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对于矢量控制,异步电机启动时,G120变频器先输出励磁电流使电机建立磁场,转矩电流受到限制,当励磁结束后,变频器使能转速设定值。电机功率越大励磁过程越慢,这样会产生过多的等待时间,对于需要快速启动、或频繁点动的应用,除了延时撤使能的方法外,还可以采用快速励磁功能。
1.1 G120变频器的快速励磁功能
G120变频器的快速励磁特性曲线如图1-1所示,在激活了快速励磁功能后,电机启动时,励磁电流设定值跃升到极限值:0.9 * r0067(I 大),实际磁通随着设定电流快速上升。 一旦达到由 p1573 设定的磁通阈值(小值:10 %,大值:200 %,出厂设置为100 %),便结束励磁(r0056.4=1),并使能转速设定值。
图1-1 G120变频器快速励磁特性曲线
1.2 快速励磁与常规励磁时间曲线对比
对比一下G120变频器激活快速励磁功能前后,电机励磁的差异。正常情况下,G120变频器控制0.12kw电机的启动曲线如图1-2所示,励磁时间大约为50ms。
在使用快速励磁功能时,设置参数p1401.6=1,p1573=90%,p1570=**,0.12kw电机的启动曲线如图1-3所示,磁通实际值为90%所需要的励磁时间约为26ms。
图1-2 常规励磁的电机启动曲线
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图1-3快速励磁的电机启动曲线
1.3 快速励磁使用注意事项
· 在负载较大时,设置的磁通阈值p1573不能太小,因为在励磁期间,转矩电流一直受限。
· 只有当励磁磁通实际值达到磁通阈值p1573的时间小于p0346 中设置的时间时,参数 p1573 中的磁通阈值才产生作用.
· “捕捉重启”功能继续以参数 p0346的励磁时间运行。
· 电流极限 p0640不能设置太小,否则可能永远不能达到磁通设定值p1570,如非必须,p0640保留为出厂值即可。
G120变频器从固件V4.7 SP9版本开始支持快速励磁功能,通过参数p1401.6=1激活,使用该功能后可以有效的缩短电机的励磁时间。如果变频器固件版本低于V4.7 SP9,且大于等于V4.5,对变频器进行固件升级后可以使用该功能。
变频器旁路功能
通常在电气传动系统中,变频器驱动电机运行,当变频器发生故障,或者由于工艺需求,电机转为工频运行的过程,叫做旁路,旁路功能应用不当,容易引发炸机。
<图1-1 变频器旁路示意图>
01.变频器旁路应用分类
1) 变频器同步旁路功能:
指变频驱动电机向工频电网切换过程中,变频器输出频率、幅值相位与电网一致的条件下,变频器输出侧接入电网,即变频器存在输出侧反向供电的状态。
2) 变频器非同步旁路功能:
指变频驱动电机过程中,电机从变频器输出切断,然后电机投入到工频电网运行的过程。
02. 同步旁路
1) 同步旁路应用,必须确认变频器输出相序与工频电网一致,否则投切过程容易发生炸机事故。变频器输出正相序为U、V、W,需要确认工频电网的接入相序,可以用相序仪、示波器等测量仪器确认。
<图1-2 示波器测量电网相序>
2) 同步旁路应用,必须确认变频器输出相位与工频电网一致,否则投切过程容易发生炸机事故。
<图1-3 示波器测量电网、变频器相位>
3) 同步旁路应用,必须加装输出电抗器,而且输出电抗器的阻抗压降在10%左右,这里电抗器的作用平衡变频与工频的电压差,限制旁路瞬间产生的冲击电流。不加电抗器,或者电抗器阻抗压降过小,都容易导致投切过程中发生炸机事故。
4) 同步旁路应用,变频器接触器和工频接触器的状态返回信号,必须取自于接触器本身,不得经过中间继电器转换,进一步减少触点动作的延时情况,规避触点粘连情况,防止由于投切动作错乱,出现炸机情况。
5) 同步旁路应用,尽量避开电网上临时工作的电焊机、电炉等设备,否则造成网侧波形畸变,导致变频器检测到的频率相位幅值不准确,造成炸机事故。
6) 同步旁路应用,作为同步信号发出的三个必要条件(频率、幅值、相位),设置窗口范围不能太大,太大容易出现工频接触器投入瞬间,出现大的冲击电流,可能导致IGBT损坏炸机。
03.非同步旁路
01
非同步旁路动作时序:
变频器停机(封锁脉冲输出)、断开输出接触器、闭合工频接触器,如果在变频器运行过程中,强行断开输出接触器,断开过程中接触器触点产生电弧,进而高电压加在IGBT上,可能导致IGBT损坏炸机。
02
非同步旁路对电机功率限制:
通常三相异步电机直接启动的电流为电机额定电流的5-7倍,尽管变频器已经将电机拖动到高速,避开了机械冲击,但是电机由于剩磁的影响,此时电机会感应出比较高的电压,加之相位不确定,此时工频接触器投入,冲击电流可能会很大, 需要充分考虑电机投入工频瞬间的冲击电流,即电网容量,严重情况,可能导致整个供电系统出问题。
03
非同步旁路开关器件的选择:
工频接触器需要能够分断满载运行的电机,否则容易导致接触器触点粘连、拉弧损坏。
04
非同步旁路应用需要增设变频工频接触器机械联锁,否则在两个接触器动作过程中,可能出现变频器反向供电情况,可能导致变频器炸机。
05
非同步旁路应用,必须确认工频相序与变频输出相序一致,否则导致工频接触器闭合瞬间出现过大的冲击电流,可能损坏开关和线路。
06
非同步旁路应用,工频转变频过程,需要激活捕捉再启动功能,由变频器搜索当前电机转速,然后速度跟踪上去;如果按照正常启动,从0Hz 开始升速,输出旋转磁场的速度与电机实际转速相差很大,变频器会出现过流趋势和过压趋势,出现过流过压故障,甚至导致IGBT损坏。
注意事项:
01
由于非同步旁路应用,没有做相应电气参数的检测,该功能操作过程中存在不确定性,而同步旁路功能,实时检测电网参数,能够做到同步投切,基本没有电流冲击,建议采用同步旁路功能。
02
变频器使用过程中应遵守常规的EMC规范。
03
严格按照同步旁路规范进行设计、调试。
SINAMICS V90 伺服驱动和 SIMOTICS S-1FL6 伺服电机组成了性能优化、易于使用的伺服驱动系统。八种驱动类型,七种不同的电机轴高规格,功率范围从0.05kW到7.0kW以及单相220V和三相380V的供电系统使其可以广泛用于各行各业,如:定位,传送,收卷等设备中,同时该伺服系统可以与S7-1500T/S7-1500/S7-1200 进行**配合实现丰富的运动控制功能。
SINAMICS V90 根据应用可分为两个版本
1. 脉冲序列版本(集成了脉冲,模拟量,USS/MODBUS)
2. PROFINET通讯版本(V90 PN 版本集成了 PROFINET 接口,可以通过 PROFIdrive 协议与上位控制器进行通讯)
SIMOTICS-1FL6 为自然冷却的永磁同步电机,通过电机表面散热,自锁式快插接头使电机安装变得轻松快捷。不同的电机轴高可满足市场的需要。1FL6 支持 3 倍过载,配合 SINAMICS V90 驱动系统可形成功能强大的伺服系统。
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01 伺服性能优异
?的一键优化及自动实时优化功能使设备获得更高的 动态性能
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02 易于使用
?与控制系统的连接快捷简单
?西门子一站式提供所有组件
?快速便捷的伺服优化和机械优化
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03 控制功能丰富
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?SINAMICS V90 PROFINET 版本:内置位置控制器,可实现基本定位功能(EPOS),也可以与S7-1200/S7-1500/S7-1500T组合实现运动控制功能。
04 经济可靠
?高品质的电机轴承
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?电机防护等级 IP 65,轴端标配油封
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