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V7AA41P50变频器控制原理与应用

2007年01月07日 11:31:18人气：1336来源：烟台勾股通信技术有限公司

摘要：论述V7AA41P50变频器控制原理与应用，包括主回路和控制回路，PID控制原理，V/f曲线设置，以及各参数的意义和故障处理。

关键词：变频器；V7AA41P50

中图分类号：TP273、TK39 文献标识码：B

概述

V7AA41P50型变频器属于VS606V系列，带操作器（有电位器），符合国内标准，三相电源，电机zui大容量1.5kW，给煤机控制柜内安装，给煤机的变频器接受CFC-300控制器4～20mA.DC信号，来控制电机转速，如图1所示。

图1 给煤机驱动框图

电机由YASKAWA电器公司生产，其铭牌参数如下：3-PHASE INDUCTION MOTOR，TYPE：FEVK-5IOU，POLES 4 INS，AMB.TEMP：-20.9～42℃，BRG NO 6205 VVNCX03。其它参数如表1。表1

KW	V	Hz	RATING	A	R/min
1.5	400	61.2	CONT	3.2	1750

1主回路与控制回路

主回路输入侧与电源之间接入空气开关MCCB，分别接端子R、S、T，电机线接入U、V、W，端子，如果接颠倒，将损坏变频器，如图2所示。

为了防止过载，在变频器输出端设有热继电器保护，并在电源侧设置有热继电器断路触点。

CFC-300控制器4～20mA.DC指令由FR、FC端子接入，MA、AC端子经给煤机电流隔离监视器送出给煤机电流信号，S1、S4、SC接收启动/复位指令，由P1、MC端子送出变频器运行/跳闸信号。

从控制回路端子FR选择频率指令，一定要根据CFC-300控制器输出的电流信号，对基板上的拨动开关SW2的V/I进行切换选择，切为“I”侧，当拨动开关SW2在“I”状态时，不要在控制回路端子FR上输入电压指令，不然，会造成变频器损坏；拨动开关SW2的V/I切换开关在“I”侧后，用面板的PRGM选择参数n004=3。

图2 主回路与控制回路连接

2面板操作

V7AA41P50型变频器操作面板如图3所示，送电后，频率指令设定/监视FREF绿灯亮，表示运行速度设定，按下DSPL键，输出频率监视FOUT绿灯亮，表示现在输出频率（Hz），再按下DSPL键，输出电流监视IOUT绿灯亮，表示现在输出电流，在FOUT和IOUT两种状态下切断电源，若再接通电源，将会从按各种方式开始。

再按下DSPL键，多功能监视MNTR绿灯亮，表示监视编号U-01～U-18的内容，分别为频率指令FREF、输出频率FOUT、输出电流IOUT、输出电压指令（IV电位）、直流电压（IV电位）、输入端子状态、输入端子状态、力矩监视、故障记录、软件号、输出功率、受信数据错误、PID反馈量、PID输入量、PID输出量。

再按下DSPL键，RUN指令的正反选择F/R绿灯亮，设定电机旋转方向，按下∧或∨键可改变正反转方向，For表示正转，rEv表示反转。

图3 变频器面板

再按下DSPL键，就地/遥控选择LO/RE绿灯亮，按下∧或∨键改变方式，Lo表示就地操作，rE表示遥控方式。

再按下DSPL键，参数No./数据PRGM红灯亮，用参数No.进行数据的设定和改变，如图4所示。

图4 参数设定

3 PID控制与参数设置

PID控制如图5所示，各参数设置如表1所示。

用比例增益（P）、积分时间（I）、微分时间（D）调整变频器的响应特性，通过给煤机运行状态，调整到合适为止，设定为0，则PID控制不动作，积分（I）的上限值控制PID的积分演算值不超过一定量的参数。

图5 PID控制方框图

PID的偏值调整是PID控制的偏值参数，指令与反馈都为0时，调整变频器的输出频率趋近于0，一次延迟时间参数用相对PID控制输出低通滤波时间设定，给煤机出现机械共振，增大设定值，使其远离共振频率的周期。

PID输出的增益是调整PID输出的增益的参数，反馈值的调整用增益是PID反馈值的微调整用增益。PID控制后的上限值固定在*，即zui高输出频率，反转禁止指PID输出为负时，以0为极限，不反转。

图5中各功能参数的意义与现场设置见表2。

表2

No.	传输号	名称		设定范围	设定单位	初始值	现场设定
001	0101H	Password	参数写入禁止选择/初始化	0～4.6.8.9	1	1	1
004	0104	Control mode selection	频率指令选择	0～3	1	5	3
008	0108	selecting Frequency reference in local mode	操作器方式时的频率指令选择	0.1	1	5	0
024	0118	Frequency reference 1(Master speed Frequency reference)	频率指令1（主速频率指令）	0.00～400.00Hz	0.01 Hz(100 Hz不足) 0.1 Hz(100 Hz以上)	0.00Hz	6
032	0120	Jog frequency	点动频率指令	0.00～400.00Hz	0.01 Hz(100 Hz不足) 0.1 Hz(100 Hz以上)	6.00Hz	0.00
164	01A4	PID feedback value selection	PID反馈值的选择	0～5	1	0	0
129	0181	PID feedback gain	PID反馈值调整用增益	0.00～10.00	0.01	1.00	1.00
130	0182	Proportional gain(P)	比例增益（P）	0.1	0.1	1.0	1.0
131	0183	Integral time(I)	积分时间（I）	0.0～360.0	0.1S	1.0	1.0
134	0186	Upper limit of Integral values	积分（I）上限值	0～*	1%	*	100
132	0184	Differential time(D)	微分时间（D）	0.0～2.50	0.01S	0.00	0.00
135	0187	Primary delay time constant of PID output	PID输出的1次延迟时间参数	0.0～10.0	0.1S	0.0	0.0
128	0180	PID control selection	PID控制的选择	0～8	1	0	0
133	0185	PID offset adjustment	PID的偏量调整	-100～*	1%	0%	0
163	01A3	PID output gain	PID输出的增益	0.0～25.0	0.1	1.0	1.0
025～031	0119～011F	Frequency reference 2～8	频率指令1～8	0.00～400.00Hz	0.01 Hz(100 Hz不足) 0.1 Hz(100 Hz以上)	0.00Hz	0.00～0.00
120～127	0178～017F	Frequency reference 9～16	频率指令9～16	0.00～400.00Hz	0.01 Hz(100 Hz不足) 0.1 Hz(100 Hz以上)	0.00Hz	0.00～0.00
070	0146	Analog frequency reference filter time constant	模拟量频率指令的延迟时间参数（操作器电压输入）	0.00～2.00S	0.01S	0.10S	0.1
073	0149	Analog frequency reference filter time constant	模拟量频率指令的延迟时间参数（操作器电流输入）	0.00～2.00S	0.01S	0.10S	0.1
068	0144	Analog frequency reference gain	模拟量频率指令增益（操作器电压输入）	-255～255%	1%	*	100
071	0147	Analog frequency reference gain	模拟量频率指令增益（操作器电流输入）	-255～255%	1%	*	100

4 V/f曲线设置

控制模式选择n002=0为V/f控制方式，n002=1为矢量控制模式，V/f模式按图6和表3对n011～n017设定，n011～n017的设定值必须符合如下要求：

n011≤n014＜n013≤n011。

如果设定n016=n014，则n015的设定值将被视作无效，400V级时，应将电压值（n012、n015、n017）按2倍设定，60Hz/50 Hz以上频率运行时，应更改zui高输出频率（n011），zui高输出频率的设定，要符合电机特性。

图6 V/f曲线

表3

No.	传输号	名称		设定范围	设定单位	初始值	现场设定
n011	010B	Max.output frequency	zui大输出频率	50～400.00Hz	0.1 Hz	60 Hz	80
n012	010C	Max.voltage	zui大电压	0.1～255.0Vж2	0.1V	200.0Vж2	400
n013	010D	Max.voltage output frequency(base frequency)	zui大电压输出频率	0.2～400.00Hz	0.1 Hz	60 Hz	80
n014	010E	Mid.output frequency	中间输出频率	0.0～399.9 Hz	0.1 Hz	1.5 Hz	3
n015	010F	Mid.output frequency voltage	中间输出频率电压	0.1～255.0Vж2	0.1V	12.0Vж2	30
n016	0110	Min.output frequency	zui低输出频率	0.1～10.0Hz	0.1 Hz	1.5 Hz	1.5

5 电机参数及额定转差计算

除铭牌参数外，经过测量，电机线圈电阻值为5.04Ω。

电机的额定滑差（n106）=［（120×电机额定频率）/电机极数-电机额定转速］/（120/电机极数）=［（120×61.2）/4-1267］/（120/4）=2.9（Hz）

6 应用情况

V7AA41P50变频器根据加拿大电气标准系Ⅰ部（Canadian Electric Code.PART Ⅰ）和美国电气标准（National Electrical Code；NEC），对电机进行过电流保护，过负载保护，过热保护，电机的过载保护由变频器内的电子热保护进行，电子热保护基准电流按电机的额定电流设定为2.5，模拟变频器的输出电流/频率和时间，预测电机的发热，动作时发生“OL1”报警，切断变频器的输出，防止电机烧毁，按RESET复位，或者重新上电。

关键词：变频器 PID 电位器控制柜控制器

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