矢量变频器 更新时间：2011-05-23 14:24

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矢量变频器技术是基于DQ轴理论而产生的,它的基本思路是把电机的电流分解为D轴电流和Q轴电流,其中D轴电流是励磁电流,Q轴电流是力矩电流,这样就可以把交流电机的励磁电流和力矩电流分开控制,使得交流电机具有和直流电机相似的控制特性,是为交流电机设计的一种理想的控制理论,大大提高了交流电机的控制特性。不过目前这种控制理论已经不仅仅应用在交流异步电动机上了,直流变频电动机(BLDC,也就是永磁同步电动机)也大量使用该控制理论。

PI7000矢量变频器功能参数设置及其说明

• 序号 功能参数 设置值 说明 备注

  1 y07 340A 变频器额定输出电流 90kW电机设置为340A

  2 y08 220V 变频器额定输入电压

  3 L13 380V 变频器过压保护点 直流母线电压大于380V时跳”OU”保护

  4 L14 200V 变频器欠压保护点 直流母线电压低于200V时跳”LU”保护

  5 b00 3 电机极对数 6极电机

  6 b01 340A 电机额定电流

  7 b02 220V 电机额定电压

  8 b03 1000RPM 电机额定转速

  9 b04 37.5Hz 电机额定频率

  10 F01 2 带PG矢量控制模式

  11 F04 1 主板端子V2给定频率

  12 F05 3 主板端子台控制运行

  13 F09 0.5S 加速时间

  14 F10 0.1S 减速时间

  15 F13 140Hz 最大频率

  16 F14 37.5Hz 基本频率

  17 F17 140Hz 上限频率

  18 F18 10[%] S曲线加速起始段

  19 F19 5[%] S曲线减速起始段

  20 F27 1 自由停车模式

  21 F61 12 负载类型: 转矩控制

  22 F63 5 转矩上限切换

  23 C04 190[%] 转矩给定 该值可以影响电机出力,但是会引起电流冲击.

  24 C05 55[%] 励磁给定 如果在弱磁调速段电机运行不稳定,应该适当调高励磁给定,但会影响低速加速性能.

  25 b10 106 PG脉冲数 以实际为准.

  26 b12 PG旋转方向 需要手动测试确定.

  其它参数采用默认值

PI7000矢量变频器控制板接线示意图及其说明

• PI7000矢量变频器控制板接线示意图及其说明如下图所示。
  

  控制过程说明：司机脚踩油门、换档、脚刹、倒车等的操作的状态,其所对应的数字或模拟信号传送到PLC中,PLC通过程序处理,再将所需信号传送到变频器的控制板的接线端子,对变频器进行自动控制,变频器按照所设定的功能参数实现相应的功能。变频器采用矢量转矩控制,满足汽车系统的低频大转矩输出、高速动态特性,使三相异步电动机带动轮轴快速、平滑的起动、运行、停止(没有冲击力),半坡起动力矩可以达到200[%],达到混合动力电动汽车的设计要求。

PI7000 矢量变频器的调试步骤

• 1、实验室调试

  （1）空载测试

  将直流电311V接入变频器的输入端,设置相应的功能参数,运行至50Hz,用整流式指针万用表测三相输出电压正常;键盘监视的直流母线电压值与用万用表实测的值一致,否则通过修改功能参数L01进行校正。

  （2）带载测试:

  待机状态,将电机的输入线接至变频器的输出端,无误后上电.频率一点点升至满频,用万用表测试三相输出电压是否平衡,用嵌流表测电机的三相输出电流是否平衡,观察键盘各监视:输出频率、输出电流、输出电流百分比、电机转速、IGBT温度等是否有异常;调整功能参数L01,将输出电流百分比调准,即变频器输出的电流与键盘监视的电流相一致;调整电源板上的参数位R35、R37,使变频器达到2.6倍的额定电流时跳过流保护.断电,将速度传感器的接线与变频器的PG卡端子一一对应接好。

  （3）电机参数测量:

  上电将功能参数b13设为有效,变频器即开始自动测量电机的定子电阻,转子电阻,电机漏感,电机励磁电感等参数并自动存储到b05-b09中.

  （4） PG的方向确定

  设置功能参数:F01设为2,即带PG的矢量控制模式;F02设为5Hz,即给定频率为5Hz,F09设为5S,即加速时间为5S,F10设为5S,即减速时间为5S.然后手动运行,如果电机可以正常运行到5Hz,表示b12 PG旋转方向设定正确;如果电机只能运行在1Hz以下,表示PG旋转方向需要通过b12进行校正.

  （5）电机方向确定

  给定正转运行命令,如果电机正传,表示电机方向设定正确;如果电机反转,表示电机方向与命令方向相反,需要更改端子的命令,将FWD和REV的接线端子对调.

  （6）上述测试如有异常，立即查找原因并排除故障。

  2、变频器在混合动力电动汽车系统中的动态调试:

  （1）检查变频器在汽车系统中的接线无误后,方可上电调试。

  （2）空车调试

  司机将档位挂在D档(即高速档),脚踩油门,对汽车进行前进、倒退、平稳运行、拐弯运行、停止操作,用键盘将功能参数F09、F10加减速时间逐渐减小,使其能够快速起动而没有冲击力又不跳保护即可。

  （3）汽车加载调试

  将汽车中放满装满水的桶,模拟乘客.司机将档位挂在D档,脚踩油门,对汽车进行前进、倒退、平稳运行、拐弯运行、爬坡运行操作,监视变频器键盘看是否跳过流、过压保护;如果跳过流保护,将功能参数C04给定转矩逐渐提高, C05给定励磁逐渐降低,S曲线加速起始段F18逐渐提高;如果跳过压保护,将功能参数L13变频器过压保护点逐渐提高,不要超过400V(电解电容耐压为450V),S曲线减速起始段F19逐渐提高.司机将档位挂在L档(即低速档,半坡起动时挂此档),重复上述操作及调试.注:修改变频器参数时,需告诉司机挂空档。

  （4） 汽车路试

  上述调试没有异常后,司机驾驶汽车到各站点模拟试验,每天3-4次.通过键盘观察各监视是否有异常,并做好记录。

  （5）上述调试试验如有异常,立即查找原因并排除故障。

PI7000 矢量变频器的故障与异常处理

• 故障 可能原因 措施

  电机不转 LED监视器显示故障信息 故障查询并排除之,复位正常运行。

  U，V，W端子无输出或输出异常 检查所设定的控制方式和频率参数；检查外部端子接线状态。

  电机负载太重 检查负载情况并排除

  过电流

  OC 故障显示OC-P IGBT驱动保护；检查电机是否堵转电流过大。

  故障显示OC-2 输出过电流，电流超过电机额定电流的2.6倍时保护;检查电机是否异常

  加速中过电流 重新设定或调整F09，F18，F19，,C04,，C05

  减速中过电流 重新设定或调整F10，F20，F21

  运行中过电流 检查负载的变化情况并消除

  起动或运行中有时过电流 检查有无轻微短路或接地现象

  干扰 检查接地线，屏蔽线接地情况及端子情况

  过电压

  OU 直流母线电压太高 检测蓄电池电压是否正常;变频器额定电压设定是否正确;减速太快,调整F10；

  欠电压LU

  LU 电源电压太低 检测蓄电池电压是否正常;变频器额定电压设定是否正确；

  过热OH 环境温度过高 改善环境温度;检测F53降低风扇起动温度;检查F15载波频率的设定是否过大。

常见故障及其处理方法

• 变频器使用过程中可能会遇到下列故障情况，请参考下述方法进行简单故障分析：

  上电无显示：

  用万用表检查变频器输入电源是否和变频器额定电压相一致。如果电源有问题请检查并排除。 检查三相整流桥是否完好。若整流桥已炸开，请寻求服务。

  检查 CHARGE 灯是否点亮。如果此灯没有亮，故障一般集中在整流桥或缓冲电阻上，若此灯已亮，则故障可能在开关电源部分。请寻求服务。

  上电后电源空气开关跳开：检查输入电源之间是否有接地或短路情况，排除存在问题。检查整流桥是否已经击穿，若已损坏，寻求服务。

  变频器运行后电机不转动：

  检查  U、V、W  之间是否有均衡的三相输出。若有，则为电机线路或自身损坏，或电机因机械原因堵转。请排除。可有输出但三相不均衡，应该为变频器驱动板或输出模块损坏，请寻求服务。若没有输出电压，可能会是驱动板或输出模块损坏，请寻求服务。

  上电变频器显示正常，运行后电源空气开关跳开:检查输出模块之间相间是否存在短路情况。若是，请寻求服务。

  检查电机引线之间是否存在短路或接地情况。若有，请排除。

  若跳闸是偶尔出现而且电机和变频器之间距离比较远，则考虑加输出交流电抗器。