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 G120C变频器报故障F7901的探讨

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master_mb
侠圣

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楼主    2020-06-26 14:07:26
主题:G120C变频器报故障F7901的探讨 精华帖 


现有一项目,G120C7.5KW 控制一台5.5KW带电磁抱闸电机。

电机已做静态识别和计算,P1300=20,抱闸由变频器控制。

当电机轻载时,无论高低速,升或降都正常。

当电机重载时,高速下降突然出现急速墩底现象,然后看到变频器报F7901(电机转速过快)。

打电话给西门子的技术支持,询问了一些参数设置问题,没发现异常,建议我提高一下制动电阻的功率P219试一下,

但由于墩底对机械损伤太大,我只是增加了P219,但没有敢再次试验。然后把频率由45HZ降到30HZ,继续重载调试正常。

由于我同时修改了频率和P219,并不能确定是哪一个参数起了作用。

由此我有了一种看法,不知正确与否:就是在电机下降的过程中,必然有一个时间点,此时的电机速度恰好等于负载的自由落体速度,

此时的变频器无需输出,如果变频器没有输出,它又是怎么计算此时的电机速度的呢?是不是这个时间点造成F7901的原因呢?因为对P1300=20模式下变频器判断电机转速的机理并不清楚,请大师答疑解惑。


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kdrjl
至圣

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1楼    2020-06-26 15:39:30
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

第一,墩底?就是直接落地了?钢厂里以前管这叫“天车下蛋”。


第二,P1300 = 20,用于起重控制,轻载没问题,重载会出现失控?


这也符合常理吧?重载的低速区变频器系统就是没有带载能力的。但也也不至于自由落体吧?当电机出现故障保护时,抱闸应该抱死的呀?


另外,楼主还用的是G120C?这个变频器是风机泵类的,不是恒转矩的。


感觉楼主在对设备自身性能方面,是拔苗助长的那种。唉,我也想花最少的钱,做最大的事。但凡事都要有度,超越极限,就容易出问题了。

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master_mb
侠圣

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2楼    2020-06-26 19:56:20
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨


用G120C做过很多类似项目,并没遇见过F7901,这次的不同之处是原先是德马格的电机,这次是SEW的电机,并且电机减速机的减速比是原先的一半。

西门子的技术支持也是默认G120C可以用到升降设备上的,没有问题。

重载以我的观察恰好是低速区带载能力比较强,当满负荷高速提升是会有溜车现象,但经过低速提升再到高速提升溜车现象反而消失了。

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master_mb
侠圣

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3楼    2020-06-26 20:04:51
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨


报F7901时已经晚了,墩底已经发生。

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kdrjl
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4楼    2020-06-26 20:51:39
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

嘿嘿,有点意思。照你这么说,那下降也是先低速,再高速呢?如果OK,那就是有规律了。说明这个给定的响应速度要斜坡给定或者起步和下降加圆弧的那种?


你的机械抱闸好像不能自动保护呀。这有安全问题。得想办法解决,只要提升物下降过快应该立即抱死。完全用机械强制保护的那种。比如说类似断绳保护?

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kdrjl
至圣

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5楼    2020-06-26 21:02:32
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

题外话,看这意思,G120C要火?


我看到一朋友用这款变频器(G120C)。说白了,就是MM440的结构模式,改了型号而已。CU与驱动是一体机。最找乐的是,我朋友最近很高兴的告诉我,他找到了一个中文界面的DRIVE MONITORS,也一样能连接G120C。我很奇怪,那不是MM440的调试软件吗?MM440就是既可以DRIVE MONITORS,也可以STARTER。两种软件都能使用。


为了迎合市场,西家传动也是拼了。改来改去呀。(捂脸)

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Zane
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6楼    2020-06-26 21:07:30
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

P=MgV,算一下下行制动功率是多少

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master_mb
侠圣

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7楼    2020-06-27 08:35:49
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨


看来原因最大的可能确实和制动电阻P219有关。

@kdrjl,原先用MM440,后改的G120C.断绳保护确实是好的解决方法,但由于机械方面安装不方便,

因此并没有加,如果货物特别重时,电机功率也会加大,当电机功率>=11kw时,我会选择在电机输出轴加

编码器形成闭环(至少可以保证电气方面不会出问题)。

先低速降再高速降,等机械墩底保护做好后可以试一试。

@Zane,500KG重物以1秒0.5米速度跌落确实恐怖。

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风起云
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8楼    2020-06-27 17:14:55
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

风机泵类或者恒转矩类,是指负载的类型,而变频器自身倒是不分的。G120C一样可以带恒转矩负载(P0501=0)。

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风起云
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9楼    2020-06-27 17:56:50
精华帖  主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

 “就是在电机下降的过程中,必然有一个时间点,此时的电机速度恰好等于负载的自由落体速度,此时的变频器无需输出。”

这个时间点并非必然的。只有在设定的负载加速度等于9.8m/s2、负载下降的时候(负载大于配重)才会出现。


“变频器没有输出,它又是怎么计算此时的电机速度的”

即使在这种情况下,变频器也并非没有输出。励磁电流依然在,只是转矩电流很小罢了。变频器依然可以通过矢量运算得到电机的实际转速。



一方面,如果P219设定的比较小,有可能会造成下降过程中回馈的能量无法完全释放而造成电机在负载重力作用下转速失控而出现F7901。P219设定值应该是制动电阻允许的最大功率。


另一方面,G120C并非不能用于升降类负载,但是官方推荐使用带编码器的矢量控制。

G120C的操作说明中明确指出:

“控制设置错误会导致负载掉落
采用无编码器矢量控制时,变频器会根据电气电机模型计算实际转速。在带牵引负载(例如:起升机构、升降台、垂直输送机)的应用中,所设的电机模型错误或设置错误会导致负载掉落。负载掉落可能导致重伤或死亡。”-----P292。

如果一定要这样用,参考章节6.19.3.3----“带牵引负载的特殊设置”

 

参考手册:

G120C操作说明


我一般要求电气设计工程师,如果升降高度在0.5米以下,就算失控也不会造成设备或人员伤亡的,不带编码器也行,1米以上高度的必须加编码器。

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kdrjl
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10楼    2020-06-27 18:36:03
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

哦,看来是MM440翻版的形式了。产品覆盖不留死角的那种。能占都占上。



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kdrjl
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11楼    2020-06-27 18:43:26
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

想@一个人,@+昵称+空格+文字或符号才会有效。你在@+昵称后面加的不是空格,而是逗号,所以我们都没有收到你的呼叫。


这样:@master_mb 你看是不是变颜色了?蓝色的?这才有效。

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风起云
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12楼    2020-06-27 22:21:49
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

G系列变频器的市场定位确实是替代MM4的,所以应用范围、功率范围也都跟MM4比较接近。作为市场定位相近的升级产品,前者不可避免的具备大量后者的特点;而作为换代产品,功能、性能、易用性上都是超过后者的;G120C可以看作是G120的简化版,但要因为同样是一体式而认为仅仅是MM440换了个壳,是有失偏颇的。

软件上,虽然MM4也可以用stater调试,仅仅是兼容而已,但功能明显不如G系列;更不用说在博途平台下的使用了;功能上,G系列支持STO而MM4没有;硬件上,G系列的功率密度比MM4提升了40%,相同空间可以安装更多变频器。比如同样是11KW,MM440宽度为185mm,而G120C为140mm;D尺寸及以上标配直流电抗器,不用外加进线电抗器,而且延长了电机电缆允许长度;还有大量的细节不便一一列举。

如果仔细研究二者的软件和硬件区别,会发现,G系列相比MM4并非改头换面,而是实实在在的更新换代产品。

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高山孤影
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13楼    2020-06-27 22:36:01
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

像这种情况,制动功率不够是一种可能(速比减小了一半,制动功率要重新考虑),变频器设置问题也可能导致跌落。


http://blog.163.com/xiuzhang_2000/
风起云
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15楼    2020-06-28 10:05:36
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

G120本身集成制动单元,可以直接外接制动电阻,无需外加能量回馈单元。如果需要能量回馈电网,功率单元可以选择PM250

使用编码器反馈记得设P1300=21.

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风起云
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21楼    2020-06-28 22:33:13
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

G120C介于CU240B-2和CU240E-2之间。我现在的行业,除了用一个DO控制抱闸(也可以不用),其它输入输出端子全都不用的,信号都走通讯。

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Zane
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27楼    2020-06-30 01:57:13
精华帖  主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

m:载荷质量

g:重力加速度

a:载荷减速度

v:线速度

p:输出功率

n:电机转速

M:电机输出扭矩

d:卷扬直径或齿轮节圆直径

i:减速比

η:减速机效率


负载下行的匀速制动功率为 p=m · g · v

负载下行的电机匀速制动扭矩为 M=m · g · d / (2 · i · η)

负载下行的最大瞬时减速制动功率为 p=m · (g+a) · v

负载下行的电机减速制动扭矩为 M=m · (g +a) · d / (2 · i · η)

线速度与电机转速的关系 n=60 · v · i / (π · d)

机械功率扭矩公式 M=9550 · p / n


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28楼    2020-06-30 08:03:27
精华帖  主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨
从上述公式可以看出,如果电机型号不变,减速比减小一半,负载不变,工艺线速度不变,加速度不变的条件下,我们可以得到:
电机的需求输出扭矩需要增大一倍
电机的需求转速是原来的一半
电机的最大输出功率(包括制动功率)是原来的一半
机械制动功率不变
如果机械制动功率大于电机的最大输出功率,如果SLVC模式下,低转速状态下,电机实际输出扭矩达不到制动的需求扭矩。

因此在某一参数变化时,光看功率或静态输出扭矩是不够的,应对所有动态参数重新进行计算校核。
这还仅仅是机械方面的问题。
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29楼    2020-06-30 08:35:48
精华帖  主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨
回到楼主的问题,楼主采取了2个措施
修改P219制动功率值由2KW到4KW
将运行速度由45HZ将为30HZ

降低运行速度,实际就是降低了负载匀速下行的稳态制动功率及最大瞬态制动功率,降幅达33%。
但并没有确定电机的减速制动扭矩需求是否超过了SLVC模式下电机所能达到的最大输出扭矩。

至于修改P219参数,我觉得楼主更是盲目的没有计算依据,假设加速度为0.2m/s^2,下行速度1m/s,瞬时制动功率也达到了5000w,还不如就设置全功率制动呢。
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32楼    2020-06-30 21:50:47
主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

 @ ZD_JY 


这里的最大输出功率是指连续最大输出功率,S1工作制


机械功率扭矩公式 M=9550 · p / n


如果n是额定值,M是额定值,那p就是额定功率。


如果电机转速是额定值的一半,M还是额定值,那么这时电机的最大连续输出功率就是额定功率的一半。


如果电机转速是额定值的一半,输出功率还要达到额定值,那结果就是电机实际输出扭矩是额定值的2倍,这就是过载,电机只能是间歇工作制,不能连续工作了。

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33楼    2020-06-30 23:14:59
精华帖  主题:回复:G120C变频器报故障F7901的探讨

咱们继续聊楼主关于方案的问题


首先,重载位能负载选用SLVC就是个败笔,无所谓多少千瓦以上一定要编码器闭环,多少千瓦以下就不需要编码器闭环,无稽之谈,如果还有定位要求,那更是扯淡了,不清楚还是老老实实地加装编码器吧。

其次,减速时间稍长一些,常规低于5HZ时,SLVC就切换到V/F模式了,特性软,输出扭矩脉动,电机出力维持不了需要的稳定的加速度,就会导致电机失速。

第三,SLVC也并非一定不能用于位能负载,甚至用于位能负载定位,大马拉小车呀,电机对负载是大马拉小车,驱动器对电机也是大马拉小车,另外,需要较大的加速度即较短的加减速时间,能做到短时间的悬停以配合抱闸动作。

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