變頻器的常用運(yùn)行參數(shù)設(shè)定方法

變頻器常用運(yùn)行參數(shù)的含義及影響在3.1.1小節(jié)中已經(jīng)作了詳細(xì)介紹。由于變頻器參數(shù)的設(shè)定和實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)，大多數(shù)參數(shù)設(shè)定沒有固定的公式，而是要根據(jù)工程實(shí)際完成。盡管如此，根據(jù)各參數(shù)的意義及影響，仍然可以給出參數(shù)設(shè)定的原則或方法。下面將詳細(xì)介紹變頻器常用運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定方法或原則。1.頻率設(shè)定方法通用變頻器的給定頻率設(shè)定方法一般有以下4種。(1)面板設(shè)定利用操作面板上的數(shù)字增加鍵(▲鍵)和數(shù)字減小鍵(CA鍵)進(jìn)行頻率的數(shù)字最給定或調(diào)整。該方法不需要外部接線，方法簡單，頻率設(shè)定精度高，屬數(shù)字量頻率設(shè)置，適用于單臺(tái)變頻器的頻率設(shè)定。(2)預(yù)置給定通過程序預(yù)置的方法預(yù)置給定頻率。啟動(dòng)時(shí)，按運(yùn)行鍵(RUN或FWD或REV鍵)，變頻器即自行升速至預(yù)置的給定頻率為止。(3)外接給定從控制接線端上引入外部的模擬信號(hào)，如電壓或電流信號(hào)，進(jìn)行頻率給定。這種方法常用于遠(yuǎn)程控制的情況。(4)通信給定從變頻器的通信接口端上引入外部的通信信號(hào)，進(jìn)行頻率給定。這種方法常用于微機(jī)控制或遠(yuǎn)程控制的情況。外接給定控制信號(hào)分為數(shù)字給定和模擬給定兩大類，模擬給定又分電壓控制和電流控制兩種。外接電壓信號(hào)分為直接輸入電壓和利用變頻器內(nèi)部提供的給定信號(hào)控制電壓。當(dāng)外界給定信號(hào)為電流信號(hào)時(shí)，將外界信號(hào)線接到外接電流給定信號(hào)端，如圖3-1所示。如果外接電位器在工作過程中損壞，用戶一時(shí)買不到使用說明書上所要求的電位器時(shí)，可按以下兩條原則選擇電位器。①電位器的阻值只可增大而不宜減小，電位器的阻值一般以不大于10k歐母為宜。②電位器的功率宜大不宜小，一般應(yīng)按實(shí)際消耗功率的10-50倍來選擇。例如，某變頻器頻率給定電位器的標(biāo)稱功率為1/2W，使用時(shí)應(yīng)選用2-5W的同阻值的電位器。2.控制方式設(shè)定方法變頻器控制方式的選擇由負(fù)荷的力矩特性所決定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性由下列關(guān)系式?jīng)Q定:P=Txn/9550.(3-1)式中:P—電動(dòng)機(jī)功率(kW);T—轉(zhuǎn)矩(N-m);n—轉(zhuǎn)速(r/min).轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系根據(jù)負(fù)載種類大體可分為3類。①即使速度變化，轉(zhuǎn)矩變化也不大的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。此類負(fù)載如傳送帶、起重機(jī)、擠壓機(jī)和壓縮機(jī)等。2.隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負(fù)載。此類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、各種液體泵等。3.轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩越小的恒功率負(fù)載。此類負(fù)載如軋機(jī)、機(jī)床主軸和卷取機(jī)等。變頻器提供的控制方式有U/f控制、矢量控制及力矩控制。U/f控制中有線性U/f控制、拋物線特性U/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設(shè)為0，變頻器工作于線性U/f控制方式，將使調(diào)速時(shí)的磁通與勵(lì)磁電流基本不變，適用于工作轉(zhuǎn)速不在低頻段的一般恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速對(duì)象。將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性￡刃.控制方式，這種方式適用于風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載.這類負(fù)載的軸功率P近似地與轉(zhuǎn)速。的三次方成正比。其轉(zhuǎn)矩T近似地與轉(zhuǎn)速n的乎方成正比。對(duì)于這種負(fù)載，如果變頻器的〔刃.特性是線性關(guān)系，則低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴(yán)重下降。為了適應(yīng)這種負(fù)載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電動(dòng)機(jī)的磁通和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)?？梢赃M(jìn)一步通過設(shè)定參數(shù)使U/1.控制曲線適合負(fù)載特性，將p1312設(shè)定為0^250之間合適的值，具有啟動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對(duì)于線性的.曲線作適當(dāng)?shù)奶岣?，可補(bǔ)償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小的問題，適用于大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的調(diào)速對(duì)象。變頻器U/f控制方式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，在某些頻率段電動(dòng)機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無法運(yùn)行，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護(hù)，使電動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)輕載或轉(zhuǎn)矩慣量較小時(shí)更為嚴(yán)重.可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點(diǎn)，在U/f曲線上設(shè)置跳轉(zhuǎn)點(diǎn)及跳轉(zhuǎn)頻帶寬度，當(dāng)電動(dòng)機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。p1091-p1094可以設(shè)定4個(gè)不同的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)，設(shè)定P1101確定跳轉(zhuǎn)頻帶寬度.有些負(fù)載在特定的頻率下需要電動(dòng)機(jī)提供特定的轉(zhuǎn)矩，用可編程的U/f，控制對(duì)應(yīng)設(shè)定變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設(shè)定p1320,p1322,p1324確定可編程的U/f，特性頻率坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的p1321,p1323,p1325為可編程的U/f特性電壓坐標(biāo)。參數(shù)p1300設(shè)定為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對(duì)完善，調(diào)速范圍寬，低速范圍啟動(dòng)力矩高，精度高達(dá)0.01%，響應(yīng)很快，高精度調(diào)速都采用SVPWM矢量控制方式。參數(shù)p1300設(shè)定為22,變頻器工作于矢量轉(zhuǎn)矩控制。這種控制方式是目前國際上最先進(jìn)的控制方式，其他方式是模擬直流電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的，矢量轉(zhuǎn)矩控制是直接取交流電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行控制，控制簡單，精確度高。3.加、減速時(shí)間設(shè)定方法加速時(shí)間就是輸出頻率從0-L-升到最大頻率所需的時(shí)間，減速時(shí)間是指從壇大頻率下降到0所需的時(shí)間。加速時(shí)間和減速時(shí)間選擇得合理與否對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止運(yùn)行及調(diào)速系統(tǒng)的響應(yīng)速度都有重大的影響。加速時(shí)間設(shè)定的約束是將電流限制在過電流范圍內(nèi)，不應(yīng)使過電流保護(hù)裝置動(dòng)作。電動(dòng)機(jī)在減速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，變頻器將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。傳動(dòng)系統(tǒng)中所儲(chǔ)存的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并通過逆變器將電能回饋到直流側(cè)?；仞伒碾娔軐?dǎo)致中間回路的儲(chǔ)能電容器兩端電壓上升。因此，減速時(shí)間設(shè)定的約束是防止直流回路電壓過高。加、減速時(shí)間計(jì)算公式如下。加速時(shí)間t,=呱+JL)xn/9.56(Tma一TL)(3-2)減速時(shí)間tb=(Jm+JL)xn/9.56(Tmb-TL)(3-3)式中:Jm-電動(dòng)機(jī)的慣量:JL-負(fù)載慣量;n---額定轉(zhuǎn)速:Tma---電動(dòng)機(jī)P.動(dòng)轉(zhuǎn)矩:Tmb---電動(dòng)機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩;TL---負(fù)載轉(zhuǎn)矩。加減速時(shí)間可根據(jù)公式算出來，也可用簡易試驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)定。首先，使拖動(dòng)系統(tǒng)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行(工頻運(yùn)行)，然后切斷電源，使拖動(dòng)系統(tǒng)處于自由制動(dòng)狀態(tài)，用秒表計(jì)算其轉(zhuǎn)速從額定轉(zhuǎn)速下降到停止所需要的時(shí)間。加減速時(shí)間可首先按自由制動(dòng)時(shí)間的1/3-1/2進(jìn)行預(yù)置。通過啟、停電動(dòng)機(jī)觀察有無過電流、過電壓報(bào)警，調(diào)整加減速時(shí)間設(shè)定值，以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報(bào)瞥為原則，重復(fù)操作幾次，便可確定出最佳加減速時(shí)間。4.載波頻率設(shè)定方法載波頻率越低或者設(shè)定得不好，電動(dòng)機(jī)就會(huì)發(fā)出難聽的噪聲，因此必須綜合考慮各種因素認(rèn)真選擇。對(duì)電壓<=500V的變頻器，采用SPWM控制方式，其載波頻率是可調(diào)的，一般從I-15kHz，可方便地進(jìn)行人為選用。但在實(shí)際使用中不少用戶只是按照變頻器制造單位原有的設(shè)定值使用，并沒有根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，因而造成因載波頻率值選擇不當(dāng)影響正確感覺的有效工作狀態(tài)。在選擇載波頻率時(shí)，應(yīng)考慮載波頻率與功率損耗之間的關(guān)系、環(huán)境溫度對(duì)載波頻率的影響、載波頻率對(duì)電動(dòng)機(jī)功率的影響及變頻器的二次出線(U,V,W)長度對(duì)載波頻率的影響等因素。5.轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置方法普通電動(dòng)機(jī)采用的冷軋硅鋼片鐵芯，其導(dǎo)磁系數(shù)不是很高而且不是常數(shù)，正常情況下鐵芯工作在其磁化曲線的附點(diǎn)以上至膝點(diǎn)附近的一段區(qū)域內(nèi)，在這段區(qū)域內(nèi)導(dǎo)磁系數(shù)最高，在工頻電源下能滿足電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行要求。采用變頻器供電時(shí)可以在低頻段運(yùn)行，在低頻段雖然電動(dòng)機(jī)所承受的最高電壓同高頻段一樣，但電動(dòng)機(jī)電流卻很小(有時(shí)比電動(dòng)機(jī)在工頻下的空載電流還要小)，使得這種冷軋硅鋼片鐵芯工作在磁化曲線的附點(diǎn)附近及以下，在這一段區(qū)域內(nèi)鐵芯的導(dǎo)磁系數(shù)相對(duì)較小。電動(dòng)機(jī)繞組中電流產(chǎn)生的磁通在定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯中閉合的數(shù)最會(huì)相對(duì)減少，表現(xiàn)為對(duì)鐵芯的磁化力不足，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩嚴(yán)重下降，實(shí)際運(yùn)行時(shí)將可能因電磁轉(zhuǎn)矩不夠或負(fù)載轉(zhuǎn)矩相對(duì)較大而無法啟動(dòng)和無法在低頻段運(yùn)行。因此各種各樣的變頻器中均設(shè)置有相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩提升功能，為不同的負(fù)載提供了不同的轉(zhuǎn)矩特性曲線，在不同的轉(zhuǎn)矩提升曲線中為低頻段設(shè)定了不同的轉(zhuǎn)矩提升量，如富士5000g11s/p11s系列變頻器就提供了38條不同狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩提升曲線。在變頻器調(diào)試時(shí)選擇不同的轉(zhuǎn)矩提升曲線可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同負(fù)載在低頻段的補(bǔ)償。為了使電動(dòng)機(jī)合理運(yùn)行，在戶0Hz時(shí)，電壓U為某一確定的大于零的值(A點(diǎn))，該點(diǎn)取值大小.與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。如果A點(diǎn)選擇過高，系統(tǒng)效率就會(huì)降低，電動(dòng)機(jī)容易發(fā)熱;如果A點(diǎn)選擇偏低，如圖3一所示，電動(dòng)機(jī)