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    畜牧人

    標題: 變頻器信號采集、分析及故障監測系統 [打印本頁]

    作者: qingfeng77121    時間: 2007-11-26 20:03
    標題: 變頻器信號采集、分析及故障監測系統
      維護、維修、測試變頻調速器的工作日趨重要。尤其是直接轉矩控制的變頻器,速度響應快,發生過流故障時,要求在電流超過定值10μs IGBT就保護動作,所以,檢測和研究變頻器需要高速的采集和測試平臺。下面是針對高速線材軋輥用的變頻器設計的測試平臺,主軋輥采用直接轉矩控制的交-直-交型變頻器控制。

      測試平臺采用工控機在線檢測系統,真實而快速地顯示并存儲變頻器的主要電量。檢測系統由工控機、適合變頻器信號采集的霍爾傳感器,高頻數據采樣卡和相應的數據分析軟件組成。由于變頻器允許過流時間很短(一般10μs),為了記錄故障前后的電量,選用高頻差分16通道數據采集卡。主要測量變頻器的U相輸入電流,UV、VW相輸入電壓,變頻器的三相輸出電流和電壓及變頻器的直流電壓、直流電流,共11個信號。

      PCI-MIO-16E-I是NI公司的高性能數據采集卡,采樣頻率高達1.25MHz。數據采集卡本身有一個高速的CPU,不依賴工控機,可以實現高速率的數據采集。

      采集的11路信號都采用霍爾元件作為傳感器,其接線原理如圖1所示。

      分析軟件選用LabVIEW,它內置信號采集、測量分析與數據顯示功能。數據采集卡采樣頻率1.25MHz,平均每路信號采樣率為114kHz。變頻器最大載波頻率一般為15kHz,所以,對大多數變頻器來說都可很好的測試信號及其主要諧波。

      對變頻器的波形觀察和記錄的程序如圖2所示。程序還可用于特殊過程的監測,如起動及制動過程的監測和記錄。通過運行程序,從面板waveform graph中可以觀察到變頻器的各個信號的實時狀況;需要記錄時按OK按鈕,可在面板上標記為store按鈕,用軟件觸發程序開始記錄數據。AIconfig中的channels可根據數據采集卡接線的順序,正確設定要記錄的各個參量的名稱。如果研究起動、制動特性,可以在起制動前一時刻或起制動的當時,按下store按鈕,記錄起制動過程中的數據,分析影響變頻器起制動的參數設定是否合理。

      對變頻器正常運行時的信號的定期記錄可以采用圖3所示的程序。



      圖3為定期采集數據的程序,從里到外共三個循環,最里面的循環完成一次要采集和記錄全部數據。max#of scans to設定了每次要記錄的數據總數;#of scans to write at a time設定每次程序要寫入的數據;如果每天記錄的次數較多,占用空間大,最好選用二進制,因為數據以二進制格式寫入最節省空間,如圖所示。被采集的11個信號的名稱分別填寫在AIconfig的Channels內,如變頻器的UV相輸出電壓,直流母線電壓等等。采樣速率由AIstart的scan rate手動框設定。

      每次程序采集并記錄的數據文件自動生成,由左上角內標1的虛線框完成,例如在C盤上建一個inverter子目錄,在2004年4月10日15:30:40開始執行程序,第一個數據記錄的文件名稱為,c:\inverter\2005-4-17 time 15.30.40,以后每個循環所記錄的數據也會按照當時開始采集的時間命名。這個時間的寫入由內標2的程序完成,稱頭文件。

      軋鋼時,非常關心變頻器的諧波是否影響電網及負荷正常工作,我們采用圖4所示的程序來監測變頻器的某一信號的諧波。本程序用的是平均功率譜函數,POWER.V;它可以選擇加窗的樣式,用window設置。如0:Uniform;1:Hanning;2:Hamming;3:Blackman?Harris。缺省值為Hanning窗。按照香農采樣定律,對要分析的高次諧波,采樣率至少設定為其頻率的2倍;采樣率可達到1.25MHz。如果需要記錄當前的波形,在程序中設置一個OK按鈕,按下則記錄波形。以后用讀數據的程序將數據讀出可再進行諧波分析,讀程序在這里不再累述。

      為記錄變頻器故障,應用了數字觸發功能,程序如圖5所示。



      變頻器發生故障時,本身有數字量輸出。用數字觸發數據采集卡。程序中AIstart的Choose trigger type設置成Trigger A,將變頻器的故障輸出數字信號聯接到數據采集卡的相應數 字觸發端。故障前需要記錄的數據個數由AIstant的pretrigger scans設定。故障前后需要記 錄總的數據由AI config的buffer size設定,圖中標示為the namber of scans to aquire 。程序開始記錄故障時會同時生成故障文件名稱,并存儲在事先建好的目錄中,如本程序將 其存儲在D:inverters\faults recorders子目錄下,名稱仍然以故障發生的時間自動命名 。

      我們運用本系統監測被測變頻器,其諧波在國標規定范圍內;出現故障的原因主要是參數設 定不當,如起動、制動時間和PI調節參數設置不當等。
    作者: mygwj    時間: 2009-5-18 00:58
    很復雜哦,這資料飼料廠電工不需要掌握。




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