MM4变频器VDC直流电压控制器的解释和各种制动方式的使用

[精] 主题：关于MM4变频器中Vdc直流电压控制器的解释和各种制动方式的使用

Vdc直流电压控制器

1、Vdc max最大电压控制器

以前我简单地解释过，鼠笼式异步电机在电机学中，就相当于一台变压器。定子线圈相当初级，鼠笼转子相当短路的次级，通过定子、转子铁心作电磁场变换产生力旋转力矩。当转子转速大于旋转磁场的转速时，（可以是被拖动的机械惯性太大，也可以是被其他动力（包括重力）拖动。）转子切割磁力线的方向反向，电动机就处于发电状态。其结果是较高的电压对直流侧的大容量电容充电。这负的滑差越大，充电电压越高。问题是：直流侧电容的耐压是有限的，也就是说，可以储存的电量（电能）是有限的。如果过高，电容将会过压击穿（爆炸）。

针对于：仅仅是转动惯量很大原因造成过电压的系统，并且控制上没有受控减速（例如：必须按斜率在2秒停止）的要求。变频器设计了一个Vdc直流电压控制器。其原理是：既然是频率下降过快造成的过压，那么我们停止频率下降不就行了？正是如此，MM4系列变频器内置的Vdc max最大直流电压控制器中，应对直流侧过压的问题，采用通过内部PID算法，不理睬你给定的下降变化，以保持直流侧电压不致过高为目的，自行给出频率。当电机转速有所降低，并且直流侧电压降低到设定的限值以内后，继续按减速斜坡减速。如果直流侧电压再次过高，控制器再次动作。

应用场合：通过对Vdc max最大直流电压控制器工作原理的理解，可以看出，应用的条件是：大惯量的、不会被拖动（超速）的，同时对降速过程没有要求的机械系统。

使用注意事项：注意上述的使用条件。如果电机是被拖动（例如：势能下降装置，下降拖动速度没有限制时）产生过压，使能这个控制器很可能不管用。使能这个控制器是P1240=1(bit1)。此外，建议使能自动电平检测P1254=1。特别注意：这两项都是默认的（恢复出厂值后）。

2、Vdc min 最小电压控制器（动态缓冲）

既然当转子转速大于旋转磁场的转速时，产生再生电流对电容充电。那么我们是否可以利用它做些什么？MM440（遗憾的是MM420、MM430没有此功能）正是利用这点，设计了最小电压控制器来克服短暂的“失电”，避免欠压跳闸。

对于短暂的“失电”，最小电压控制器就会自动（用同一个内部PID算法）降低设定频率，保持转子转速稍稍大于旋转磁场的转速，使电容能得到一定充电。转动惯量越大的系统，效果越明显。“失电”前运行频率较低、负载力矩较大的系统效果较差。

应用场合：对于供电系统不太稳定的情况。例如：工厂供电回路存在大电流启动，造成电压突然下降等类似工况。

使用注意事项：使能此功能需要手动设置（非默认）是P1240=2(bit2)。它在电压下降到P1245=76%正常直流电压时启动动态缓冲。同时，在P1256还有三种选项：P1256=0尽量保持直流电压在对应值（不

断减速）直到P1257=2.5Hz并尽量保持，最后切断脉冲。P1256=1 同上，只是到达P1257后切断脉冲。以上两种在供电恢复后即按上升斜率到达设定频率。P1256=2则是即便供电重新恢复也按OFF1降低频率，直到停机。

使用效果完全取决于当时的负载状态、运转的频率。如果运转频率较高，负载较轻，转动惯量较大效果较好。断电2-3秒也不会跳闸。供电恢复后频率立即沿斜坡上升。

说明：首先，Vdc 直流电压控制器可作用在P1300各种控制模式，只不过P1300<20是控制频率，而

P1300>=20是控制矢量力矩电流。其次，要特别注意，直流控制器的使能是为了防止过压和欠压跳闸而设计的。在出现状况时，控制器“接管”了频率设定，也就是说不受你的给定控制。此外，这两种控制可以同时使用，P1240=3。

通过上面的解释可以看出，启用Vdc直流电压控制器后最大的问题是控制器“接管”了频率设定,在有些系统控制中，这种“脱离控制”是不允许的。为此，MM4变频器还提供了多种、减速、制动的方法。

1、直流制动

2、复合制动

3、动力制动

我在一个工地用的是420，就出现一次侧电源瞬间失电的情况，一直无法解决，原来换一个440就可以了。是呀。要是MM430,420也加上这个最小电压控制器就好了。

我试过，启用最小电压控制器后，如果恰好电机工作在高转速，负载也不大时，供电系统断电2秒多变频器只是逐渐降低一些频率。不会报警、跳闸。供电恢复后，又按斜率升到给定频率。（这台的负载惯量也不大）。

1、关于P1253：在使能最大电压控制器后，实际DC电压和设定动作电压r1242的值比较，并对其差值（仅计算正值）进行PID调节。既然含有积分，就不能不对其“限幅”吧？这个值是快速调试后，电机参数计算得到的

因此，当差值过大时，此控制器最多输出P1253的频率值参与输出的最终控制。

2、关于P1257：这是给你的一个“工艺上的”选择。最小电压控制器动作后。已经是处于供电电压“跌落”了（消隐）。有些设备不允许在过于低的转速下工作。那么你可以修改这个值，例如：如果不能保持7Hz,

干脆停机。你就把该参数设成7Hz（默认是2.5Hz）。

关于MM4变频器中的各种制动的解释和使用(1)

MM4变频器提供了多种减速和制动方式，分成两类：

一类是纯粹是以制动为目的：直流制动、抱闸制动。

另一类是为提供更好的减速动态特性：复合制动、动力制动。

分别讨论

1、直流制动：如果使用了直流制动，它是最优先的。对于MM4投入直流制动有两种方式选择：

方式1、通过某个数字量的输入。可以通过端子、也可以通过网络来的控制字或BiCo的互联位，可以在运转中（ON仍然存在时）或停止时，进行直流制动。制动时间等于命令（端子）作用时间。特点是取消直流制动的命令时，如果ON存在，变频器将按斜率开始再次运转。

方式2、发出OFF1/OFF3命令后，频率下降低于P1234设定的频率时，投入直流制动，制动时间在参数P1233中设定（默认设定为0，没有直流制动功能）。特点是在P1233时间未结束时，再次ON是不起作用的。

上述两种方式的制动强度在P1232（默认是100%额定电流P0305，制动力很大的）中设定。

直流制动过程：在到达直流制动条件后，变频器首先切断脉冲（OFF2），经过P0347（去磁时间）后，向定子线圈注入直流电流（0Hz）。

直流制动的效果：对于异步电机来讲，注入直流并不会像抱闸一样将电机轴完全抱住不动。它只会在外力矩下施加一个反向力矩（力矩大小由P1232决定）。而且必须有电，一旦变频器失电，直流制动就不存在了（要小心）。

应用场合：一般用于供电状态下的快速急停过程。此外，方式1也用于某些需要抱住主轴拆卸附件装置的场合。因为，直流制动本质上是OFF2后投入，因此，它可以用在V/f…SLVC，VC控制的各种场合。

使用注意事项：1、由于直流制动投入必须在充分去磁之后投入，因此，电动机参数自动检测的工作必须作好，才能得到正确的P0347（去磁时间）数值。2、可以根据具体情况降低P1232的数值（满足要求即可，防止电机过热。我常用10%用于抱住主轴拆卸模具）。3、可利用自由功能块建立直流制动投入的更多条件。4、不能用在断电也需要停止转动的场合。

议论：直流制动投入必须经过对电机有效的去磁。这种急速的减速不会发生过压。P1232=100%就是电机的额定力矩，制动力是很大的。小心机械结构的承受力。

尽管电机定子、转子铁心都是无剩磁的材料，但还是存在消磁过程的。如果转子磁性仍存在时（过程中相当“永磁电机”），就会在定子线圈产生电势。这时投入电流的矢量方向如果同相，就相当于大电流“短路”了。

如果去磁完成，这时投入直流，只能在定子上产生固定磁场，转子切割磁力线所产生的磁场迫使转子“制动”，停下来。而这并不会在定子上产生“过压”。

通过“电机参数调试”，可建立电机模型。尤其是电机参数的自测过程，自动测出了去磁时间，这样就保证非西门子的电机也可以应用。

建议：如果真的使用直流制动等功能，最好把变频器自测的去磁时间放大一点，安全一些。