进入上下文菜单,并用OK键激活:
:.
上下文菜单结构
1参数模式
9用户菜单
2变量模式
10增加P0000
3基本显示
11删除P0000
4Wake-up参数
12XXXXwake-up参数。
5手动操作
13供货状态
6初始化(调试)操作
2、参数模式:
14系统设定
3、变量模式::.
变量模式显示变量H…。
对变量的操作与修改与对参数的操作相同。
变量值以十进制/十六进制显示。
4、基本显示:
rpm,Amp,状态显示和IPOS操作显示。
5、Wake-up参数:
所谓唤醒参数就是送电后的显示屏幕。进入本项显示wake-up数据。
它可以包括如下选项:
基本显示;
参数模式中的参数;
用户菜单下的参数;
变量模式下的H变量。
Wake-up设定方法:
1)按菜单键进入上下文菜单;
2)选择要纳入的显示内容对应项目,如参数模式、变量模式等,OK键确认;
3)选择要显示的具体数据,OK键确认;
4)按菜单键返回上下文菜单;
5)选择第12项“XXXX唤醒参数”,OK键确认。其中XXXX就是选定的项目。
6、手动操作:
注意变频器禁止信号此时必须为1。
用菜单键进入上下文菜单,OK键确认。
通过10位数字键或用上下箭头设定速度。
通过START/STOP按钮进行起停操作。
手动运行只能通过键或激活出厂设定来退出。手动运行在移去DBG60B
后继续有效。
7、初始化(START-UP)操作:
初始化设定VFC&groups和VFC模式。
菜单设置与DBG11相同。
以下数据是必需的:
电机型号(SEW或非SEW电机)。
技术数据。例如:电压和频率。对非SEW电机还需要一些附加数据:电流、cos
、速度等。
电网电压。
闭环控制需要编码器数据(型号和分辨率)stiffness和转动惯量。
8、拷贝到DBG操作面板上:
选择此项把变频器数据拷贝到DBG内存,OK键确认。
9、拷贝到MDX内:
把存有参数的DBG插到一台新的变频器上,选择此项,OK键确认。则把变
频器数据拷贝到另一台变频器的MDX存储卡。
10、用户菜单:
是用户常用参数,可以添加删除,最多不超过50个。供货状态为DBG60的短菜
单,包含了最常用的参数。用户菜单前加“\”表示。这些参数顺序不能自动分
类。:.
增加用户菜单项目:
1)按菜单键调出上下文菜单。
2)选择“参数模式”,OK键确认。
3)按菜单键返回上下文菜单。
4)选择“增加PXXX”,XXX就是选定的参数。OK键确认。
删除用户菜单项目
1)按菜单键调出上下文菜单。
2)选择“用户菜单”,OK键确认。
3)选择要删除的参数,OK键确认。
4)按菜单键返回上下文菜单。
5)选择“删除PXXX”,XXX就是选定的参数。OK键确认。
11、增加P0000:用来增加用户菜单参数。方法见10。
12、删除P0000:用于删除用户菜单参数。方法见10。
13、xxxxx初始化参数:
定义初始化参数菜单显示。
xxxxx可包括Pxxx(参数),Hxxx(IPOS-变量)或基本显示。
xxxxx表示最后有效显示值。
14、供货状态:
键盘中所有数据将删除。不要与参数802(出厂设置)混淆。
15、系统设定:
设定LCD对比度,LED控制(背景显示),波特率和硬件版本。
离开:
可通过wake-up参数或基本显示离开此菜单。

(一)开发软件:
软件名称:MOVITOOLS。
适用于各类型的MDX变频器调试、维修。
具体用法:略。
开发软件连接接口方式如下:
1、USB接口方式:
转换器:选用USB11A
转换器到PC:USB线。
MDX到转换器:RJ10-RJ10连接线。
2、RS232接口方式::.
转换器:选用UWS21B
转换器到PC:9针RS232连接线。
MDX到转换器:RJ10-RJ10连接线。
(二)变频器调试:
用DBG60B可以调试VFC运行方式的应用。
CFC、SERVO运行方式调试必须使用MOVITOOLS软件。
使用DBG6B对变频器调试步骤如下:
:.
:.
(三)电动机启动:
下表是以利用外部端口启动为例时,X13端子控制状态。
:.
(一)存储卡
在更换变频器时,如果原来变频器使用了存储卡,则可以把存储卡直接换到
新的变频器上,无须重新写入数据。
(二)参数一览
该类变频器参数共十组,每组由有子参数组,其下才是具体参数。
下面列表中号码涂红的参数是用户要重点关注的。
------基本显示
------显示值
------设定值和斜率发生器
------转速调节器和位置调节器
------电机参数
------参考信号
------监控功能
------二进制端子定义
------控制功能
参数组0:显示值
------系统功能
00_过程值(显示):
------IPOS参数定义
参数号参数名称含义备注
实际转速。VFC开环运行,转速由额定速度和滑差确定;DBG11B分辨率:±1rpm
000速度[rpm]
闭环运行时,转速为编码器反馈实际值;MOVITOOLS分辨率:±
001用户显示[text]额定转速,由P850/P851/P852共同确定的显示方式
002
频率[HZ]变频器输出频率
003实际位置[inc]由编码器确定的位置,4096inc/转开环----实际位置为零
004输出电流[%In]额定电流的百分数,范围为0…200%In
额定电流的百分数,范围为0…200%In
005有功电流[%In]力矩为正方向时,有功电流为正值;
力矩为反方向时,有功电流为负值;
P006和P007为控制器所联电机热利用率的0…200%
006电机利用率1[%]
(参见P340/341)
007电机利用率2[%]参照P006
01_状态(显示)
008直流侧电压[V]0-1000V
参数号参数名称含义备注
009010输出电流变频器状态[A]视在电流控制器输出级状态:禁止/使能
24V-OPERATION、CONTROLLERINHIBIT、
011
运行状态NOENABLE、ENABLE、FACTORYSETTING、

012故障状态故障代码及故障描述
013有效的参数组参数组1或2
014散热片温度[℃]变频器散热片温度,范围-40℃…0...125℃
变频器接通主电源或外部24V的时间,
015主回路上电时间[h]
15分钟存储一次:.
02_模拟量输入(显示)
参数号参数名称含义备注
020电压输入时(-10---10V),显示-10-10V;
模拟量输入AI1[V]
电流输入时(0/4---20mA),显示0(1)-5V。
021模拟量输入AI2扩展板,选件
P120参数AI2选择“0-10V,电流限制”模式时显示
03_到06_I/O二进制状态(显示)
022外部电流限制[%]外部电流的百分率。
参数号参数名称含义备注
03-二进制输入状态基本单元(030---037对应DI00---DI07的状态)
04-二进制输入状态选件板(040---047对应DI10---DI17的状态)
DBG60B无
05-
二进制输出状态基本单元(050---055对应DB00、DO00---DI05的状态)
07_系统参数(显示)
06-二进制输出状态选件板(060---067对应DO10---DO17的状态)
参数号参数名称含义备注
070
变频器型号变频器型号
071变频器额定电流
编码器槽编码
072选件板1器固件版本
总线槽
073选件板2固件版本
扩展槽固
074选件板3件版本
076基本单元的版本号
077DBG固件
07808_故障寄存器(显示)技术功能所选择的技术功能
显示选择的是“标准功能”
079`功能模式参数名称还是“技术功能”含义备注
记忆最新发生的5次故障:
二进制输入/输出的状态、控制器状态、散热片温度、转速
080---0845个故障存储器
、输出电流、有功电流、控制器利用率、
直流侧电压、控制器上电时间、运行时间、
09_总线监控(显示)
参数组1/2、电机的利用率1/2。
参数号参数名称含义备注
090PD结构设定过程数据的结构
091现场总线类型PROFIBUSDP、CAN、INTERBUS、DeviceNet等
092现场总线波特率对PROFIBUS从机为自适应。
093现场总线地址变频器在总线中的地址
094---096PO1---PO3设定值过程输出值(PLC→控制器),P870-872描述。
097---099PI1---PI3状态值过程输入值(控制器→PLC),P873-875描述。:.
参数组1:转速设定/斜率发生器
10_转速设定选择
参数号参数名称选项含义备注
100设定源变频器参数设定的来源
模拟量输入(0---10V)或固定设定点;
UNIPOL/
单向运行,负输入将被认为是0V;
转向及速度等结合P16X、P60X、P61X设置;
模拟量输入(-10V---0---10V)或固定设定点;
BIIPOL/
双向运行,结合P16X、P60X、P61X等设置;
正输入为正转运行,负输入为反转运行;
现场总线为转速设定源(包括PROFIBUS、INTERBUS
FIELDBUS
DEVICENET、CANBUS等);
RS-485
RS-485通讯为转速设定源;
电动电位计
二进制输入()用于定义转
MOTORPOTENTION
速设定值;
二进制输入正转/停和反转/停决定转动方向;
参数号参数名称选项含义
SBUSSBUS通讯为转速设定源
101
控制信号源变频器控制命令的来源
FREQUENCYINPUT频率输入
TERMINALS二进制输入为控制源
FIELDBUS
现场总线和二进制输入为控制源
RS-485
RS-485和二进制输入为控制源
11_模拟量输入AI1
SBUS
SBUS和二进制输入为控制源
参数号参数名称含义备注
110AI1的比例系数模拟量输入与最大速度的关系系数-10到10
111AI1的偏置补偿选择外部给定时补偿偏移使用-500到500mV
112AI1运行模式选择不同的参数曲线和电压/电流输入
113AI1电压偏置设定从何处沿曲线通过速度零点-10到10V
114AI1速度偏置设定从何处沿曲线通过电压零点-6000到6000RPM
参数号参数名称选项含义备注
115滤波器0-100ms,0:无滤波
112AI1运行模式模拟量输入1的控制模式
Ref。N-MAX10V对应Nmax
AI1比例系数、电压偏置、转速偏置无效
Ref。3000rpm10V对应3000rpm
AI1比例系数、电压偏置、转速偏置无效
U-OFF。,N-MAX10V对应Nmax
AI1电压偏置有效
N-OFF。,N-MAX10V对应Nmax
AI1转速偏置有效:.
12_模拟量输入AI2(扩展可选件)
参数号参数名称选项含义备注
120AI2运行模式DIO11A扩展板
NO-FUNCTION
0---10V+SETPT1AI2+AI1
电流限幅值
0---10I-LIIMIT0---10V对应0----100%
的P303内部电流限幅值
13_转速斜坡1
ACTUALVALUEPID
实际值PID控制器
CONTROLLER
参数号参数名称含义备注
130
顺时针加速斜率[S]0-2000s
131
顺时针减速斜率[S]0-2000s
132
逆时针加速斜率[S]0-2000s
133
逆时针减速斜率[S]0-2000s
134
第二套参数斜率[S]加速斜率=减速斜率(用二进制输入选择)0-2000s
0=OFF、1=WEAK、2=MEDIUM、3=STRONG
135S曲线
14_转速斜坡2:
136与13_完全相同。
停车斜坡(快停斜率)二进制输入(使能/快停)0-20s
15_电动电位计斜坡
137
急停斜坡变频器发生故障时沿此斜坡停车(P83-)0-20s
参数号参数名称含义备注
150t3上升斜率P100设为电动电位计,且有P6-参数配合0-50s
151t3下降斜率P100设为电动电位计,且有P7-参数配合0-50s
保存在任意调整后的频点[大于FMIN],OFF:不保存
152存储最后设定点再起动后该频点将作为设定点ON:保存
16_/17_固定设定转速:.
参数号参数名称含义备注
160/170固定转速设定点n11/n21P100设定为固定设定点功能。-6000到6000RPM
161/171固定转速设定点n12/n22P100设定为固定设定点功能。-6000到6000RPM
162/172固定转速设定点n13/n23P100设定为固定设定点功能。-6000到6000RPM
端子
功能端子n11/n21端子n12/n22
FIXSETPTSWOV
n11有效"1""0""0"
n12有效"0""1""0"
n13有效"1""1""0"
n21有效"1""0""1"
n22有效"0""1""1"
P60X用于自由定义X13端子作用,该参数设置一个FIXSETPTSWOV端子后(如
DI06-DI07n23),可以实现两组固定点转速之间的切换。有效"1""1""1"
参数组2:控制器参数
这组参数有三个作用:
配置变频器控制性能参数,以优化性能;如增益、滤波、前馈等;
配置同步控制参数;
配置过程控制参数。
具体内容此次培训略,实际使用参考厂家参数说明书。
参数组3:电机参数
30_/31_限幅
参数号参数名称含义备注
仅对VFC模式有效,CFC/SERVO无效;
300/310
起停速度1/2是启动最低转速,和当停车时,开始外部制动的转速;0-150RPM
变频器的最低转速;
301/311最小速度1/2当提升功能激活以后最小速度设为15rpm;0-6100RPM
302/312最大速度1/20---1500rpm---5500rpm0-6100RPM
303/313电流限幅1/2内部电流限幅值(优先于外部限幅值)0-150%
32_/33_电机补偿
304转矩限制0-150%
参数号参数名称含义备注
仅对VFC模式一对一有效,CFC/SERVO无效,同时,ON
320/330自动调整功能1/2在VFC-N-CONTROL并且P730=OFF时无效OFF(默认)
VFC+GROUP0-100%,
模式需手动设定,
321/331
BOOST1补偿1/2VFC在10%基频自动完成默认0
322/332IxR补偿1/2VFC模式下自动完成0-100%
VFC带编码器反馈模式下有效,同时
323/333预磁化时间1/2要求P730/733有效,P710/711关闭0-2s
此参数能增加电机速度精度,设定值
324/334滑差补偿1/2允许在额定值的