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 利用电机工作原理与G120的监控功能排故

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作者 主题
kdrjl
版主

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楼主    2024-03-16 16:51:15
主题:利用电机工作原理与G120的监控功能排故

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?

我是你的朋友
大青蛙变工程师
侠圣

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5楼    2024-03-17 12:01:34
精华帖  主题:回复:利用电机工作原理与G120的监控功能排故

1847出了很多这方面的视频,旨在提高理论联系实际的能力。这也是学校很难学到的。

西门子专门出了一个类似的工程师手册,帮助工程师掌握这个理论过程

Engineering Manual SINAMICS G130, G150, S120 Chassis, S120 Cabinet Modules, S150

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/en/view/83180185


永无止境
Siemens automation
奇侠

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10楼    2024-03-18 18:31:32
精华帖  主题:回复:利用电机工作原理与G120的监控功能排故

     理论知识水平有多高,决定你能走多远。没有强大的理论支撑,是不会突破一个高的境界。以前一直认为经验丰富能是一个高水平的工程师,这几年慢慢理会到理论知识越高,才会带你走得越远。应用技术只会在自己所在行业里面有些建树,但是理论知识扎实能解释很多不同行业的应用。

      现在的我是少壮没学好理论,遇事就会去补课历史债务(学习理论知识来解题)。(*/ω\*)

无名的人
奇侠

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13楼    2024-03-19 14:35:41
精华帖  主题:回复:利用电机工作原理与G120的监控功能排故

以SLVC的控制精度  出现正负10rpm的转速波动就不正常了 说明变频器对电机的控制出现了问题 问题有可能出在动力线上,所以楼主考虑通过解决EMC问题改善稳态精度  稳态精度高了 轴上的空载转矩自然就不会这么大了

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