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轧机变频器过载的处理
    

1 前言

       变频器运行过程输出电流大于等于变频器额定电流,但达不到变频器过流点,在运行一段时间后就会产生过载保护。变频器过载保护按反限时曲线i2t即指动作限时与通入电流大小的平方成反比,通入电流越大,则动作时限越短,该曲线在出厂时由机型参数唯一确定,用户不能改。本文通过轧机变频器过载的分析来介绍过载发生的原因及处理方法。

2 轧机变频器过载故障现象

        某铝板轧机采用75KW安川VS G7 变频器(图1中的VF2),并安装了编码器PG,调试正常,但是当铝板卡死在轧机中启动时,容易发生过载OL1。

                               图1 铝板轧机示意

3 变频器过载的主要原因、解决对策与故障定位

(1)过载的主要原因

       电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载(图2所示)。过载的基本特征是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流(否则就变成过流故障),而且过载是有一个时间的积累,当积累值达到时才报过载故障。

图2 过载示意


    过载发生的主要原因有以下几点:

a) 机械负荷过重,其主要特征是电动机发热,可从变频器显示屏上读取运行电流来发现;

b) 三相电压不平衡,引起某相的运行电流过大,导致过载跳闸,其特点是电动机发热不均衡,从显示屏上读取运行电流时不一定能发现(因很多变频器显示屏只显示一相电流);

c) 误动作,变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致过载跳闸。

(2)过载故障的解决对策

过载故障的检查方法和解决对策包括:

        a) 检查电动机是否发热,如果电动机的温升不高,则首先应检查变频器的电子热保护功能预置得是否合理,如变频器尚有余量,则应放宽电子热保护功能的预置值。

       如果电动机的温升过高,而所出现的过载又属于正常过载,则说明是电动机的负荷过重。这时,应考虑能否适当加大传动比,以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大,则加大传动比。如果传动比无法加大,则应加大电动机的容量。

        b) 检查电动机侧三相电压是否平衡,如果电动机侧的三相电压不平衡,则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡,如也不平衡,则问题在变频器内部。如变频器输出端的电压平衡,则问题在从变频器到电动机之间的线路上,应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧,如果在变频器和电动机之间有接触器或其它电器,则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧,以及触点的接触状况是否良好等。

        如果电动机侧三相电压平衡,则应了解跳闸时的工作频率:如工作频率较低,又未用矢量控制(或无矢量控制) ,则首先降低U/ f 比,如果降低后仍能带动负载,则说明原来预置的U/ f 比过高,励磁电流的峰值偏大,可通过降低U/ f 比来减小电流;如果降低后带不动负载了,则应考虑加大变频器的容量;如果变频器具有矢量控制功能,则应采用矢量控制方式。

(3)过载故障定位

        对应过载的变频器主要故障代码变频器过载和电动机过载,其故障定位如图3所示。

 图3 过载故障定位


4 轧机变频器过载分析处理

        观察轧机变频器参数,发现变频器工作模式为V/f闭环带PG模式,改为矢量带PG模式,即重新设置A1-02参数:将“1”改为“3 ”。表1所示为安川变频器的不同工作模式。 

表1 模式选择

参数修改后,轧机工作正常,即使卡死也能正常启动。

5 总结归纳

        带速度传感器矢量控制与闭环V/f控制是有严格区别的。带速度传感器矢量控制与闭环V/f控制在安装编码器PG上有共同点,而且都有类似的PID环以及相应的参数设置,好像给人一种雷同的感觉。但两者存在着很大的区别,主要一点在于前者是矢量控制,而后者属于传统的V/f控制。
         我们对比一下带速度传感器矢量控制与闭环V/f控制的原理框图,如图4、图5中所示。矢量控制时的速度控制ASR是把速度指令和速度反馈信号进行差值比较,然后进行PI控制后,经过一定的滤波时间,再经过转矩限定,输出转矩电流,进入转矩环控制;而闭环V/f控制是将速度指令和速度反馈信号的偏差调为零,PID的结果只是去直接控制变频器的频率输出。

图4 带速度传感器矢量控制原理框图


图5 闭环V/f控制原理框图

        在本案例中,由于错误地选择了不同的控制方式,导致带速度传感器矢量控制与闭环V/f控制有两点明显的不同:(1)控制精度不同。带速度传感器矢量控制的速度控制精度能达到0.05%,而闭环V/f控制则只有0.5%(相当于无传感器矢量控制的水平)。(2)启动转矩不同。带速度传感器矢量控制的启动转矩可达到200%/0Hz,而闭环V/f控制则只有180%/0.5Hz。正是基于以上两点,对于轧机这种过载能力要求非常高的负载,必须选择合适的控制方式。


 

 

 



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    时间:2011年07月08日 09:34:08 来源:浙江工商职业技术学院 作者: 上一篇:150万方压缩机4800kW驱动电机速断跳闸原因分析 下一篇:中国LED通用照明封装市场初探  (电脑版  手机版)
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