汕头西门子PLC模块电源供应商

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大转矩表达式为
（2-14）
同步转速仍为 ，由此可见，当角频率ω1提高时，同步转速随之提高，
大转矩减小，机械特性上移，如图2-7所示。由于频率提高而电压不变，气隙磁通必然减小，导致转矩的减小，但转速升高了，可以认为输出功率基本不变。所以，基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。

图2-7 基频以上变频调速的机械特性

2.2 矢量控制的基本思想
交流电动机矢量控制原理是1971年由F.Blaschke提出的，其基本思想是设法模拟直流电动机的控制特点来进行交流电动机的控制，使之能够象直流电机调速系统一样具有良好的动、静态性能。直流电机调速性能好的根本原因是由于其磁通和转矩能很容调节励磁电流和电枢电流分别得到控制。以他励直流电动机为例，其电磁转矩表达式如下式所示：
 Te=CmФIa （2-15）
式中Te为电磁转矩；Cm为转矩系数；Ф为磁通；
Ia为电枢电流。由于电枢电流Ia所产生的电枢磁
通和励磁磁通Ф是相互垂直的，如图2-8所示，
再加上一定的补偿以后，电枢反应对主磁场祛磁
的实际影响是很小的。因此，可以认为，Ф和Ia
是互不相关的立变量，磁通Ф只与励磁电流If
有关。如果保持If不变，即Ф不变，则Te与Ia
成正比，调节和控制电枢电流Ia也就直接调节和
控制了电磁转矩Te，从而使转矩控制具有良好的
动态性能。 图2-8 直流电机磁势图
异步电动机与直流电机不同，异步电动机的电磁转矩表达式如下式所示：
 Te=CmФIrcosφr （2-16）
式中Ф为气隙磁通，Ir为转子电流；φr为转子电流Ir滞后转子电势的电角度；
Cm为异步感应电动机转矩系数。由于转子阻抗角 ，异步电动机的转
矩不仅与转子电流Ir和气隙磁通Ф有关，而且与转速（转差率s）有关，Ir和Ф两个量既不成直角，又不是两个立变量，因此不能以简单的方法进行磁通和转矩的单控制，因此，要在动态中准确地控制转矩显然比较困难。要解决这个问题，一种办法是从根本上上改造交流电机，改变其产生转矩的规律，迄今为止，在这方面的研究成效尚少。另一种办法是在普通的三相交流电动机上设法模拟直流电机控制转矩的规律，通过电机统一理论和坐标变换理论，把交流电动机的定子电流分解成磁场定向坐标的磁场电流分量和与之相垂直的坐标转矩电流分量，把固定坐标系变换为旋转坐标系解耦后，交流量的控制变为直流量的控制便等同于直流电动机。即如果在调程中始终维持定子电流的磁场电流分量不变，而控制转矩电流分量，它就相当于直流电机中维持励磁不变，而通过控制电枢电流来控制电机的转矩一样，能使系统具有较好的动态持性。这就是矢量控制或称矢量变换控制的基本思想。
众所周知，对三相静止的对称绕组A、B、C通以三相正弦交流电流iA、iB、iC时，便产生转速为ω1的旋转磁场Ф。如图2-9（a）所示。然而，旋转磁场并不一定非要三相不可，两相、四相等任意对称的多相绕组，通以平衡的多相电流，都能产生旋转磁场。图2-9（b）是两相静止绕组α和β厂（空间位置相差900），通以两相平衡电流Iα和Iβ（时间上差900）时所产生的旋转磁场Ф。当图2-9（a）和2-9（b）中所示的旋转磁场的大小与转速都相同时，则两套绕组等效，再看图2-9（c）中的两个匝数相等且互相垂直的绕组M和T，分别通以直流电流iM和iT，产生位置固定的磁通Ф。如果使两个绕组同时以同步转速ω1旋转，磁通Ф自然随着旋转起来，而成为旋转磁场，并可以和图2-9（a）、（b）中的绕组等效。但如果观察者站到铁心上和绕组一起旋转时，在他看来，M、T是两个通以直流的互相垂直的静止绕组。如果取磁通Ф的位置和M绕组的平面正交，就和等效的直流电动机绕组没有差别了。这样，以产生同样的旋转磁场为准则，图2-9（a）中的三相绕组，（b）中的两相绕组和（c）中的直流绕组等效。iA、iB、iC与iα和iβ及iM、iT之间存在着确定的关系，即矢量变换关系。这样只要按照某个规律去控制三相电流iA、iB、iC就可以等效地控制iM和iT来达到所需控制转矩的目的。
图2-9 等效的交流电动机绕组与直流电动机绕组
2.3变频器的基本构成
变频器分为交-交和交-直-交两种形式。交-交变频器可将工频交流直流接变换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器。而交-直-交变频器则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率、电压均可控制的交流，又称间接式变频器。
变频器的基本构成如图2-10所示，由主回路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制回路组成，分述如下：
图2-10 变频器的基本构成
（1）整流器 电网侧面的变流器I是整流器，它的作用是把三相（也可以是单相）交流整流成直流。
（2）逆变器 负载侧面的变流器Ⅱ为逆变器。常见的结构形式是利用六个主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律的控制逆变器中主开关的通与断，可以得到任意频率的三相交流输出。
（3）中间直流环节 由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动或发电制动状态，其功率因数总不会为1。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲。所以又常称中间直流环节为中间直流储能环节。
（4）控制电路 控制电路常由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。控制方法可以采用模拟控制或数字控制。的变频器目前已经采用微型计算机进行全数字控制，采用尽可能简单的硬件电路，主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的功能。
（5）关于变流器名称的说明 对于交-直-交变频器在不涉及能量传递方向的改变时，我们常简明地称变流器Ⅰ为整流器，变流器Ⅱ为逆变器（如图），而把图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ总起来称为变频器。实际上，对于再生能量回馈型变频器，Ⅰ、Ⅱ两个变流器均可能有两种工作状态：整流状态和逆变状态。当讨论中涉及变流器工作状态转变时，Ⅰ、Ⅱ不再简称为“整流器”和“逆变器”而称为“网侧面变流器”和“负载侧变流器”。

2.4变频器的起动状态
 变频起动中，是通过控制异步电动机的定子电压和定子频率来获得所需的起动性能。根据工程的需要，一般尽量减小起动电流，这样可以减小变频器的容量。对起动时间的设定并不追求越短越好，如果**主磁通为额定值通过恰当地设定起动时间，相当于间接地选择了起动过程中的动态转矩，可以减小起动电流和起动损耗。所以起动时常有几种情况：或起动电流小、或起动损耗小、或起动时间短。另外，还要考虑避免过大的机械冲击，使起动过程缓和、平滑等。根据变频器的功能有如下几种起动方式可供选择。
 (1)限流加速 对于有转矩控制功能的变频器和矢量控制式变频器，由于具有快速的电流限制功能，即使转速指令设定成阶跃指令，变频器本身也能把电流限制在允许值以内。就是说可以用变频器的允许大转矩，实现尽可能快的起动过程。起动中电流可以被限制在人为设定的范围以内。
 (2)加速 U/f控制式变频器，多数不具备积限制电流的功能，电流冲击过大，可能造成过电流跳闸。对于阶跃式的转速设定，往往在变频器的内部将其变换成随时间线性上升的指令。为了防止过电流，常要调整起动时间，使之与生产机械相适应。以期在不出现过电流的前提下，尽量缩短起动时间，这就是起动时间设定所要遵循的一般原则。
 表2-1 变频起动的三种方式
加速方式 控制方法 说明图 备注
限流加速 加速中电流被抑制在固定值上，可以实现对变频装置和生产机械的过载与冲击的限制 ×加速中,电动机转矩保持恒定×矢量控制式变频器常采用该方式
加速 阶跃的速度指令变换成随时间线性变化的指令，是一种加速度限制控制方式 ×加速转矩一定×U/f控制和矢量控制变频器中采用 
S形加速 在上面的基础上限制转矩的变化率，可以实现平稳起动 U/f控制和矢量控制变频器中采用

(3)S形加速 S形加速的目的是使加程变得缓和些。为了使电梯乘员感到舒适或者使传送带所载的物品不致倒塌常采用这种S形加速方式。在起动初期和起动末了的加速度，随时间有一个渐变的过程。
上述三种起动方式的性能与用途的比较见表2-1。
这里说明一个问题，通用变频器中的加、减速时间设定功能所设定的时间，是指由从零频率上升到变频器频率和从变频器频率下降到零频率的时间。加速时间设定的约束是将电流限制在过电流容量之内，不应使过电流保护动作；减速时间设定约束是防止直流回路（滤波电容器）电压过高，不应使过电压保护动作。

2.5变频器的制动状态
 在变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传动系统中，当电动机减速或者所拖动的位能负载下放时，异步电动机将处于再电制动状态。传动系统中所储存的机械能经异步电动机转换成电能。逆变器的六个回馈二管将这种电能回馈到直流侧。此时的逆变器处于整流状态。如果在标准型的变频器中（网侧变流器为不控的二管整流桥）不采取另外的措施，这部分能量将导致中间回路的储电电容器的电压上升。如果电动机的制动并不太快，电容器电压升高的值并不十分明显，一旦电动机恢复到电动状态，这部分能量又被负载所重新利用。电容器电压升高过大，装置中的“制动过电压保护”将动作，保护变频装置的，所以当制动过快或机械负载为提升机时，这部分再生能量的处理问题就应认真对待了。
在变频器中，对再生能量的处理方式有三种：1）耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，变频器通过制动单元（分外置、内置两种）将再生制动能量消耗在制动电阻上；2）由并联在直流回路上的其他传动系统吸收；3）使之回馈到电网。如果属于前两种工作状态，称为动力制动状态；如果属于后一种工作状态，则称为再生制动状态。应该注意，这是从整个系统角度视再生电能是否能回馈到交流电网而定义的两种工作状态。在这两种状态下，异步电动机自身均处于再电制动状态。

3. 变频器的应用
3.1 变频器容量的计算
（1） 连续运转时所需的变频器容量的计算式
 （3-1）
 （3-2）
 （3-3）
式中PM──负载所要求的电动机的轴输出功率；
 η──电动机的效率（通常约0.85）；
 cos*──电动机的功率因素（通常约0.75）；
 UM──电动机电压（V）；
 IM──电动机电流（A），工频电源时的电流；
 k── 电流波形的修正系数（PWM方式取1.05~1.0）；
 PcN──变频器的额定容量（kVA）；
IcN──变频器的额定电流（A）；

 （2）一台变频器传动多台电动机并联运行，即成组传动时，变频器容量的计算。当变频器短时过载能力为150％，1min时，如果电动机加速时间在1min以内
 
即 （3-4）
 （3-5）
 当电动机加速时间在1min以上时，
 （3-6）
 （3-7）
式中PM──负载所要求的电动机的轴输出功率；
 nT──并联电动机的台数；
 ns──同时启动的台数；
 η──电动机效率（通常约0.85）;
 cos*──电动机功率因素（通常约0.75）；
 PCN1──连续容量（kVA），PCN1=kPMnT/ηcosφ
KS──（电动机启动电流）/（电动机额定电流）；
IM──电动机额定电流（A）
k──电流波形的修正系数（PWM方式取1.05~1.10）；
PCN──变频器容量（kVA）
IcN──变频器额定电流。
（3） 大惯性负载起动时变频器容量的计算
 （3-8）
式中GD2──换算到电动机轴上的总GD2（N·M2）；
 TL──负载转矩（N·m）；
 h──电动机效率（通常约0.85）
 cosj──电动机功率因数（通常约0.75）
 xA──电动机加速时间（s），根据负载要求确定；
 k──电流波形的修正系数（PWM方式取1.05~1.10）；
 nM──电动机额定转速（r/min）；
 PCN──变频器容量（kVA）。
变频器与异步电动机组成不同的调速系统时，变频器容量的计算方法也不同。本小节（1）所列，适用于单台变频器为单台电动机供电连续运行的情况。式（3－1）、式（3－2）和式（3－3）三者是统一的，选择变频器容量时应同时满足三个算式的关系。尤其变频器电流是一个较关键的量。本小节(2)所列，适用于一台变频器为多台并联电动机供电且各电动机不同时起动的情况。选择逆变器容量，无论电动机加速时间在1min以内或以上，都应同时满足容量计算式和电流计算式。本小节(3) 所列，是针对大惯量负载的情况，例如吊车的平移机构、离心式分离机、离心式铸造机等，负载折算到电动机轴上的等效GD2比电动机转子的GD2大得很多。这种情况下则应按式(3-8)选择变频器的容量。

3.2 变频器的外围设备及其选择
变频器的运行离不开某些外围设备。这些外围设备通常都是选购件。选用外围设备常是为了下述目的：a. 提高变频器的某种性能；b..变频器和电动机的保护；c. 减小变频器对其他设备的影响等。
(1) 变频器外围设备的种类与用途 变频器的外围设备如图3-1所示。
下面分别说明用途与注意事项等。

图3-1 变频器的外围设备
1— 电源变压器T 2—电源侧断路器QF 3—电磁接触器1KM
 4—无线电噪声滤波器FIL 5—电源侧交流电抗器1ACL
 6—制动电阻R 7—电动机侧电磁接触器2KM
 8—工频电网切换用接触器3KM 9—电动机侧交流电抗器2ACL

a. 电源变压器T: 电源变压器用于将高压电源变换到通用变频器所需的电压等级，例如220V量级或400V量级等。变频器的输入电流含有一定量的高次谐波，使电源侧的功率因数降低，若再考虑变频器的运行效率，则变压器的容量常按下式考虑：
变压器的容量(KVA)＝ 
其中变频器功率因数在有输入交流电抗器1ACL时取0.8—0.85，无输入电抗器1ACL时则取0.6-0.8。变频器效率可取0.95，变频器输出功率应为所接电动机的总功率。
变频器生产厂家所的变压器容量的参考值，常取变频器容量的130%左右。
b. 电源侧断路器QF 用于电源回路的开闭，并且在出现过流或短路事故时自动切断电源，以防事故扩大。如果需要进行接地保护，也可以采用漏电保护式断路器。使用变频器无例外地都应采用QF。
c. 电磁接触器1KM 用于电源的开闭，在变频保护功能起作用时，切断电源。对于电网停电后的复电，可以防止自动再投入以保护设备的及人身。
d. 无线电噪声滤波器FIL 用于限制变频器因高次谐波对外界的干扰，可酌情选用。
e. 交流电抗器1ACL和2ACL 1ACL用于抑制变频器输入侧的谐波电流，改善功率因数。选用与否视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网电压允许的畸变程度而定。一般情况以采用为好。2ACL用于改善变频器输出电流的波形，减低电动机的噪声。
d. 制动电阻单元R 用于吸收电动机再生制动的再生电能。可以缩短大惯量负载的自由停车时间。还可以在位能负载下放时，实现再生运行。
e. 电磁接触器2KM和3KM 用于变频器和工频电网之间的切换运行。在这种方式下2KM是的，它和3KM之间的联锁可以防止变频器的输出端接到工频电网上。一旦出现就频器输出端误接到工频电网的情况，将损坏变频器。如果不需要变频器——工频电网的切换功能，可以不要2KM。注意，有些机种要求2KM只能在电动机和变频器停机状态下进行开闭。

（2） 制动电阻的计算 在异步电动机因设定频率下降而减速时，如果轴转速由频率所决定的同步转速，则异步电动机处于再电运行状态。运动系统中所荐储的动能经逆变器回馈到直流侧，中间直流回路的滤波电容器的电压会因吸收这部分回馈能量而提高。如果回馈能量较大，则有可能使变频器的过压保护功能动作。利用制动电阻可以耗散这部分能量，使电动机的制动能力提高。制动电阻的选择，包括制动电阻的阻值及其容量的计算，可按如下步骤进行。
a. 制动转矩的计算 制动转矩TB可由下式算出：
 TB= （N×m） (3-9)

式中 GD2M——电动机的GD2（N×m2）；
 GD2L ——负载折算到电动机轴上的GD2（N×m2）；
 TL ——负载转矩（N×m）；
 n1——减速开始速度（r/min）；
 n2——减速完了速度（r/min）；
 ts——减速时间（S）。
b. 制动电阻阻值的计算 在附加制动电阻进行制动的情况下，电动机内部的有功损耗部分，折合制动转矩，大约为电动机额定转矩的20%。考虑到这一点，可用下式计算制动电阻的值
 RBO= (Ω) （3-10）
 式中 UC——直流回路电压（V）；
 TB——制动转矩（N×m）；
 TM——电动机额定转矩；
 n1——开始减速时的速度。
 如果系统所需制动转矩TB〈0.2TM，即制动转矩在额定转矩的20%以下时，则不需要另外的制动电阻，仅电动机内部的有功损耗的作用，就可使中间直流回路电压限制在过压保护的动作水平以下。
 由制动晶体管和制动电阻构成的放电回路中，其大电流受制动晶体管的大允许电流IC的限制。制动电阻的小允许值Rmin（Ω）为
 Rmin= (3-11)
 式中 UC——直流回路电压（V）。
 因此，选用的制动电阻RB应按
 Rmin<RB<RBO (3-12)
 的关系来决定。
 c. 制动时平均消耗功率的计算 如前所述，制动中电动机自身损耗的功率相当于20%额定值的制动转矩，因此制动电阻器上消耗的平均功率Pro(KW)可以求出：
 Pro=1.047(Tb-0.2TM) (KW) (3-13)
 d. 电阻器额定功率的计算 视电动机是否重复减速，制动电阻器额定功率的选择是不同的。图3-2所示为电动机减速模式。当非重复减速时，如图3-2b所示，制动电阻的间歇时间（T-ts）>600s。通常采用连续工作制电阻器，当间歇制动时，电阻器的允许功率将增加。允许功率增加系数m和制动电阻使用率D=ts/T之间的关系曲线如图3-2a所示。D=ts/T，意义见图3-2a 。
图3-2 减速模式
a）重复减速 b）非重复减速

 根据电动机运行的模式，可以确定制动时的平均消耗功率和电阻器的允许功
率增加系数，据此可以求出制动电阻器的额定功率Pr
 Pr= (KW) (3-14)
 根据如上计算得到的RBO和Pr，可在市场上选择合乎要求的标准电阻器。
 
3.3 日本安川公司616G5变频器简介
1． 变频器的基本构成与功能
1） 主回路
给异步电动机提供调频调压电源的电力变换部分称为主回路
 a．整流器
把工频电源变换为直流电源，电功率的传送不可逆
 b．滤波器
在整流器整流后的直流电压中，含有脉动电压，此外，逆变器回路产生的脉动电流也使直流电抗器和电容器吸收脉动电（电流）。
 c．逆变器
逆器的作用是在所确定的时间里有规则地使六个功率开关器件导通、关断，从而将直流功率变换为所需电压和频率的交流输出功率。
 d．制动单元
异步电机在再生制动区域运行时，再生能量储存于储能电力电容器中，使直流电压升高。对起重机机械系统惯量所积蓄的能量比电容器能储存的能量大，并且需要快速制动，用可逆变流器把再生能量反馈到电网侧，这样节能效果好，或设置制动单元，把多余再生功率消耗掉，以免直流回路电压的上升过限值。
2） 控制回路
a． 将外部的转速、转矩等指令同回路的电流、电压信号进行比较运算，决定变频器的输出电压、频率。
b．电压/电流检测回路
 检测主回路电压、电流等
c．驱动回路
 驱动主回路功率开关器件，使之导通、关断。
d．转速回路
速度信号送入运算回路
3） 保护回路
保护回路可分为变频器保护和异步电机的保护
2,变频器的保护
（1） 瞬时过电流保护
 由于变频器负载侧短路等原因，流过变频器元件的电流达到异常值时，立即停止工作。
（2） 过载保护
 变频器电流过一定值，且连续流通过规定时间，停止工作。
（3） 再生过电压保护
 采用变频器使电动机快速减速时，由于再生功率引起直流电路电压升高过允许值时，停止运行。
（4） 瞬时掉电保护
（5） 对地过电流保护
（6） 冷却风机异常

异步电机的保护
（1） 过载保护
（2） 速保护
 变频器的输出频率或者变频电动机的速度过规定值时，停止变频器运行。

4,安川变频器结构形式
1） 整流器：AC→DC二管整流2UO=Ed
2） 充电限流电阻R：抑制di/dt
3） 旁路接触器MC：线圈控制过程，电压检测方式80%EdN
4） 滤波电容C：滤波、储能、抑制电压突变（瞬停保护）
5） F快速熔断器：保护IGBT以防故障进一步扩展。
6） AC、CT1、DC、CT2：电流互感器，因DC中电注含有较高谐波分量，AC电流是变频f变化，且不是规范的50HZ正弦波，因此备件定货时，一定采用同类产品。
7） 主功率器件IGBT：检查方法，器件换时，型号、导热胶、三菱（CM）、、富士电压等级（CM400HA-24GCM300HA-12G）
8） 浪涌尖峰噪声吸收模块（R、C、D）开关速度过快（频率过高）
9） 充电指示灯：DC27V以上
10）冷却风机检测、温度检测、MC辅助触点检测。
11）PG及PG卡：600P/R，A相、B相脉冲。
12）驱动板，供电电源由Upn提供并向主控板手持编程器提供门驱动板与主回路相关联，因此易损坏。
13）通讯卡（P-2161/F）、、速度快。
14）制动单元及制动电阻，制动单元电压跳线器设置考虑，制动电阻温升阻值。
15）手持全数字编程器

 2.维修注意事项
1） 所有维修工作在输入侧断路器OFF，且充电指示灯灭后进行。
2） IGBT门开路条件下，不允许主回路通电。
3） 所有电解电容（包括主控板、驱动板）冷却风机，应按照使用说明书。
4） 由于INV载波频率高，空间电场强，应定期对主控板、驱动板除尘。
5） RTG行走震动大，应定期紧固螺丝。
6） 在空载条件下，对5档速度下的电流、电压、频率，在加速、恒速、减速制动时进行记录。定期检查，维修后进行比较，若偏差＞20%，则应查找原因或同安川公司联系。参数监测可用手操器或机上表头。

4．端子说明

5,控制模式（四种）

控制模式 V/f控制 带PG V/f控制 开环矢量控制 闭环矢量控制
控制模式 电压/频率控制 电压/频率控制带速度补尝 电流矢量不带PG控制 电流矢量带PG控制
速度检出器 不要 要（PG） 不要 要（PG）
速度检出器Option 不要 PG-A2，PG-D2 不要 PG-B2，PG-X2
速度控制范围 1：40 1：40 1：100 1：1000
启动转矩 150%/3HZ 150%/3HZ 150%/1HZ 150%/0r/min
速度控制精度 ±2%~±3% ±0.03% ±0.2% ±0.02%
转矩控制 不可 不可 不可 可以
适用用途 同时驱动多台电机，电机参数不知道，不能进行自学习 简易速度反馈控制机械侧已安装PG 需多种调速的场合 简易伺服驱动，速度控制，力矩控制
主要参数设置说明
An环境参数
A1-00语言选择：0：英语 1：日本语 2：德语 3：法语
A1-01访问等级：2：QUICK-START 3：BASIC 4：ADVANCED
A1-02控制模式：0：无PG V/f控制 1：有PG V/f控制
 2：无PG 矢量控制 3：有PG 矢量控制
A1-03初始化： 回到出厂时设定
bn应用参数
b1-01（0-4）频率指令输入方法
0：数字操作器 1：模拟量端子
2：MEMOBUS传送（S1-K2）与GEPLC以及其他厂家PLC
3：选择卡（CP-216）
4：MEMOBUS传送（CP-717）
b1-02（0-4）运行指令输入方法选择
0：数字操作器 1：模拟量端子
2：MEMOBUS传送（S1-K2）与GEPLC以及其他厂家PLC
3：选择卡（CP-216）
4：MEMOBUS传送
b1-03（0-4）停止方式选择
0：减速停车 1：自由滑车
2；DC制动 3：带计时器停车
b1-04（0-4）反转选择
0：可以反转 1：不能反转
Cn调整参数
C1-01加速时间1 C1-02减速时间1
C1-03加速时间2 C1-04减速时间2
C1-05加速时间3 C1-06减速时间3
C1-07加速时间4 C1-08减速时间4
C1-09快速停车时间 C1-10加减速时间单位（0-1）
0：0.01秒 1：0.1秒
C2-01~C2-04 S曲线

dn指令参数
d1-01~d1-08：速度选择
d1-01频率指令1 d1-02频率指令2
d1-03频率指令3 d1-04频率指令4
d1-05频率指令5 d1-06频率指令6
d1-07频率指令7 d1-08频率指令8
d1-09点动频率
d2-01~d2-02：输出频率上/下限
d2-01输出频率上限
d2-02输出频率下限
En电机参数
E1-01~E1-13：电机额定参数
E1-01 bbbbb voltage E1-02 motor selection
E1-03 V/f election E1-04 max frequency
E1-05 max voltage E1-06 base frequence
E1-07 mid frequency A E1-08 mid voltage A
E1-09 mid frequency E1-10 min voltage
E1-11 mid frequency B E1-12 mid voltage
E1-13 base voltage 
E2-01~E2-10电机动态参数
E2-01 motor rated current
E2-02 motor rated slip
E2-03 motor no-load current
E2-04 number of motor poles
E2-05 motor line-to –line resistance
E2-06 motor leak inductance
E2-07 motor iron-core saturatio coefficient 1
E2-08 motor iron-core saturatio coefficient 2
E2-09 motor mechanical loss
E2-10 motor iron-core loss
Fn任选功能参数
F1-01~F1-12 PG速度卡参数
F1-01 PG constant 600P/R
F1-02 operation selection at PG open circuit(0-3)
0：减速停止 1：自由滑行停止
2：非常停止 3：继续运行
F1-03 opertion selection at over speed
0：减速停止 1：自由滑行停止
2：非常停止 3：继续运行
F1-04 operation selection at deviation
0：减速停止 1：自由滑行停止
2：非常停止 3：继续运行
F1-05 PG rotation
0：电机正转时A相前
1：电机正转时B相前
F1-06 PG division rate
F1-07 integral ＆#118alue durning accel/decel enable /disable 
0：无效
1：有效
F1-08 overspeed detection lever
F1-09 overspeed detection delay time
F1-10 excessive speed deviation detection lever
F1-11 excessive speed deviation detection delay time
F1-12 PG open-cir-detection time
F2模拟量指令卡
Hn.多功能端子定义参数
H1-01~H1-06（3-8端子）
设定范围0-77
H2-01~H2-03（设定范围0-37）
H2-01（9-10端子）
H2-02（25-27端子）
H2-03（26-27端子）
H3-01~H3-12模拟量输入端子定义
Ln.保护参数
L1-01~L1-02过载保护
L1-01 motor protection selection(0-1)
0：电子热保护无效
1：电子热保护有效
L2-01~L2-06瞬间掉电保护过载保护
L6-01~L6-06过转矩
L7-01~L7-04转矩限制
Un 监视参数
U1-01~U1-38状态监视
U1-01频率指令 U1-02输出频率
U1-03输出电流 U1-04控制方式
U1-05电机速度 U1-06输出电压指令
U1-07主回路直流电压
U2-01~U2-14故障监视
U2-01现在发生的故障
U2-0 2过去故障
U2-03故障时频率指令
U2-04故障时输出频率
U2-05故障时的输出电流
U2-06故障时的电机速度
U2-07故障时输出电压指令
U2-08故障时主回路直流电压
U2-09故障时输出功率
U2-1时力矩指令
U2-11故障时输入端子运行状态
U2-12故障时输出端子状态
U2-13故障时运行状态
U2-14故障时累计运行时间
U3-01~U3-08故障记录
U3-01次故障内容
U3-02次故障内容
U3-03次故障内容
U3-04次故障内容
U3-05次故障发生到现在累计时间
U3-06次故障发生到现在累计时间
U3-07次故障发生到现在累计时间
U3-08次故障发生到现在累计时间
7．常见故障分析及处理
A．Fault(故障)
OC(overcurrent)短路接地、加/减速时间过短、载、电机绝缘不良、PG异常。
GF（ground fault）INV输出接地、电机坏
PUF(fuse open)快熔断
SC（short circuit）INV 输出断路、MOTOR接地
UV1（DE bus undervoltage）掉电、输入缺相、松动、电压波动过大
UV2（control power fault）控制电源掉电
PF（bbbbb phase loss）输入缺相、松动
PGO（PG open）脉冲编码器断线或接线不正确
报出上述故障时，应检查PG、主回路器件。此时输入空开OFF，INV输出开路，将MOTOR脱开。
B．Minor fault（故障警告）
OV（DC over voltage）加/减速时间太短，制动电阻功率太小，电阻发热UV（欠电压）
OL1（motor overload）加/减速时间太短
OL2（inverter overload）加/减速时间太短，容量偏小
OL3（overtorque det1）过转矩

6,变频调速技术在港口起重机上的应用特点
近几年来, 随着港口运输事业的发展, 港口起重机开始向大型化、化方向发展, 这就要求现代港口起重机在电气传动控制其调速性能要求比一般港口起重机高, 以**在进行集装箱作业时平稳、, 有良好的低速就位性能. 但目前在国内该产品电气传动控制除直流传动外, 在交流传动上仍多以采用常规的转子串电阻调速, 辅之以涡流制动器等调速控制, 即使采用变频调速控制, 也只是用在小车、大车、变幅或回转机构上. 直流传动由于直流电动机具械式换向器这一致命弱点, 从而给直流传动的应用带来了一系列的限制, 近年来, 由于变频技术的飞跃发展, 特别是矢量控制技术和直接转矩控制技术的应用, 变频技术日趋成熟, 以其宽广的调速范围、较高的稳速精度、快速的动态响应以及能在四象限作可逆运行的性能交流传动. 其调速性能可以和直流传动相, 并有取代之趋势.
 对于这类港口起重机, 其机构是起升机构, 在起升机构上采用变频调速解决的关键技术为:
(1) 低频时能保恒转矩输出,以避免低频时满负载工况下发生带不动负载的现象;
(2) 满负载时在空中制动停车或再提升时, 不产生溜钩现象;
(3) 电动机减速或重载下放时, 再生制动能量释放.
(4) 实现恒转矩调速和恒功率调速, 轻、空载起升速度提高一倍。

对于上述问题，我们在设计和实际应用调试中是这样解决的：
(1)以日本安川公司VS616G变频器为例，该变频器具有四种控制模式，种为开环V/f控制方式；二种为闭环V/f控制方式；三种为开环矢量控制方式；四种为闭环矢量控制方式。我们选用四种控制模式，闭环控制的速度反馈采用增量式脉冲编码器，系统具有足够的调速硬度和良好的低频转矩特性，即使在0Hz电机也能以150%额定转矩输出，以避免低频时满负载工况下发生带不动负载的现象。

(2)起升机构械制动器，当变频器作为调速手段时，在起升机构上升或下降以及在空中停止的瞬间，机械制动回路与变频器加、减速时间的匹配是一个非常关键的方面；在工作过程中，既要防止溜钩现象的产生，又防止由于时间匹配不当而引起松闸太慢或抱闸太快现象。若匹配不当可能引起电机的堵转导致变频器保护跳闸，致使工作中断。在实际应用中，我们通过在启动时控制起升制动器延时松闸，停止时控制变频器零速信号进行抱闸能较好的控制溜钩现象。 
 
(3)对再生制动能量的处理方式有两种, 一种是用制动单元和制动电阻来吸收, 另一种是通过在直流侧设置公共母线的逆变桥使之回馈到电网. 采用能耗电阻的方式，在制动单元和制动电阻的选择上应考虑到起升机构属位能性负载特性，不能按制造厂商使用的制动单元和制动电阻的容量，增加制动单元和制动电阻的容量，电阻的阻值决定着制动电流，也就是决定着制动时间的长短，在起重机变频调速系统中长时间的制动转矩特性决定需要考虑的并不是它的阻值，而是它的功率，即在设计中把制动电阻的功率增加了一倍，**再生制动能量释放。
采用公共直流母线下的多逆变器驱动方式, 使系统电路形式简洁、紧凑。 再生制动能量采用回馈到电网的方式, 这是因为考虑到起升机构重载下放时长时间的制动转矩由大量的制动电阻来吸收.另外, 当任意两个以上的机构同时运行时, 若某一机构传动电机处于再生制动状态时, 其再生制动能量可经直流母线直接供给处于电动状态的电机, 可大大提高能量的再生利用率。但采用再生制动能量回馈方式价格较贵。 
系统由一个整流/回馈单元加多个逆变器组成, 逆变器的数量取决于整个电气传动系统所需的逆变器个数, 整流/回馈单元为各逆变器提供公共直流母线(COMMON DC BUS), 它除了设有整流桥外还设有逆变桥, 当电机处于减速或重载下放工况使直流母线电压升高时, 其逆变桥开始工作并将再生制动能量回馈至电网, 从而使系统实现四象限可逆运行。

(4) 50Hz以下实现恒转矩调速, 空钩或只带吊具时可运行在50Hz以上, 速度提高一倍，实现恒功率调速， 若PLC与变频器控制为通讯方式，起升速度控制可随载荷自动升速或降速。PLC吊重起动时的电流值进行控制，也可通过负荷限制器的重量信号来控制恒功率升速，提高生产率。

门座起重机多电机传动系统
 结论：
变频调速技术在港口起重机电气传动上的应用具有以下特点:
(1) 变频系统与直流传动方案相比, 可以不用制造复杂、价格昂贵、维护麻烦的直流电动机, 而选用方便, 节能, 经济的交流电动机. 
(2) 变频系统与常规电气控制方案相比, 省去了电动机转子侧的大功率电阻、加速接触器和电动机正反转交流接触器.
(3) 电机加减速时间可调整，可实现系统的软启动，软停止，速度变化平滑，运行平稳，低速性能稳定.
(4) 能满足起升机构对调速硬度、低频转矩特性及四象限运行的要求;可以长时期低速运行;能有效的防止重载空中溜钩现象.
(5) 采用矢量控制闭环方式，0Hz时起升电机也能以额定转矩输出. 实现零速抱闸，可以全速受控，减少抱闸闭合时的振动及抱闸磨损.
(6) 采用机械变速装置，利用变频调速50Hz以上恒功率调速方式即可将空钩及轻载工况的起升速度提高一倍，类似于直流电机的弱磁升速方式，可大大提高生产率.
(7) 配用PLC后，控制柜体积大为减少，元件少，若和变频器之间采用通信方式，则使用PLC I/O接口及变频器输入端子.
7, 负载的类型及运行特点(变频器出现后的恒功率)
生产机械运行时常用转矩表示其负载的大小。在电力拖动系统中，存在着两个主要转矩，一个是生产机械的负载转矩 ，一个是电动机的电磁转矩 。这两个转矩与转速之间的关系分别叫做负载的机械特性 和电动机的机械特性 。由于电动机和生产机械是紧密相连的，它们的机械特性适当配合，才能得到良好的工作状态。因此为了满足生产工艺过程的要求，正确选配电力拖动系统，除了研究电动机的机械特性外，还需要了解负载的机械特性。
1，1负载的机械特性
生产机械的负载转矩 ，大部分情况下与电动机的电磁转矩 方向相反。不同负载的机械特性是不一样的，可以将其归纳以下几种类型。
（1），恒转矩负载
恒转矩负载是指那些负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而和转速大小无关的负载。带式输送机是恒转矩负载的典型例子之一，其基本结构和工作情况如图1—14a所示。
 见图1—14a，负载阻转矩 的大小决定于：
 
式中F——皮带与滚筒间的摩擦阻力
r——滚筒的半径。

这种负载的基本特点是：
1．转矩特点
由于F和r都和转速的快慢无关所以在调节转速 的过程中，负载的阻转矩
 保持不变，即具有恒转矩的特点：
 ＝常数
其机械特性曲线如图1—14b所示。
注意：这里所说的转矩大小的是否变化，是相对于转速变化而言的，不能和负载轻重变化时，转矩大小的变化相混淆。或者说，“恒转矩”负载的特点是：负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重，而和转速大小无关。拿带式输送机来说，当传输带上的物品较多时，不论转速有多大，负载转矩都较大；而当传输带上的物品较少时，也不论转速有多大，负载转矩都较小。
2．功率特点
根据负载的机械功率 和转矩 、转速 之间的关系，有：
 （1-16）
即，负载功率与转速成正比，其负载功率线如图1—14c所示。
(2)恒功率负载
恒功率负载是指负载转矩 的大小与转速n成反比，而其功率基本维持不变的负载。各种薄膜的卷取机械是恒功率负载的典型例子之一，如图1—15a所示。其工作特点如下：
同样需要说明的是：这里所说的恒功率，是指在转速变化过程中，功率基本不变，不能
 
1．功率特点
薄膜在卷取过程中，要求被卷物的张力F保持恒定，其基本手段是使线
速度v保持恒定。所以，在不同的转速下，负载的功率基本恒定：
 ＝ ＝常数
 即，负载功率的大小与转速的高低无关，其功率特性曲线如图1—15c所示。
和负载轻重的变化相混淆。就卷取机械而言，当被卷物体的材质不同时，所要求的张力和线速度是不一样的，其卷取功率的大小也就不相等。

2．转矩特点
负载阻转矩的大小决定于： 
式中 F——卷取物的张力；
 r——卷取物的卷取半径。
十分明显的是，随着卷取物不断地卷绕到卷取辊上，卷取半径r将越来越大，负载转矩也随之增大。另一方面，由于要求线速度v保持恒定，故随着卷取半径r的不断增大，转速 必将不断减小。
根据负载的机械功率 。和转矩 转速 之间的关系，有：
 
即，负载阻转矩的大小与转速成反比，如图1—15b所示
(3)二次方律负载
二次方律负载是指转矩与速度的二次方成正比例变化的负载，例如风扇、风机、螺旋桨等机械的负载转矩，如图1-16所示。在低速事由于流体的流速低，所以负载转矩很小，随着电动机转速的增加，流速增快，负载转矩和功率也越来越大，负载转矩 和功率 可用下式表示：