两台 37KW 的 FR-A800 变频器走刚性连接，带一条长皮带输送机。 为了做转矩平衡，我开启了变频器的下垂控制（Pr.286 / Pr.287）。 高速 50Hz 运行且带满载时，效果非常好，顶热

明扬工控技术客服2026-09-01 04:25:02

亲，这个现象我认为不是“下垂控制到了 5Hz 突然坏了”，而是 FR-A800 的标准下垂量默认是按“额定电机频率”算的绝对 Hz 补偿。到了低速以后，同样 0.5～1Hz 的补偿已经占 5Hz 指令的 10%～20%，对于两台机械刚性耦合的电机来说太强了；再叠加 Pr.287 的滤波延迟和低速转矩估算误差，就很容易从“均载”变成“两台互相打架”。

三菱官方对 Pr.286 的定义就是：额定转矩时的 droop amount，以额定电机频率的百分比设定；Pr.287 是作用在转矩电流上的滤波时间常数。标准下垂控制本质上根据 torque current 改变速度命令，用来平衡多台变频器的负载。

先用一个数字就能看出为什么 50Hz 好、5Hz 会出事

假设只是举例：

Pr.84 额定频率 = 50Hz
Pr.286 Droop gain = 2%

那么在 100% 转矩附近，下垂补偿量数量级就是：

50Hz × 2%
= 1Hz

在 50Hz 满载时：

1Hz / 50Hz = 2%

这是一个很温和的调节量。

但是机器爬到 5Hz：

1Hz / 5Hz = 20%

同一个下垂参数，相对于当前运行速度突然相当于放大了10倍。

这就是这个案例里我认为最关键的“反常识点”。

两台刚性连接以后，事情会迅速恶化

假设开始非常正常：

1号：50%转矩
2号：50%转矩

现在由于：

电机参数略有差异；
丝杠/减速机/皮带预紧不一样；
电缆压降；
自动调谐结果；
温升；
电流检测偏差；

1号暂时多承担了一点：

1号：60%
2号：40%

下垂控制的正常意图是：

1号转矩大
↓
1号速度命令稍微降低
↓
把一点负载让给2号
↓
重新均衡

这是标准负反馈。

在 50Hz：

很好用。

但是到了 5Hz，如果 droop correction 本身已经达到零点几 Hz：

1号速度命令被大幅往下修
2号修得比较少

两台电机又被一条长皮带强制以几乎同一个机械速度运行。

所以1号不能真的慢下来。

结果反而出现：

机械公共速度
        ↑
        │
1号希望更慢    2号希望更快
        │         │
        └──刚性机械耦合──┘

最后这两个变频器不是在一起拉负载，而是在：

通过机械轴彼此拉扯。

为什么会出现“一台150%，另一台0甚至发电”？

这正是机械耦合双电机最典型的失衡状态。

假设瞬间变成：

1号目标速度：4.4Hz
2号目标速度：5.0Hz

但机械皮带规定：

实际两台只能一起 ≈4.7Hz

那么对1号来说：

实际速度 > 它希望的速度

它就可能开始认为：

负载正在拖着我走。

于是进入低转矩甚至再生状态。

而2号看到：

实际速度 < 它希望的速度

就会拼命增加转矩把系统往前拖。

于是：

电机A：发电 / 0电流附近
             ↑
             │机械能
             ↓
电机B：150%大电流拼命拖

当然哪台成为150%、哪台成为再生，取决于两台参数和瞬时扰动。

所以它看起来会特别荒谬：

明明两台都是驱动皮带的，为什么其中一台突然变成发电机？

因为电气上它们有两个独立速度控制器，但机械上却只能有一个实际速度。

一旦两个速度控制器给出的“目标速度”分离得太大：

一台必然拖另一台。

Pr.287 在低速这里会把问题再放大一层

Pr.287 不是普通速度滤波，它是：

Droop filter time constant，对 torque current 做滤波。

FR-A800 默认值是 0.3s，范围 0～1s。

也就是说：

转矩变化
↓
不是立即改变 droop
↓
经过 Pr.287 滤波
↓
再改变速度补偿

这在高速稳定运行时非常有好处。

因为不会因为瞬间电流波动：

频率忽高忽低

但低速刚性耦合时，如果 droop 增益本身已经太强：

负载不平衡
↓
0.3s以后才充分纠正
↓
此时机械负载已经转移过头
↓
另一台开始承担更多
↓
旧的滤波结果还在继续修正
↓
又修过头

就很像：

两个人抬一张桌子，一个感觉重了以后过半秒才松手；他一松，对方马上重了；然后对方过半秒又松。

最终出现：

1号 150% → 30% → 再生
2号  0%  → 140% → …

如果系统机械阻尼很小，就可能直接进入 hunting。

这个案例还有一个非常关键的参数：Pr.288

只调：

Pr.286
Pr.287

还不够。

必须告诉我：

Pr.288 = ?

因为三菱官方规定它决定下垂控制什么时候工作、以及用什么作为补偿参考。

例如：

Pr.288 = 0

是：

加减速期间不进行 droop control，带0限制。

而：

Pr.288 = 1

是：

整个运行过程中持续 droop，带0限制。

2 则：

持续 droop、没有0限制。

如果你现在是 Pr.288=0，这个故障甚至可能在“减速结束”那一瞬间突然发生

例如：

50Hz
↓
开始减速

由于：

Pr.288 = 0

这段过程：

Droop OFF

两台按相同减速指令下降。

一直降到：

5Hz
↓
减速结束

突然：

Droop重新介入

此时它一下拿当前 torque current 计算一个可能达到零点几甚至1Hz量级的补偿。

所以现场看到的就会特别像：

“50Hz一路减下来都好好的，一到5Hz突然炸了。”

其实可能不是5Hz本身有一个神秘开关。

而是：

减速状态结束 → 下垂控制重新接管。

所以我会把 Pr.288 排在现场前三项必查参数。

更值得注意：三菱已经给了一个“低速更合理”的参考方式

Pr.288 = 10 / 11 时，官方规定下垂补偿参考不再固定使用 Pr.84 额定频率，而可以使用：

Motor speed 作为 droop compensation reference。

这个区别非常重要。

标准：

参考 = 50Hz额定频率

于是：

5Hz运行
仍按50Hz基准算droop

而 motor-speed reference 的思想是：

当前速度低
↓
droop基准也跟着降低

这就更符合你这类：

50Hz要均载，5Hz又不能让droop太猛

的工况。

不过这里不能直接让我远程告诉你：

“把 Pr.288 改11就行。”

因为具体能不能这样用还取决于你现在是：

Real sensorless vector
Vector
Advanced magnetic flux
PM sensorless

三菱对不同控制方式存在功能差异；特别是 Advanced magnetic flux vector 下，一些 Pr.288 选择按默认模式处理。

所以要结合 Pr.800 控制方式一起看。

还有一个非常值得利用的功能：第二套 Droop

FR-A800 官方其实已经考虑到了：

同一台机器不同运行阶段可能不能用同一套下垂参数。

它提供：

Pr.679  Second droop gain
Pr.680  Second droop filter time constant
Pr.681  Second droop activation selection

通过：

RT signal

切换第二套 droop。

这非常适合你的输送机。

例如概念上可以做：

中高速运行
20～50Hz
↓
Pr.286 = 正常均载Droop

而：

低速爬行
0～10Hz
↓
RT = ON
↓
Pr.679 = 明显更小的Droop gain

也就是说：

高速允许它主动分功率，低速把它变“软”。

这个思路比：

找一个 Pr.286 从5Hz一直兼顾到50Hz

靠谱得多。

为什么 5Hz 又刚好是一个危险区域？

如果现在使用的是 Real sensorless vector control，这一点特别重要。

FR-A800 官方说明，Real sensorless vector 虽然驱动范围可以做到很低，驱动状态下典型范围可以达到 0.3～60Hz；但是在再生工况下，典型速度控制范围只有约 1:12，对于60Hz基准来说就是大约 5Hz以上。官方还明确提醒，Real sensorless vector 的低速再生/转矩控制存在限制。

现在你的故障恰好是：

运行频率 ≈ 5Hz

其中一台：
被另一台机械拖动
↓
进入 regenerative 状态

这正好撞到 Real sensorless vector 比较敏感的区域。

所以整个系统实际上发生了三件事情叠加：

Droop相对于当前速度太大
        +
两台刚性机械耦合
        +
一台被推入5Hz附近再生区域

这个组合非常容易把原来的负反馈均载变成一种非常难调的低速 hunting。

如果要求：

5Hz甚至更低长期重载 + 两台严格均载 + 经常出现一台驱动一台再生的动态过程

我会认真考虑使用带编码器的 Vector Control，而不是要求 Real sensorless vector 在这个边界状态继续承担非常精细的双机转矩平衡。

三菱官方给出的 Vector control 速度范围可到 1:1500，并明确覆盖 driving/regeneration。

我会先做一个非常简单的验证

不要直接修改十几个参数。

让机器在安全条件下：

5Hz
轻载/中载

然后把：

Pr.286

临时明显降低。

例如不是让我指定具体值，而是按照：

当前值
↓
减半
↓
再观察

这种方式诊断。

如果你看到：

原来：
M1 = 150%
M2 = 0 / Regen

降低Droop后：
M1 = 80%
M2 = 65%

虽然没有50Hz时那么完美，

但系统立即稳定了，

这个案子基本就坐实：

低速 Droop gain 过强。

第二个测试：保持5Hz，但逐渐减小 Pr.287

这里不是说越小越好。

只是诊断。

如果：

Pr.287较大
→ 两台电流来回交换、周期慢

Pr.287减小
→ hunting明显减轻

说明：

Droop feedback 的相位滞后也在参与振荡。

反过来，如果减得太小：

电流噪声
↓
频率修正太敏感
↓
高频抖动

又会出现另一个问题。

所以 Pr.287 最终是：

在响应速度和稳定性之间找平衡。

第三个必须查：两台电机的 Torque Current，而不是只看总输出电流

这一点很重要。

Droop control 用的不是简单：

Output current A

而是：

Torque current。

官方的 droop 计算就是根据过滤后的 torque current 与 rated torque current 得到频率补偿。

所以现场要同时记录：

M1 torque current
M2 torque current

M1 output frequency
M2 output frequency

M1 actual speed
M2 actual speed

M1 output current
M2 output current

尤其是发生问题那一刻。

我非常想看到：

1号 droop compensation frequency
2号 droop compensation frequency

究竟分开了多少。

如果最终发现：

5Hz命令

M1实际内部速度指令：
4.2Hz

M2：
5.1Hz

那就完全解释了为什么两个电机开始互相拖。

最后我会把现场调整顺序定成这样

第一，查 Pr.288。

确认低速5Hz时，下垂究竟是：

正在工作
刚刚重新介入
还是整个加减速期间被关闭

第二，重新评估 Pr.286。

不要拿50Hz调出来的“完美均载参数”直接认为5Hz也一定正确。

因为标准 Pr.286 是按额定频率基准算的，不是按照当前5Hz等比例缩放。

第三，检查 Pr.287。

防止两个刚性耦合驱动之间形成低频 hunting。

第四，如果机器确实需要宽速比运行，用 RT + Pr.679/680/681 做两套 droop。

中高速一套，低速一套。

第五，确认两台完全一致：

Pr.71 电机类型
Pr.80 容量
Pr.81 极数
Pr.83 电压
Pr.84 额定频率
Pr.96 离线自整定
Pr.800 控制方式
速度环增益

三菱对 Real sensorless vector 明确要求正确进行 offline auto tuning。

第六，如果5Hz重载双驱均载是长期核心工况，尤其还经常一台进入再生，就认真评估编码器 Vector Control。

所以这个案例最值得记住的一句话是：

FR-A800 的标准 Droop gain 是用“额定电机频率”来定义补偿量的，因此在50Hz看起来只是很小的速度修正，到了5Hz却可能变成占当前速度十几甚至几十个百分点的强修正。两台电机又被刚性机械连接，速度命令只要出现一点差异，就不可能各走各的，最终只能演变成一台拼命拖、一台被拖成发电。再加上 Pr.287 的滤波迟滞和低速再生控制边界，就会出现150%对0%的极端失衡。

这个问题我现场的第一刀会是：把 Pr.288、Pr.286、Pr.287、Pr.800 四个值一起拿出来，然后在 5Hz 下把 Pr.286 暂时明显降低做一次验证。只要两台电流马上重新靠拢，就基本能证明不是机械突然坏了，而是高速调出来的 droop 参数在低速区过强。