问题:
有一个客户反映用我们的台架性能试验装置,测试的发动机数据不准确,与其他同类设备测试的数据存在误差。
该台架性能实验装置,交流异步电机5.5kW,变频器控制采用CU240E-2PN+PM240-2_7.5kW
检查问题原因:
与客户采用异地通讯,链接小葵花,打开用户设备的计算机,在线STARTER,通过图形化监控界面检查监控参数r0752。因为,该设备的电机轴转矩传感器0-10V信号,是通过G120的模拟量端子输入变频器,然后通过内部的±100%与0点标定分两路,一路去电机的扭矩闭环控制,一路通过通讯去计算机实时监控显示。如图示:
让用户把电机轴与负载脱开,电机轴悬空连接。监控分成两部进行:
第一步,电机不上电启动,静止状态,看参数r752示值,是不是在传感器的零点电压附近?示值是多少?
第二步,电机上电启动并运行,工作在一个稳定的空载转速,看参数r752示值是多少?是不是仍在传感器的零点电压附近?也就是说,电机在空载运行下,轴扭矩传感器是不是没有受到外力作用?
通过测试,结果如下:
电机不启动,静止不转。r752 = 40mV左右。针对传感器满度值10V而言,此值为引用误差的0.4%。应该属于正常状态;
电机运行,稳态300rpm(电机额定转速3000rpm),r752 = 200mV左右。稳态2000rpm,r752示值维持不变,还是200mV左右。
在此状态利用STARTER的trace功能对参数r63录波。结果发现,转速r63的波形有±10rpm高频噪声存在。此时转速显示是稳定的。因为转速显示是有滤波的。所以从监控看不出转速有问题,而录波能看到这样的噪声存在。
问题分析:
首先,电机的工作原理决定,在电机轴悬空下运行,电机外壳是平衡的,不受力,传感器应该没有任何显示值增加才是正确的。此时尽管电机通电,存在磁场阻力,但它是电机内力。根据力学原理,内力对外是不做功的。所以。如果电机的外壳安装了拉压传感器,它此时不应该受力。如果此时有传感器的示值增加,就是问题。
然后,通过录波,看到在无编码器的矢量控制下,变频器内部的转速示值r63存在噪声,这说明系统里有噪声干扰。特别是系统的测力传感器是应变电桥原理的传感器,它的信号是很容易受到噪声干扰的。
综上,问题锁定是系统受到干扰所致。EMC问题。
解决:
将电机与变频器电缆线串铁氧体磁环并缠绕若干圈;扭矩传感器电缆线屏蔽层双端接各自的导体外壳。再上电运行电机,故障现象消失。一切正常。问题圆满解决。
总结:西家传动监控和trace功能特别好使,所有的干扰问题,都可以通过系统的工作原理去制定测试步骤,然后对现象进行解析。最终锁定并解决故障。
是不是特别帅?