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變頻器調(diào)試指南:16個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置與優(yōu)化技巧

時(shí)間:2024-03-04 16:46:16來(lái)源:中泰PLC自動(dòng)化教學(xué)

導(dǎo)語(yǔ):?變頻器的設(shè)定參數(shù)較多,每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng),導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。

  因此,變頻器調(diào)試是從正確設(shè)置變頻器參數(shù)開(kāi)始的。總結(jié)了16個(gè)基本變頻器參數(shù)設(shè)置方法,供大家參考相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行正確的設(shè)定。

  1、控制方式

  即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據(jù)控制精度進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。

  2、最低運(yùn)行頻率

  即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速,電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí),其散熱性能很差,電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時(shí),其電纜中的電流也會(huì)增大,也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。

  3、最高運(yùn)行頻率

  一般的變頻器最大頻率到60Hz,有的甚至到400Hz,高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),這對(duì)普通電機(jī)來(lái)說(shuō),其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。

  4、載波頻率

  載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大,這和電纜的長(zhǎng)度,電機(jī)發(fā)熱,電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。

  5、電機(jī)參數(shù)

  變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率,這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。

  6、跳頻

  在某個(gè)頻率點(diǎn)上,有可能會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象,特別在整個(gè)裝置比較高時(shí);在控制壓縮機(jī)時(shí),要避免壓縮機(jī)的喘振點(diǎn)。

  7、加減速時(shí)間

  加速時(shí)間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時(shí)間,減速時(shí)間是指從最大頻率下降到0所需時(shí)間。通常用頻率設(shè)定信號(hào)上升、下降來(lái)確定加減速時(shí)間。在電動(dòng)機(jī)加速時(shí)須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過(guò)電流,減速時(shí)則限制下降率以防止過(guò)電壓。

  加速時(shí)間設(shè)定要求:將加速電流限制在變頻器過(guò)電流容量以下,不使過(guò)流失速而引起變頻器跳閘;減速時(shí)間設(shè)定要點(diǎn)是:防止平滑電路電壓過(guò)大,不使再生過(guò)壓失速而使變頻器跳閘。加減速時(shí)間可根據(jù)負(fù)載計(jì)算出來(lái),但在調(diào)試中常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先設(shè)定較長(zhǎng)加減速時(shí)間,通過(guò)起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無(wú)過(guò)電流、過(guò)電壓報(bào)警;然后將加減速設(shè)定時(shí)間逐漸縮短,以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報(bào)警為原則,重復(fù)操作幾次,便可確定出最佳加減速時(shí)間。

  8、轉(zhuǎn)矩提升

  又叫轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,是為補(bǔ)償因電動(dòng)機(jī)定子繞組電阻所引起的低速時(shí)轉(zhuǎn)矩降低,而把低頻率范圍f/V增大的方法。設(shè)定為自動(dòng)時(shí),可使加速時(shí)的電壓自動(dòng)提升以補(bǔ)償起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,使電動(dòng)機(jī)加速順利進(jìn)行。如采用手動(dòng)補(bǔ)償時(shí),根據(jù)負(fù)載特性,尤其是負(fù)載的起動(dòng)特性,通過(guò)試驗(yàn)可選出較佳曲線。對(duì)于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載,如選擇不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)低速時(shí)的輸出電壓過(guò)高,而浪費(fèi)電能的現(xiàn)象,甚至還會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)時(shí)電流大,而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。

  9、電子熱過(guò)載保護(hù)

  本功能為保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而設(shè)置,它是變頻器內(nèi)CPU根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)電流值和頻率計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的溫升,從而進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。本功能只適用于“一拖一 ”場(chǎng)合,而在“一拖多”時(shí),則應(yīng)在各臺(tái)電動(dòng)機(jī)上加裝熱繼電器。電子熱保護(hù)設(shè)定值(%)=[電動(dòng)機(jī)額定電流(A)/變頻器額定輸出電流(A)]×100%。

  10、頻率限制

  即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設(shè)定信號(hào)源出故障,而引起輸出頻率的過(guò)高或過(guò)低,以防損壞設(shè)備的一種保護(hù)功能。在應(yīng)用中按實(shí)際情況設(shè)定即可。此功能還可作限速使用,如有的皮帶輸送機(jī),由于輸送物料不太多,為減少機(jī)械和皮帶的磨損,可采用變頻器驅(qū)動(dòng),并將變頻器上限頻率設(shè)定為某一頻率值,這樣就可使皮帶輸送機(jī)運(yùn)行在一個(gè)固定、較低的工作速度上。

  11、偏置頻率

  有的又叫偏差頻率或頻率偏差設(shè)定。其用途是當(dāng)頻率由外部模擬信號(hào)(電壓或電流)進(jìn)行設(shè)定時(shí),可用此功能調(diào)整頻率設(shè)定信號(hào)最低時(shí)輸出頻率的高低。有的變頻器當(dāng)頻率設(shè)定信號(hào)為0%時(shí),偏差值可作用在0~fmax范圍內(nèi),有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對(duì)偏置極性進(jìn)行設(shè)定。如在調(diào)試中當(dāng)頻率設(shè)定信號(hào)為0%時(shí),變頻器輸出頻率不為0Hz,而為xHz,則此時(shí)將偏置頻率設(shè)定為負(fù)的xHz即可使變頻器輸出頻率為0Hz。

  12、頻率設(shè)定信號(hào)增益

  此功能僅在用外部模擬信號(hào)設(shè)定頻率時(shí)才有效。它是用來(lái)彌補(bǔ)外部設(shè)定信號(hào)電壓與變頻器內(nèi)電壓(+10V)的不一致問(wèn)題;同時(shí)方便模擬設(shè)定信號(hào)電壓的選擇,設(shè)定時(shí),當(dāng)模擬輸入信號(hào)為最大時(shí)(如10V、5V或20mA),求出可輸出f/V圖形的頻率百分?jǐn)?shù)并以此為參數(shù)進(jìn)行設(shè)定即可;如外部設(shè)定信號(hào)為0-5V時(shí),若變頻器輸出頻率為0-50Hz,則將增益信號(hào)設(shè)定為200%即可。

  13、轉(zhuǎn)矩限制

  可為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩限制和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩限制兩種。它是根據(jù)變頻器輸出電壓和電流值,經(jīng)CPU進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算,其可對(duì)加減速和恒速運(yùn)行時(shí)的沖擊負(fù)載恢復(fù)特性有顯著改善。轉(zhuǎn)矩限制功能可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加速和減速控制。假設(shè)加減速時(shí)間小于負(fù)載慣量時(shí)間時(shí),也能保證電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)矩設(shè)定值自動(dòng)加速和減速。

  驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩功能提供了強(qiáng)大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,在穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)矩功能將控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差,而將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩限制在最大設(shè)定值內(nèi),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大時(shí),甚至在加速時(shí)間設(shè)定過(guò)短時(shí),也不會(huì)引起變頻器跳閘。在加速時(shí)間設(shè)定過(guò)短時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會(huì)超過(guò)最大設(shè)定值。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大對(duì)起動(dòng)有利,以設(shè)置為80~100%較妥。

  制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值越小,其制動(dòng)力越大,適合急加減速的場(chǎng)合,如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值設(shè)置過(guò)大會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓報(bào)警現(xiàn)象。如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0% ,可使加到主電容器的再生總量接近于0.從而使電動(dòng)機(jī)在減速時(shí),不使用制動(dòng)電阻也能減速至停轉(zhuǎn)而不會(huì)跳閘。但在有的負(fù)載上,如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0%時(shí),減速時(shí)會(huì)出現(xiàn)短暫空轉(zhuǎn)現(xiàn)象,造成變頻器反復(fù)起動(dòng),電流大幅度波動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)使變頻器跳閘,應(yīng)引起注意。

  14、加減速模式選擇

  又叫加減速曲線選擇。一般變頻器有線性、非線性和S三種曲線,通常大多選擇線性曲線;非線性曲線適用于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載,如風(fēng)機(jī)等;S曲線適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其加減速變化較為緩慢。設(shè)定時(shí)可根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性,選擇相應(yīng)曲線,但也有例外,筆者在調(diào)試一臺(tái)鍋爐引風(fēng)機(jī)的變頻器時(shí),先將加減速曲線選擇非線性曲線,一起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)變頻器就跳閘,調(diào)整改變?cè)S多參數(shù)無(wú)效果,后改為S曲線后就正常了。究其原因是:起動(dòng)前引風(fēng)機(jī)由于煙道煙氣流動(dòng)而自行轉(zhuǎn)動(dòng),且反轉(zhuǎn)而成為負(fù)向負(fù)載,這樣選取了S曲線,使剛起動(dòng)時(shí)的頻率上升速度較慢,從而避免了變頻器跳閘的發(fā)生,當(dāng)然這是針對(duì)沒(méi)有起動(dòng)直流制動(dòng)功能的變頻器所采用的方法。

  15、轉(zhuǎn)矩矢量

  控制矢量控制是基于理論上認(rèn)為:異步電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規(guī)定的磁場(chǎng)電流和轉(zhuǎn)矩電流,分別進(jìn)行控制,同時(shí)將兩者合成后的定子電流輸出給電動(dòng)機(jī)。因此,從原理上可得到與直流電動(dòng)機(jī)相同的控制性能。采用轉(zhuǎn)矩矢量控制功能,電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行條件下都能輸出最大轉(zhuǎn)矩,尤其是電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行區(qū)域。

  現(xiàn)在的變頻器幾乎都采用無(wú)反饋矢量控制,由于變頻器能根據(jù)負(fù)載電流大小和相位進(jìn)行轉(zhuǎn)差補(bǔ)償,使電動(dòng)機(jī)具有很硬的力學(xué)特性,對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合已能滿足要求,不需在變頻器的外部設(shè)置速度反饋電路。這一功能的設(shè)定,可根據(jù)實(shí)際情況在有效和無(wú)效中選擇一項(xiàng)即可。

  與之有關(guān)的功能是轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制,其作用是為補(bǔ)償由負(fù)載波動(dòng)而引起的速度偏差,可加上對(duì)應(yīng)于負(fù)載電流的轉(zhuǎn)差頻率。這一功能主要用于定位控制。

  16、節(jié)能控制

  風(fēng)機(jī)、水泵都屬于減轉(zhuǎn)矩負(fù)載,即隨著轉(zhuǎn)速的下降,負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成比例減小,而具有節(jié)能控制功能的變頻器設(shè)計(jì)有專(zhuān)用V/f模式,這種模式可改善電動(dòng)機(jī)和變頻器的效率,其可根據(jù)負(fù)載電流自動(dòng)降低變頻器輸出電壓,從而達(dá)到節(jié)能目的,可根據(jù)具體情況設(shè)置為有效或無(wú)效。

  要說(shuō)明的是,電子熱過(guò)載保護(hù)和頻率限制這兩個(gè)參數(shù)是很先進(jìn)的,但有一些用戶在設(shè)備改造中,根本無(wú)法啟用這兩個(gè)參數(shù),即啟用后變頻器跳閘頻繁,停用后一切正常。究其原因有:①原用電動(dòng)機(jī)參數(shù)與變頻器要求配用的電動(dòng)機(jī)參數(shù)相差太大。②對(duì)設(shè)定參數(shù)功能了解不夠,如節(jié)能控制功能只能用于V/f控制方式中,不能用于矢量控制方式中。③啟用了矢量控制方式,但沒(méi)有進(jìn)行電動(dòng)機(jī)參數(shù)的手動(dòng)設(shè)定和自動(dòng)讀取工作,或讀取方法不當(dāng)。


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