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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。


QQ 402550360 TEL 17606539722
风起云
至圣

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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。

驱动技术交流 Email: sf82@sina.cn
Zane
至圣

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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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Zane
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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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