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和平矢量变频器优异特性分析

发布时间：2012-08-01 来源：中国自动化网类型：专业论文人浏览

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矢量变频器

导读：

摘要：国内外变频器生产概况，和平矢量变频器系列介绍，产品技术特性，产品技术特点，产品主要用途，齐全故障报警，系统构成信息，外部链接配线。1 变频器生产概况国内到目前为止生产低压变频器（380V、400V...

摘要：国内外变频器生产概况，和平矢量变频器系列介绍，产品技术特性，产品技术特点，产品主要用途，齐全故障报警，系统构成信息，外部链接配线。

1 变频器生产概况

国内到目前为止生产低压变频器（380V、400V）厂家有200多家，生产高压变频器（3kV、6kV、10kV）厂家有50 多家，再加国外进口有50家，台湾约15家，共计315多家产品在市场上流通，真是品牌繁多，琳琅满目，十分兴旺啊！尤其控制方式来看，国内多数是压/频比控制即V/f=C，空间电压矢量控制即SVPWM为主，近五年来，陆续出现矢量控制VC、以及无速度传感器的矢量控制，但比例不大，约有近40家，已能供货，然而矢量控制亦仅是一般的，高档超级的几乎没有，我公司针对市场的需要，瞄准矢量控制的高端产品，经两年来的努力，现已试制成功，准备批量投产，填补市场空缺，国内领先一步，国外亦少有的，欢迎用户青睐，真是“不比不知道，用后显真相”，我们殷切期待您的到来。

2 产品系列介绍

1）HPVFV矢量变频器采用32位DSP芯片，适合高端复杂的场合的应用环境，能满足多种场合的精确调速要求。

电压 220V~460V 功率 5.5~400kW

2）HPVFE 经济型变频器适用简单调速场合，能使电机输入电压与负载匹配，能达到节能最大化。

电压 220V~480V 功率 0.32~15kW

3）HPVFQ四象限变频器能满足各种位势负载的调速或节能，可将电动机再生能量反馈送回电网，对电网谐污染小，功率因数接近于1，是真正的绿色变频器，特别适用电梯、提升机、下运皮带机、各种起重机、油田磕头机、矿井的吊笼、机车牵引等。

电压 220V~460V 功率 5.5~400kW

4）HPVFS隔爆兼本安型变频器将变频、矢量控制、隔爆兼本质安全等技术相结合，并可四象限能量回馈，节电效果显著，适用煤矿井下、露天矿山、选煤厂、特殊危险场地、环境恶劣场所应用。

电压 660V~1140V 功率 5.5~630kW

3 产品技术特性

1）和平矢量控制变频器属高档多功能的技术性能如下：

多种控制方式于一机——具有V/f控制、无感矢量控制、矢量控制、四象限逆变再生回馈控制四种方式，可按要求任意选择。

2）具有低速高转矩输出——当V/f控制时，在0.5Hz时可有150%-200%Te（额定转矩），

当矢量控制时，在0Hz时可有150%-200%Te（额定转矩）。

3）具有自学习功能——可提供最理想的控制参数设置值。

4）具有自由编程功能——多种数字方程式，多种逻辑方程式，同总线通讯可实现任意的编程组合，定义明确的函数。

5）具有多驱动多电机的控制功能——多驱动向的同步控制，PWM逆变再生单元并联运行，多电机控制。

6）改进的故障处理功能——有故障前1秒的电压、电流、频率、输入功率、温度等实时数据记录。

7）具有内置的PLC、PID功能（并由补偿作用，可适用卷绕机的张力控制）。

8）具有通讯RS485/232、Profibus、CAN通讯连接的设备。

9）具有V/f频率控制、V/f速度控制、矢量速度控制、矢量转矩控制、矢量控制、无传感器矢量控制共六种控制模式，以及四象限逆变再生回馈、直流母线供电一拖多台运行方式。

10）整机软件分24段，共650条指令，即CPU的软件是复杂的，只有这样才能满足9）的所有功效。比德国2005年生产的TP-2000时代，350条指令、3种控制方式，几乎又翻一倍（此说明书是本人作技术校对的）。

4 产品主要优特点

1）矢量控制，且有多种控制方式可供选择（一般只是单一矢量控制）。

2）可四象限运转，适用各种位势负载。

3）输出谐波小，电流呈正弦。

4）掉电后无短路电流。

5）输入线电压波动补偿（AVR）。

6）功率因数cosΦ≈1.

7）精度高、功能多样，适用各种不同类型负载需要，实现了一机多用。

8）具有完全的保护装置，安全可靠。

5 产品技术特点

1）调速精度高，可达±0.1%（加编码器后可达0.01%）。

2）加、减速时间长可达3000秒。

3）输入电压220~480V，并有矿用660~1140V（其它几乎没有）。

4）电动机参数可在线自动识别，并补偿（这在高精度控制时需要，国外日本富士有）。

5）载波频率可自动下降，当使用时IGBT过流发热时，会自动下降，出厂值2.5kHz，可调范围从0.8~10kHz确保安全

6）可有多段速8段

7）V/f特性有直线、平方或任意设定三种

8）节电功效，按电动机负荷大小自动调整V/f特性，减小输出电压，实现节能最大化。

6 产品主要用途

1）通用设备（水泵、风机、空气压缩机、中央空调——冷却泵、冷冻泵、压缩机等）。

2）直流电源装置。

3）多电机驱动装置。

4）运输装卸起重机（下运皮带机、提升机、吊笼、起重机、吊车、船闸、电梯、拉丝机、收卷机等）。

5）负载惯性大机械（挤出机、造粒机、大型风机水泵、甩干机、离心机、混合机、清洗机等）。

6）卷取机（造纸、电缆、薄膜收卷、绳索、圆钢、钢带等）。

总之，不同类型负载几乎都能适用，属上等全功能，全国仅此一家，处于领先地位。真是“一机在手，万事不忧，功能多样，应用灵活，安全可靠，效果良好”。

7 故障报警

状态	操作面板显示	种类	说明
控制故障 ERR [Control]	F1 Over Load	过负载	变频器输出电流满足过负载条件 P5.8, P5.9 时发生
	F2 Over Curr.	过电流[S]	变频器输出电流超出 P5.11的设定值时发生(用软件处理)
	F3 Over Curr.[H]	过电流[H]	检测到硬件引起的过电流状态时发生
	F4 ZeroSeq Curr.	零相电流[S]	零相电流超过 P5.12的设定值
	F5 ZeroSeq Curr.	零相电流[H]	检测到硬件引起的零相电流状态时发生
	F6 Under Current	低电流：接线异常	变频器的输出电流满足低电流条件 P5.5，P5.6 时发生
	F7 Over_Volt	过电压[S]	变频器内部的直流环节电压超出 P5.15 的设定值时发生(用软件处理)
	F8 Over_Volt[H]	过电压[H]	用硬件检查过电压状态时发生
	F9 Over_Volt	低电压	变频器内部的直流环节电压低于 P5.18 的设定值时发生。使用无感应器矢量控制的情况下，电机与变频器之间接线断开时也发生。
	F10 Over Speed	电机过速	电机的运转速度超出P17.2(P18.2, P19.4, P20.4)的设定速度时发生
	F11 Out of Ctrl.	失控	使用制动装置时不能打开、负载过大、使用编码器时不能反馈信号等，由于内、外部的原因无法正常控制时发生
驱动故障 ERR [Operation] 驱动故障 ERR [Operation]	F21 Over_Temp	变频器过热	变频器的输出频率超过45Hz运行的条件下，若散热器的温度在测定在P5.40设定值以上，变频器则发生过热Fault.如果变频器的输出频率在 45Hz以下的情况，根据输出电流和输出频率不同，变频器过热检测出的温度可能与P5.40不同。需要监测发生故障使得输出频率，电流，温度值。
	F22 Device_Short	IGBT/MOTOR断路检查	变频器IGBT/MOTOR断路检查时发生。
	F23 Charging Err	初期充电故障	输入电源后,直流环节电容充电失败时发生。
	F24 Gate Drive Power Fall	制动斩波器或制动电阻故障	因内装型制动斩波器或DBR 异常,输入电源后直流环节电压不上升, 制动斩波器运行中过电流或元件受损而发生。
	F25 Ext_Fault	外部输入故障信号	从外部装置输入故障信号时发生
	F26 Zero_Current	门极驱动电源故障/接线的错误	“P5.2=[1]Enabled”状态下无电流的状态超过P5.3的时间设定值时发生
	F27 Open Phase	缺相故障	3相输入中一相断电时发生
	F28 Motor Lock	抱闸开放失败
	F29 Keypad_Erorro	操作面板连接不良	操作面板与变频器之间连接不好或通信被割断时发生
	F30 Sync_Com_Err	同步通信故障
	F31 Line_Uv	VDC电源输入电压低	AC输入电压低
	F32 Line_Open	输入电压断路	每相的AC输入电压不平衡
	F33 Line_Sequence Change	相序错误
	F34 Line Over Voltage	电压输入过电压	AC输入过电压
	F35 Line Unbalance	电压不平衡	每相的AC输入电压不平衡
	F36 Profibus Error
	F37 Fault_Logic 1
	F38 Fault_Logic 2
	F39 Master_Emergency
自动调谐故障 ERR [Tuning]	F41 Wrong Conn.	电机接线故障	变频器和电机之间接线断开时发生
	F42 High_Freq Res	电机调谐故障1	电机调谐期间所得的值有误
	F43 High_Freq Ind	电机调谐故障2	电机调谐期间所得的值有误
	F44 Stator Res[RS]	电机调谐故障3	电机调谐期间所得的值有误
	F45 Rotor RES[RS]	电机调谐故障4	电机调谐期间所得的值有误
	F46 Stator Ind[Ls]	电机调谐故障5	电机调谐期间所得的值有误
	F47 Rotor Lnd[Lr]	电机调谐故障6	电机调谐期间所得的值有误
	F48 Inertia[Jm]	电机调谐故障7	电机调谐期间所得的值有误
	F49 Motor Stall	电机拘束故障	调谐条件 P14.1 的设定值太大，发生错误
	F50 Tn_Time_Over	自动调谐时间超过	自动调谐实行时间超过

8 系统构成信息

图1是HPVFV变频器的框图。二极管桥整流三相电源后给变频器提供直流电源。以IGBT构成的变频器逆变单元作用生成三相对称交流电压。

电机控制模块基于微处理器软件。微处理器根据闪存内置的程序(V/F，矢量)的种类与测定信号、控制输入输出模块、在操作面板设定的参数值和命令下控制电机。并计算IGBT 开关位置，门驱动器对信号进行放大来驱动IGBT。如IGBT发生过电流时，门驱动器暂停IGBT门极信号输出，把故障信号发送到微处理器。操作面板是用户和HPVFV变频器的连接桥梁。用户可使用键盘或PC设定参数值、读写数据、下达控制指令。键盘是可拆下的，也可利用电缆与HPVFV变频器连接。关于制动电阻的规格参见本说明书附加的制动电阻选定表。（附件一：制动电阻计算方式参考）

9配线（接线图）

7 故障报警

状态	操作面板显示	种类	说明
控制故障 ERR [Control]	F1 Over Load	过负载	变频器输出电流满足过负载条件 P5.8, P5.9 时发生
	F2 Over Curr.	过电流[S]	变频器输出电流超出 P5.11的设定值时发生(用软件处理)
	F3 Over Curr.[H]	过电流[H]	检测到硬件引起的过电流状态时发生
	F4 ZeroSeq Curr.	零相电流[S]	零相电流超过 P5.12的设定值
	F5 ZeroSeq Curr.	零相电流[H]	检测到硬件引起的零相电流状态时发生
	F6 Under Current	低电流：接线异常	变频器的输出电流满足低电流条件 P5.5，P5.6 时发生
	F7 Over_Volt	过电压[S]	变频器内部的直流环节电压超出 P5.15 的设定值时发生(用软件处理)
	F8 Over_Volt[H]	过电压[H]	用硬件检查过电压状态时发生
	F9 Over_Volt	低电压	变频器内部的直流环节电压低于 P5.18 的设定值时发生。使用无感应器矢量控制的情况下，电机与变频器之间接线断开时也发生。
	F10 Over Speed	电机过速	电机的运转速度超出P17.2(P18.2, P19.4, P20.4)的设定速度时发生
	F11 Out of Ctrl.	失控	使用制动装置时不能打开、负载过大、使用编码器时不能反馈信号等，由于内、外部的原因无法正常控制时发生
驱动故障 ERR [Operation] 驱动故障 ERR [Operation]	F21 Over_Temp	变频器过热	变频器的输出频率超过45Hz运行的条件下，若散热器的温度在测定在P5.40设定值以上，变频器则发生过热Fault.如果变频器的输出频率在45Hz以下的情况，根据输出电流和输出频率不同，变频器过热检测出的温度可能与P5.40不同。需要监测发生故障使得输出频率，电流，温度值。
	F22 Device_Short	IGBT/MOTOR断路检查	变频器IGBT/MOTOR断路检查时发生。
	F23 Charging Err	初期充电故障	输入电源后,直流环节电容充电失败时发生。
	F24 Gate Drive Power Fall	制动斩波器或制动电阻故障	因内装型制动斩波器或DBR 异常,输入电源后直流环节电压不上升, 制动斩波器运行中过电流或元件受损而发生。
	F25 Ext_Fault	外部输入故障信号	从外部装置输入故障信号时发生
	F26 Zero_Current	门极驱动电源故障/接线的错误	“P5.2=[1]Enabled”状态下无电流的状态超过P5.3的时间设定值时发生
	F27 Open Phase	缺相故障	3相输入中一相断电时发生
	F28 Motor Lock	抱闸开放失败
	F29 Keypad_Erorro	操作面板连接不良	操作面板与变频器之间连接不好或通信被割断时发生
	F30 Sync_Com_Err	同步通信故障
	F31 Line_Uv	VDC电源输入电压低	AC输入电压低
	F32 Line_Open	输入电压断路	每相的AC输入电压不平衡
	F33 Line_Sequence Change	相序错误
	F34 Line Over Voltage	电压输入过电压	AC输入过电压
	F35 Line Unbalance	电压不平衡	每相的AC输入电压不平衡
	F36 Profibus Error
	F37 Fault_Logic 1
	F38 Fault_Logic 2
	F39 Master_Emergency
自动调谐故障 ERR [Tuning]	F41 Wrong Conn.	电机接线故障	变频器和电机之间接线断开时发生
	F42 High_Freq Res	电机调谐故障1	电机调谐期间所得的值有误
	F43 High_Freq Ind	电机调谐故障2	电机调谐期间所得的值有误
	F44 Stator Res[RS]	电机调谐故障3	电机调谐期间所得的值有误
	F45 Rotor RES[RS]	电机调谐故障4	电机调谐期间所得的值有误
	F46 Stator Ind[Ls]	电机调谐故障5	电机调谐期间所得的值有误
	F47 Rotor Lnd[Lr]	电机调谐故障6	电机调谐期间所得的值有误
	F48 Inertia[Jm]	电机调谐故障7	电机调谐期间所得的值有误
	F49 Motor Stall	电机拘束故障	调谐条件 P14.1 的设定值太大，发生错误
	F50 Tn_Time_Over	自动调谐时间超过	自动调谐实行时间超过