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 变频电机超频运行时的一些问题

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作者 主题
黄CR7
游士

经验值:157
发帖数:5
精华帖:1
楼主    2016-11-29 16:37:25
主题:变频电机超频运行时的一些问题 精华帖 




 各位前辈好,本人为技术菜鸟,想求助一个问题:

  

在客户现场有一台洗脱机设备,驱动马达为变频电机,由变频器V/F控制(已经按照洗脱要求人为的调整了V/F线),变频器的目标频率设为150Hz(高脱为150HZ),在进行高脱时(滚筒里面不放衣物,只连皮带),马达出现了失速情况,表现为:变频器的输出频率没有下降,输出电压没有下降,但马达已经失去控制,逐渐减速,而此时变频器输出电流维持在13A左右,

注:变频器为3N  380V 5.5KW, 额定电流12A,韩国LS产电, 变频电机铭牌数据(图片2): 额定功率4KW,恒转矩调速范围5~25Hz, 恒功率调速范围25~130Hz,额定电压330V, 额定电流10.15A


目前有几点疑问:


1、此变频电机在150Hz运行时,是否有失速风险,经检查连续高脱试验后电机轴承发热严重,如果是因为频率设置过大而失速,那失速的根本原因是什么?

2、以各位前辈的调试经验分析,从变频器的角度来看,通过参数调整(控制方式、转矩的补偿,速度环/电流环PI增益的调节)能否解决在150Hz情况下的失速问题?

3、由于现场只有一台台达的11KW变频器,默认参数设置后,测试高脱150Hz,马达同样会失速,

4、将传动的V型带拆掉,空载运行时,可以连续高脱到150Hz无问题,但连上皮带后又出现马达失速的情况,这是否证明了,马达工作在恒功率区时的带载能力很弱?

 

 

图片1为设备示意图,变频器控制马达带动驱动轮①旋转,驱动轮①通过V型皮带带动从动轮②(洗衣滚筒)旋转,从而进行洗脱机的洗涤脱水工作. 


第一次发帖,表述有点乱,一些规矩还不太懂,如有发错版块等问题请版主指正,再次谢谢大家了,

问题补充!!!!!

此前斑竹版主提了两点改善方法,在现场调试时也或多或少的试了提到的解决办法,但效果不理想,参见下面图片



(疑问1:这一批洗脱设备一共40台,均采用LS变频器,马达均为上面提供的变频电机,其中25台无法高脱2,另外15台能够高脱2,这是否说明在变频器默认参数的情况下,马达在150HZ带载运行时工作特性已经不稳定?

疑问2:客户反映使用LS变频器和台达变频器无法高脱2的设备上换成安川变频器可以连续高脱2无问题(只是在一台设备上实验,没有大批量的实验),但现在还未确认安川的参数设置(后续确认参数后会贴出来),心中很是不解,如果150HZ时马达工作特性不稳,那么为何安川可以?难道是软件内部算法更优越?)

疑问3:还是老问题,能否通过参数设置使这种马达稳定运行在150HZ?

写的有点长,感谢大家耐心解答!

////////////////12月1日更新/////////////////////////////////////////

看到各位前辈回答这么多,感觉自己在解决问题的道路上不再孤单,在这里更新一下最新信息及疑问.

针对斑竹版主提出的问题和建议:

1、此款LS变频器的技术人员已经过来调试,他们认为是马达的问题,马达的工作特性不满足这样的使用情况.

2、现场使用LS变频器偶尔也可以高脱到150Hz,电机稍微热一点的时候可以,第二天试机又无法高脱.

3、和这款马达的生产厂家的技术人员打过电话,对方认为此马达在超过130Hz运行时有失速的风险.

4、安川变频器的参数设置已经确定,如斑竹版主所言,它的参数中延长了加速斜坡时间(LS是60s,安川是80s)

安川变频器也默认有输出电流的限幅功能,现在怀疑安川虽热没有失速,但好像是通过软件内部识别了一个转速最优点(或者说是马达失速的临界点)当然,这些都是猜测,不过安川在120HZ运行时,马达噪音要比台达和LS的小很多(安川载波频率:8KHZ,)LS变频器调了载波频率,但噪音还是比安川大,不知为何?

4、斑竹版主前面提到"<这样的控制需求,不推荐使用矢量控制,推荐V/F控制。原因是深弱磁时易控制,易稳定>",现场的LS变频器只有V/F与无感矢量控制,而且用了无感矢量控制与自动转矩补偿之后效果更差,所以,想了解一下为什么这样的控制不推荐使用矢量控制?本人技术薄弱,希望斑竹版主解惑.

5、关于RENHQ奇侠提出的为啥不换个电机,因为设备已经在使用,而且是监狱系统,能进去调试已经殊为不易,更不用说更换或拆卸马达.

6、我还是想知道马达失速的根本原因,在失速时输出电流为何会稳定在13A左右而不再增加?这个值只是取决于当时的负载?失速在马达内部结构当中或者是定转子间到底是怎样一个过程或者是怎样一种形态?






kdrjl
版主

经验值:146145
发帖数:36656
精华帖:451
4楼    2016-11-29 20:33:13
精华帖  主题:回复:变频电机超频运行时的一些问题

第一,此楼主问题很不错,是一个交流的话题;

第二,楼主的图片直接贴出来,更方便共享浏览;

第三,谈下我的观点。


从描述的现象和问题来看,我觉得应该比较明确了,就是高速运行时,电机电流超载,导致的失控。那为什么空滚筒高速会超载呢?并没有负载嘛。


第一,弱磁升速,电机的转矩是下降的,这是常识,特别是深度弱磁,高速区的带载能力是非线性下降的(反抛物线状态)。


第二,从提供的驱动结构看,小轮带大轮,大惯性负载特性。这就说明,高速运行中,转速的变化率会产生比较可观的附加动转矩。


两个原因加在一起,导致高速状态电机过载而失控。解决方案,很简单,把转速给定的斜波时间加长,也就是说让速度变化的上升尽量的慢,以不超过电机额定电流为准。这样保证在最高转速时,电机不过流。避免失控。


在整个调速过程中,始终监控电机的实际电流,不要超过额定值。如果超过,就再延长加速斜坡时间,直至受控为止。另外这种深弱磁的应用,电机是不可过载的,所以变频器要设置过载限制,保证额定电流下的限幅控制(电流截止特性)


最后,这样的控制需求,不推荐使用矢量控制,推荐V/F控制。原因是深弱磁时易控制,易稳定。如果是西门子的传动就无所谓了。知道为什么嘛?因为西门子的传动首先是建适配的电机等效模型,所以恒功率控制不易失控,不论是矢量控制还是V/F控制亦如此。在弱磁状态,如果电机超载了,它表现为不是失控,而是转速自动下降或终止上升。让你感觉就是没能力了。也不会失速。这就是在恒功率下的快速电流限幅功能。

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