总143期电气与自动化仪表安装技术大功率变频器ACS1000的安装与调试陈初乾（福建省工业设备安装有限公司三明分公司，福建三明365001）1概述ACS1000是用于鼠笼式感应电机的三相供电变频器。

　　采用微处理器控制技术来监测电机的电磁状态。配合直接转矩控制技术（DTC）可以达到近乎完美的无传感器电机控制。附加脉冲编码器反馈后，可以应用于精确的速度控制，或长期运行于接近于零速区域的应用场合。

　　ACS1000变频器的输出电压接近正弦，它可以方便地用于现在所使用的标准感应电机而不需要降容，因此是改造项目的理想选择。某水泥厂3.3KV1400KW高温风机电机即采用ACS1000变频器控制调速。

　　2工作原理及控制特性三相交流电源通过三绕组变压器对整流桥供电（如下图）为了获得12脉波整流，变压器两个副边绕组之间要有30C的相位差。副边一个绕组为星形接法，另一个绕组为三角形接法。两个无熔断器的整流桥串联在一起，因此直流电压为两桥的叠加。整个直流电源流过所有两个桥。

　　ACS1000是一种无熔断器保护的中压变频器。采用新型的功率半导体元件，例如IGCT，用于相关回路的保护。放置在直流回路和整流桥之间的IGCT起到保护作用。它与普通的熔断器不同，IGCT可以在25微秒内直接将逆变部分和整流部分快速分隔开，其操作的快速性是熔断器的1000倍。

　　ACS1000变频器的硬件和软件所具备的保护特性可以有效地保护变频器不受非正常的运行状态和设备故障的损害。

　　三相逆变器的每个桥臂由2个IGCT组成，进行三级切换运行：IGCT的输出电压在正直流电压、中性点（NP）和负直流电压之间切换。因此，采用DTC技术，就可以对输出的电压和频率在零到比较大之间进行连续的控制。

　　直接转矩控制（DTC）是交流传动的一种先进的电机控制方式。逆变器的通断由电机的核心变量如磁通和转矩等进行直接控制（如下图）。

　　测量的电机电流和直流电压作为自适应电机模型的输入，该模型每25微秒产生一组精确的转矩和磁通的实际值。电机转矩比较器将转矩实际值与转矩给定调节器的给定值作比较，磁通比较器将磁通实际值与磁通给定值调节器的给定值作比较。依靠来自这两个比较器的输出，优化脉冲选择器决定逆变器的比较佳开关位置。

　　电机辨识运行：作为标准电机辨识运行（ID运行）（必须输入电机铭牌数据），在第一次发出起动命令时，变频器要自动进行一次快速的电机辨识运行。第一次起动时电机在零速附近运行几秒钟，产生一个基本的电机模型。这个电机模型适用于一般运行需要。

　　直接转矩控制（DTC）完美的性能是建立在精确的电机模型基础之上。该电机模型的参数是在增强辨识运行期间自动检测到的。基本的电机铭牌数据（功率、转速等）要首先手工输入到变频器中。然后再对传动进行一次电机辨识运行。为了获得比较优化的参数，在电机辨识运行期间要把负载从电机上断开。ACS1000按预先设定好的程序运行几分钟。在每个运行状态下都要测量电机和逆变器的反馈值。电机模型参数就根据这些测量值来计算和优化。比较终的结果就是增强电机模型的精度，为DTC控制器提供精确的磁通、转矩和电机转速信息。

　　如果没有选择任何辨识运行，变频器将因为辨识运行故障（IDrunfault）而停机。

　　零速满转矩：由ACS1000供电的电机在起动时可以提供短时的额定转矩，而不需要脉冲编码器或测速发电机的反馈。这个特性在恒转矩应用中非常重要。但是，如果是长期运行在零速，则需要脉冲编码器。

　　增强型跟踪起动：ACS1000的增强型跟踪起动功能是普通变频器中跟踪起动和积分起动功能的改良版本。

　　ACS1000能够在极短的时间内检测到电机的运行状态。

　　因此在任何条件下都允许起动。这种特性允许方便快速地起动类似涡轮机或风车风扇等负载。

　　磁通优化：ACS1000的磁通优化减少了总能耗，并且减小了当传动运行在低于额定负载时的电机噪音。总效率（电机和传动）能提高1%到10%，大小取决于负载转矩和速度。

　　失电缓冲：如果进线供电电压被切断，ACS1000将利用正在旋转着的电机和负载的动能继续运行在无转矩产生模式下。只要电机继续旋转并产生能量供给ACS1000，ACS1000就将继续运行。中间直流电路电压下降到比较小极限。控制器保持电压稳定，直到断开主电。ACS1000保持电机在发电模式下运行。电机转速降低，但是只要电机有足够的动能，传动就可以保持运行。

　　加速和减速积分：ACS1000提供了两个用户选择的加速和减速积分。可以调整减速时间（0?1800秒）和选择积分类型。能够通过控制一个数字输入口，在两个设定的积分曲线之间进行切换。

　　可选的积分类型分线性曲线和S形曲线：Linear（线性）：适合于电机需要长加减速时间而又不能采用S形曲线的情况。

　　S1：适合于短加减速时间的情况。

　　S2：适合于中等加减速时间的情况。

　　S3：适合于长加减速时间的情况。

　　S形积分适合于在速度发生变化的起始阶段和结束阶段要求平稳变速的情况，如传送易碎负载的传送带。

　　注意：若DCS控制系统的控制电源不是24V直流电源，特别为交流电源时，所有的DO、DI、PI、PO信号比较好通过隔离转换，防止干扰信号对变频器的工作造成影响。

　　进行转换可采取如下图方式：do、di在不同控制电源的控制系统中信号传递的连接方法4变频器参数设置ACS1000的控制形式和应用参数都是可编程的，有一些参数是控制系统自动确定。典型的参数组共4个：启动参数组，给定选择参数组，模拟/数字输入输出参数组，实际信号参数组。

　　参数设置程序见下页图：ACS1000的操作有本地和远程两种方式，在本地控制状态下，可以通过变频器前面板上的按键进行本地操作。在远程控制状态下前面板上的按键操作无效，所有命令如闭合/断开主短路器或起动/停止都通过远程控制接口来接收。速度控制的给定值设为模拟输入信号，所有的远程控制信号都可以通过现场总线进行交换。ACS1000同主短路器的连接（见下图）ACS1000同DCS控制系统简单的连接（见下图）恒定速度：ACS1000可以预先设置15个恒定速度。

　　通过数字输入口选择这些恒定速度。恒定速度选择优先级别高于外部速度给定。恒定速度值由参数组（恒定速度）设置。如果使用顺序控制应用宏，将会自动选择一组标准参数值。

　　速度调节器调节：在电机辨识过程中，ACS1000速度调节器会自动调整参数。当然，在ID运行之后，如果需要也可以手动调整调节器的增益、积分时间和微分时间。

　　在自整定运行中，电机进行一系列转动，速度调节器会根据电机和机械的惯性以及负载来自动调整参数。

　　精确速度控制：静态速度控制误差一般是电机额定转速的0.1%，可以满足大多数工业应用要求。如果需要更高的电机转速调节精度，可以连接脉冲编码器。有脉冲编码器，静态速度控制误差通常可以达到电机额定转速的±0.01%.在100%满负荷转矩下，不带脉冲编码器或测速电机，动态速度控制误差一般是0.4%sec.有脉冲编码器，动态速度控制误差一般0.1%sec.脉冲编码器是可选设备，如果选用了该模块，参数组中的相应参数被激活。

　　ACS1000在没有来自电机轴的速度反馈的情况下也能够实现精确的转矩控制。在100%转矩给定阶跃下，转矩上升时间小于10ms，与一般不带速度反馈的磁通矢量控制超过100ms相比，ACS1000是无懈可击的。当ACS1000的给定值不是速度给定，而是转矩给定时，ACS1000将使电机保持给定的转矩，而速度的调节只是为了保持所需要的转矩。

　　3安装与接线ACS1000变频器长3米多，外形大，重量也较重，为便于吊装和保护设备，运输到就位点之前不宜开箱。安装之前应先调整好柜的基础，全长不平度5mm，并做好接地，接地母线<40x4的镀锌扁钢。

　　ACS1000电源分主电源和辅助电源，主电源是由高压柜引来通过变压器变成3.3kV再连接到柜的母排上。辅助电源是从380V的变配电系统引来，是供给柜内的散热风机、控制器和柜内的电瓶充电。电缆的连接，变压器出线a1，b1，c1对应连接接至柜上的母排1U1，1V1，1W1，变压器的出线a2，b2，c2对应连接至柜上的母排由tn锌信马频器准备好夺蓓器T作变蜥器故隍信号5控制器的调试及故障分析调试前应对所有安装内容进行复查，确保线路的连接完全正确，防止几十万上百万设备毁于一瞬间。

　　检测主电路短路器是断开的并且绝缘接地开关是闭合的。接通辅助电源输入启动参数：显示的语言；应用宏；电机名牌的额定电压、电流、频率、速度、功率、功率因数、绝缘等级、电机冷却系统类型；选择电机的控制模式等。

　　断开绝缘接地开关，拆除电机的负载，闭合主电路短路器，启动系统，变频器自动进行一次快速的电机辩识运行，而后按预先设定好的程序运行几分钟进行参数的优化。

　　变频器参数设定好后进行本地系统调试和远程控制调试。

　　A、控制盘上无任何显示，不能启动，检查辅助电源和柜内电瓶，B、现场设备震动过大，检查设备本身安装无问题后，调整变频器滤波参数的设置。

　　C、系统运行中突然自动停机，观察控制盘上显示的故障信息代码，根据故障信息进行处理，在处理之前，应关掉主电源5分钟之后开始。常见的故障信息代码及处理办法：Pw「Fail：27V电源出错，检查辅助电源。

　　Down：电池低电压，更换电池。

　　DE：轴承温度问题，检查测温回路和机械润滑油、轴承情况。

　　EmergStop：急停，检查命令来源和外部急停回路线路的连接情况。

　　载、外部参数设置、电缆屏蔽和接地。

　　Fault：接地故障，检查电机和电缆。

　　InpVoltUnba：变频器的输入电压不稳，检查主电路输入电压和保护继电器。

　　善环境通风和散热。

　　制回路和主短路器。

　　MotPhase：电机缺相，检查电缆连接检查电流测量回路，也可能低速运行原因。

　　MotorStall：电机停止，检查电机负载和电机的调速范围。

　　SuppPhaseL：电源缺相或电压不平衡，检查供电电源。

　　6结束语ACS1000是针对鼠笼感应电机设计的变频器，具有本地和远程的先进控制特性，变频器的输出电压接近正弦，电缆不要求屏蔽，可采用普通电缆，不需要对共模电流采取措施，可以方便地用于现在所使用的标准感应电机而不需要降容，对电网的冲击小，在电机长时间轻栽的情况下可较好地达到节能降耗的目的，因此是改造项目的理想选择。