汇川HD9X系列高压变频器性能及现场调试培训.ppt

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Never Stop ImprovingNever Stop Improving HD9X系列高压变频器性能及现场调试培训 ---大型传动产品线蔡准 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 目录 三 HD9X通用现场调试说明 四 HD9X系列常见的性能故障处理对策 二 HD9X系列常用的几个性能模块 一 HD9X系列控制系统平台 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 高压变频器整体图  高压变频器由主控制柜、功率单元柜、变压器柜、工频旁路柜（选配）组成 Never Stop ImprovingNever Stop Improving Beyond your imagination 单元串联型系统拓扑 研发部 杨双飞 2011-3-22 功率单元 B1 功率单元 A1 功率单元 C1 功率单元 A2 功率单元 B2 功率单元 C2 功率单元 C3 功率单元 B3 功率单元 A3 高压电机 中央控制系统 功率单元结构 单元控制板 三相高压输入 三相变压变频 高压输出 光纤连接 3KV高压变频器组成结构 18脉冲整流结构 集成一体式 变压器 Never Stop ImprovingNever Stop Improving HD9X系列控制系统平台 一代控制系统 Never Stop ImprovingNever Stop Improving HD9X系列控制系统平台 二代控制系统 Never Stop ImprovingNever Stop Improving ARM DSP FPGA CPLD HD9X系列控制系统平台 主控板 单元控制板 Never Stop ImprovingNever Stop Improving ARM ARM子系统主要完成系统的逻辑功能、人机交 互、总线通讯、单元的故障逻辑等。 DSP子系统主要完成电机控制算法、实时保护、单 元诊断等功能。 FPGA子系统主要完成移相PWM输出、单元通讯、与 DSP/ARM的实时数据交互、单元故障信息处理，双端 口ram、故障保护，单元诊断等。 CPLD子系统主要完成对主控板信息的解码和IGBT 驱动信号的生成，单元母线电压的采样功能、旁路 功能等，对单元的状态、故障进行采集、编码后传 递给FPGA。 DSP FPGA CPLD HD9X系列控制系统平台 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 目录 三 HD9X通用现场调试说明 四 HD9X系列常见的性能故障处理对策 二 HD9X系列常用的几个性能模块 一 HD9X系列控制系统平台 Never Stop ImprovingNever Stop Improving HD9X系列常见的几种性能模块 定子磁链闭环矢量控制 模块（SFOC） 飞车启动 同步切换 非对称单元 旁路技术 载波移相 PWM技术 弱磁控制 瞬停不停功 能 快速制动过 压抑制技术 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 一、飞车启动 飞车启动，有时也称之为“转速跟踪”，该特性允许变频器测定已经处于运转状态 的电机速度，因此，变频器可以向电机提供与旋转电机频率对应的输出电压，使得 变频器供电时对电机的冲击最小。在飞车启动时，变频器监测电机磁通并从电机当 前旋转频率启动电机。 可通过功能码F6-00设定飞车启动的搜索方向。对于电机自由旋转转向已知的情况， 可选择“正向”或“反向”；对于电机转子旋转转向未知的情况，可选择“正反向 ”。如果选择“直接启动”，则不开启F6-00飞车启动而直接启动。 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 二、弱磁控制 适用的场合： 1、电机超速运行场合 2、变频器输出电压能力不够的场合，包括输入电压低、单元旁路运行等异常工 况 场合1： 由于电机运行时，输出电压不能超过电机额定输出电压，所以，电机超频运行 时，变频器会自动进行弱磁控制。弱磁区对应的公式为： 场合2： 由于变频器有最大输出电压能力，输出电压超过了变频器最大输出电压能力时， 变频器会自动进行弱磁。 问题：如果输出电压超过变频器最大输出电压能力，变频器不做任何处理，将 处于什么样的状态？ Never Stop ImprovingNever Stop Improving 三、瞬停不停 指的是变频器输入电压突然跌 落100ms，变频器不停机不报 故障运行。 输入电压跌落20%以下，变频器 进入瞬停不停状态，此时变频 器处于短时发电状态， 给单元充电使单元不欠压运行。 待输入电压正常后，加速至目 标频率。 单元母线电压 输入电压 电机转速 输出电流 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 四、载波移相PWM技术 HD9X是单元串联型高压变频器，由多个低压单元串联输出得到高压，以5单元 串联为例，整机拓扑结构如下： Never Stop ImprovingNever Stop Improving 四、载波移相PWM技术 单相多个低压单 元串联，如何得 到高压，关键技 术就是载波移相 PWM技术。 低压功率单元 问题：8单元串联输出的高压相电压最多电平数？线电压最多电平数？ Never Stop ImprovingNever Stop Improving 五、非对称单元旁路 A相2个单元被旁路的变频器输出 变频器串联单元简图 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 五、非对称单元旁路 通过将正常单元旁路后变频输出电压恢复平衡 通过调整相位角（中性点漂移）使变频器输出恢复平衡 A相旁路2个单元，相对于对称旁路，中性点偏移非对称旁路多提供20%电压 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 六、同步切换 通道2-电网R相电流 通道3-电网S相电流 通道1-输入电压UR 通道4-输出电压VU Never Stop ImprovingNever Stop Improving 七、快速制动过压抑制 把母线电容电压加入闭环控制，自 动根据系统最大制动能力进行快速 制动。制动过程由于有母线电压闭 环控制，所以，制动过程不会出现 过压问题。 减速制动过程，单元母线电压将会 稳定在1050V左右。 单元过压点准位是1200V 通道1黄色-IO板上VU测试点，通道3蓝色-主控板IU，通 道4红色-主控板IV Never Stop ImprovingNever Stop Improving 目录 三 HD9X通用现场调试说明 四 HD9X系列常见的性能故障处理对策 二 HD9X系列常用的几个性能模块 一 HD9X系列控制系统平台 Never Stop ImprovingNever Stop Improving HD9X通用现场调试说明 注意一： 准备更换控制板前，在触摸屏上把与出厂参数不一致的参数记录下来，具体操作如下图所示。 现场更换控制板时，第一次上控制电一定要恢复出厂参数，FP-01设置01，然后将用户更改参 数全部设置进去，设置FF组变频器参数，F1组电机参数。 调测步骤 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 注意二： 初次上高压带电机运行调试时，一定要测试下整机过流保护功能。将F9-30设置 为5%，带电机启动运行，正常时报过流则验证完毕。将F9-30设为%，F9- 31根据电机额定电流进行设置。 HD9X通用现场调试说明 注意三： 调试完毕，请将调试中关闭的功能码设为默认值，比如：F8-58合闸允许延迟， F8-60除湿工作时间，F8-61除湿间隔时间等等。 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 注意四： 静止调谐完成后，确认电机调谐参数是否在正常范围内（一拖多电机同时调谐 除外） F1-06通常不超过3% F1-08通常不超过35% 偏差过大时，需要确认变频器参数包括IO板输出电流采样电阻值、输出霍尔变 比、IO板的输出电压采样硬件参数A5-08等，一代板：，二代板： 。 HD9X通用现场调试说明 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 目录 三 HD9X通用现场调试说明 四 HD9X系列常见的性能故障处理对策 二 HD9X系列常用的几个性能模块 一 HD9X系列控制系统平台 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 常见的性能故障处理对策 故障 处理对策 过流故障（加速、恒速、减速）一运行就过流： 1、排查输出电流采样回路，接线是否正确，是否有 断线、虚接；输出霍尔是否安装反向；输出霍尔接 插头处是否有松动，可以通过测量+15V与M，M与- 15V之间的阻抗来判断，正常时阻抗测出来是差不多 的，约几k欧大小； 2、输出霍尔上±15V，M信号接线是否正确；更换输 出霍尔； 3、适当调大F9-30； 4、检查单元输出端串接线及中心线； 报了过流，故障复位又可以继续运行 5、长线缆应用，电流环PI参数调小，F2-13、F2-14 6、原因多半是现场运行干扰大，更换为二代控制板 F36-输入电流不对称故障 1、三相输入电压采样RST与输入电流采样R、T相序 接错了，此种情况只会在电机带载运行时会报 2、输入电流采样R、T相序接错 3、丢了一路输入电流采样了 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 常见的故障处理对策 故障 处理对策 电机调谐故障F19 1、电机调谐，输出没有接电机 2、三相输出电压UVW相序错误 3、检查输出霍尔是否接错了，供电是否正常，霍尔 M与+-15V间的阻抗是否正常 输出对地阻抗偏小故障 （DSP 为输出对地短路 故障） 1、变频器输出没有接电机； 2、变频器没有开启飞车启动，电机有速度时启动了 变频器 3、测量三相输出电压采样板采样电阻值是否正常， 连接采样线，测量IO板采样端子对地的阻抗是否正 常； 4、断开电机动力线接线，断开三相输出电压采样线， 测量变频器三相输出对地阻抗值 5、变频器到电机的三相输出线缆绝缘异常 6、测量电机UVW三相绝缘是否正常 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 常见的故障处理对策 故障 处理对策 电机堵转故障 1、电机被卡住，没有转动起来 2、变频器没有开启飞车启动，电机有速度时启动了 变频器 3、F9-31设置小了，变频器小拖大 4、F9-41关闭电机堵转故障检测，运行，观察变频 器是否异常，电机是不是转起来了。 电机励磁故障 1、三相输出电压采样异常 2、变频器没有开启飞车启动，电机有速度时启动了 变频器 电流检测故障 1、输出霍尔+-15V电源异常 2、二代板输出电流采样电阻板没有接 电机过载 1、F9-31没有限制在电机额定电流 2、电机负载较重，小拖大，如果客户坚持要电机过 载状态下长期运行，则需将F1-03电机额定电流设大 一些，保证输出电流在倍电机额定电流以下。 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 现场调试常见问题处理对策 VF模式，变频器输出电压不满足压频比关系 1、电网输入电压是否正常 2、输出电压偏离太大时，比如10kV、8单元串联，10Hz输出不到1200V，检查三相 输出电压采样回路是否缺相了，包括检查单元串接线，输出电压采样板及接线，IO 板的接线，可借助采样相序功能辅助判断。 3、光纤是不是插错了，A1-B1-C1---------A8-B8-C8等 4、是否带单元旁路，旁路接触器接线是否造成相内断路 5、是否为单元旁路运行状态 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 现场调试常见问题处理对策 启动运行，输出电压几百伏，输出电流达到上限电流，电机堵转 1) 启动前电机是否处于运转状态，飞车启动有没有追踪到频率启动；注意启动前电机的转向 是否正确 2) 输出电压采样回路有问题，一般的，问题出现在输出电压采样板上；测试方法是： 将IO板上UU/UV/UW端子拔掉，万用表测量电压采样板阻值，10kV为欧，6kV为欧 开启飞车启动，电机还在转动，跟踪不到转速 1、确认电机的空载电流，调大F6-16（飞车启动电流设定），默认20% 2、电机转向与飞车启动扫频方向不一致，根据电机的转向确定正向还是反向扫频，对转速跟 踪时间没要求的话，选择正反向飞车启动（F6-00 = 3） Never Stop ImprovingNever Stop Improving 现场调试常见问题处理对策 相序查看 以下功能码分别显示： UA-30 输入电压相序，表示正序，S相滞后R相120度 UA-31 输出电压相序，表示正序，V相滞后U相120度 UA-32 输入电流相序，表示正序，S相滞后R相120度 UA-33 输出电流相序，表示正序，V相滞后U相120度 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 现场调试常见问题处理对策 静止调谐报调谐故障F19 1、断开电机VF运行，压频比输出是否正常，UA-31相序是否为左右 2、检查输出霍尔是否接错了，供电是否正常，霍尔M与+-15V间的阻抗是否正常 到达稳态后，输出电流波动较大 1、有条件的话，断开电机联轴器，确认带空电机运行是否存在稳态输出电流波动大的问题 2、了解现场工艺，确认负载是否存在着波动问题；风机现场，进风口打开，调节出风口风门 3、调整变频器速度环和电流环PI参数，参考设置如下： F2-00 = F2-03 = F2-13 = F2-01 = F2-04 = F2-14 = 速度环PI参数 电流环PI参数 Never Stop ImprovingNever Stop Improving 汇川 与您携手 共创美好未来