1基本功能參數(shù)
1.1加減速時間
加速時間f07,減速時間f08,出廠設(shè)定6 s或20 s。
加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間,減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。在電動機加速時須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過電流,減速時則限制下降率以防止過電壓。加速時間設(shè)定要求:將加速電流限制在變頻器過電流容量以下,不使過流失速而引起變頻器跳閘;減速時間設(shè)定要點是:防止平滑電路電壓過大,不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據(jù)負載計算出來,但在調(diào)試中常采取按負載和經(jīng)驗先設(shè)定較長加減速時間,通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警;然后將加減速設(shè)定時間逐漸縮短,以運轉(zhuǎn)中不發(fā)生報警為原則,重復操作幾次,便可確定出最佳加減速時間。
1.2轉(zhuǎn)矩提升
轉(zhuǎn)矩提升f09,出廠設(shè)定:通用型0.0(自動轉(zhuǎn)矩提升),風機型0.1(二次方遞減)。
轉(zhuǎn)矩提升又叫轉(zhuǎn)矩補償,是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉(zhuǎn)矩降低,而把低頻率范圍f/v增大的方法。設(shè)定為自動時,可使加速時的電壓自動提升以補償起動轉(zhuǎn)矩,使電動機加速順利進行。如采用手動補償時,根據(jù)負載特性,尤其是負載的起動特性,通過試驗可選出較佳曲線。對于變轉(zhuǎn)矩負載,如選擇不當會出現(xiàn)低速時的輸出電壓過高,而浪費電能的現(xiàn)象,甚至還會出現(xiàn)電動機帶負載起動時電流大,而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。
1.3 電子熱過載保護
功能參數(shù)為f10、f11、f12、f13,出廠設(shè)定為“動作”。
本功能為保護電動機過熱而設(shè)置,它是變頻器內(nèi)cpu根據(jù)運轉(zhuǎn)電流值和頻率計算出電動機的溫升,從而進行過熱保護。本功能只適用于“一拖一”場合,而在“一拖多”時,則應(yīng)在各臺電動機上加裝熱繼電器。電子熱保護設(shè)定值(%)=[電動機額定電流(a)/變頻器額定輸出電流(a)]×100%。
1.4頻率限制
頻率限制上限f15,下限f16,出廠設(shè)定上限為70 hz,下限為0 hz。
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)定信號源出故障,而引起輸出頻率的過高或過低,以防損壞設(shè)備的一種保護功能。在應(yīng)用中按實際情況設(shè)定即可。此功能還可作限速使用,如有的皮帶輸送機,由于輸送物料不太多,為減少機械和皮帶的磨損,可采用變頻器驅(qū)動,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運行在一個固定、較低的工作速度上。
1.5偏置頻率
頻率偏置f18,出廠設(shè)定0.0,即輸入信號為0時,變頻器輸出為0 hz。
有的又叫偏差頻率或頻率偏差設(shè)定。其用途是當頻率由外部模擬信號(電壓或電流)進行設(shè)定時,可用此功能調(diào)整頻率設(shè)定信號最低時輸出頻率的高低。有的變頻器當頻率設(shè)定信號為0%時,偏差值可作用在0~fmax范圍內(nèi),有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對偏置極性進行設(shè)定。如在調(diào)試中當頻率設(shè)定信號為0%時,變頻器輸出頻率不為0 hz,而為x hz,則此時將偏置頻率設(shè)定為負的x hz,即可使變頻器輸出頻率為0 hz。
1.6 頻率設(shè)定信號增益
設(shè)定增益f17,出廠設(shè)定為100,即對標準信號0 v~10 v、4 ma~20 ma不增益(100%增益)。
此功能僅在用外部模擬信號設(shè)定頻率時才有效。它是用來彌補外部設(shè)定信號電壓與變頻器內(nèi)電壓(+10 v)的不一致問題;同時方便模擬設(shè)定信號電壓的選擇,設(shè)定時,當模擬輸入信號為最大時(如10 v、5 v或20 ma),求出可輸出f/v圖形的頻率百分數(shù)并以此為參數(shù)進行設(shè)定即可;如外部設(shè)定信號為0 v~5 v時,若變頻器輸出頻率為0 hz~50 hz,則將增益信號設(shè)定為200%即可。
1.7 轉(zhuǎn)矩限制
轉(zhuǎn)矩限制:驅(qū)動轉(zhuǎn)矩f40、制動轉(zhuǎn)矩f41,出廠設(shè)定均為999,即不動作。
可分為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩限制和制動轉(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進行轉(zhuǎn)矩計算,其可對加減速和恒速運行時的沖擊負載恢復特性有顯著改善。轉(zhuǎn)矩限制功能可實現(xiàn)自動加速和減速控制。假設(shè)加減速時間小于負載慣量時間時,也能保證電動機按照轉(zhuǎn)矩設(shè)定值自動加速和減速。
驅(qū)動轉(zhuǎn)矩功能提供了強大的起動轉(zhuǎn)矩,在穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)矩功能將控制電動機轉(zhuǎn)差,而將電動機轉(zhuǎn)矩限制在最大設(shè)定值內(nèi),當負載轉(zhuǎn)矩突然增大時,甚至在加速時間設(shè)定過短時,也不會引起變頻器跳閘。在加速時間設(shè)定過短時,電動機轉(zhuǎn)矩也不會超過最大設(shè)定值。驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大對起動有利,以設(shè)置為80%~100%較妥。
制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值越小,其制動力越大,適合急加減速的場合,如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值設(shè)置過大會出現(xiàn)過壓報警現(xiàn)象。如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0%,可使加到主電容器的再生總量接近于0,從而使電動機在減速時,不使用制動電阻也能減速至停轉(zhuǎn)而不會跳閘。但在有的負載上,如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0%時,減速時會出現(xiàn)短暫空轉(zhuǎn)現(xiàn)象,造成變頻器反復起動,電流大幅度波動,嚴重時會使變頻器跳閘,應(yīng)引起注意。
1.8轉(zhuǎn)矩矢量控制
轉(zhuǎn)矩矢量控制f42,出廠設(shè)定為0,不動作。
矢量控制是基于理論上認為:異步電動機與直流電動機具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規(guī)定的磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流,分別進行控制,同時將兩者合成后的定子電流輸出給電動機。因此從原理上可得到與直流電動機相同的控制性能。采用轉(zhuǎn)矩矢量控制功能,電動機在各種運行條件下都能輸出最大轉(zhuǎn)矩,尤其是電動機在低速運行區(qū)域。
現(xiàn)在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制,由于變頻器能根據(jù)負載電流大小和相位進行轉(zhuǎn)差補償,使電動機具有很硬的力學特性,對于多數(shù)場合已能滿足要求,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)實際情況在有效和無效中選擇一項即可。
與之有關(guān)的功能是轉(zhuǎn)差補償控制,其作用是為補償由負載波動而引起的速度偏差,可加上對應(yīng)于負載電流的轉(zhuǎn)差頻率。這一功能主要用于定位控制。
2 高級功能參數(shù)
2.1 加減速模式選擇
速度曲線h07,出廠設(shè)定0,不動作,即默認為直線加速型。
加減速模式選擇又叫加減速曲線選擇。一般變頻器有直線形、曲線形(非線性)和s形三種曲線,如圖1所示。通常大多選擇線性曲線;曲線形曲線適用于變轉(zhuǎn)矩負載,如風機等;s形曲線適用于恒轉(zhuǎn)矩負載,其加減速變化較為緩慢。設(shè)定時可根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩特性,選擇相應(yīng)曲線,但也有例外,例如在調(diào)試一臺鍋爐引風機的變頻器時,先將加減速曲線選擇非線性曲線,一起動運轉(zhuǎn)變頻器就跳閘,調(diào)整改變許多參數(shù)無效果,后改為s形曲線后就正常了。究其原因是:起動前引風機由于煙道煙氣流動而自行轉(zhuǎn)動,且反轉(zhuǎn)而成為負向負載,這樣選取了s形曲線,使剛起動時的頻率上升速度較慢,從而避免了變頻器跳閘的發(fā)生,當然這是針對沒有起動直流制動功能的變頻器所采用的方法。
2.2 反向旋轉(zhuǎn)禁止
反轉(zhuǎn)防止h08,出廠設(shè)定為0,即不動作。
對某些生產(chǎn)機械不允許反向運轉(zhuǎn),在這種場合,必須采用此功能。當采用鍵盤指令反向運行或用模擬信號輸入控制時出現(xiàn)負模擬量(或接線接錯電壓反向),如果不采用反向禁止就會出現(xiàn)嚴重后果。這個功能最容易被忽略。
2.3 節(jié)能控制
節(jié)能運行h10,出廠設(shè)定通用型為0(不節(jié)能運行)、風機型為1(節(jié)能運行)。
風機、水泵都屬于減轉(zhuǎn)矩負載,即隨著轉(zhuǎn)速的下降,負載轉(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)計有專用v/f模式,這種模式可改善電動機和變頻器的效率,其可根據(jù)負載電流自動降低變頻器輸出電壓,從而達到節(jié)能目的,可根據(jù)具體情況設(shè)置為節(jié)能運行或不節(jié)能運行。當采用通用型變頻器拖動風機或水泵時,需要將此功能設(shè)為節(jié)能運行。
3 造紙廠中富士變頻器的調(diào)試實例
下面是以造紙廠中所用變頻調(diào)速拖動系統(tǒng)中變頻器為例,說明功能參數(shù)的調(diào)試步驟。
變頻器的參數(shù)調(diào)整主要考慮到生產(chǎn)工藝的特殊要求,綜合現(xiàn)場實際進行相關(guān)功能參數(shù)的設(shè)定??刂菩盘柺怯煽删幊炭刂破骰螂娢黄魈峁┑? v~10 v直流電壓,控制一臺或多臺變頻器實現(xiàn)同步轉(zhuǎn)速。隨著卷徑的變化和張力的變化,需要同時由plc或者手動改變電位器來調(diào)整變頻器的頻率。為了防止斷紙,需要將各變頻器調(diào)整好,以防非正常跳閘或轉(zhuǎn)速的急劇變化。調(diào)試步驟為:
3.1 首先設(shè)定基本功能參數(shù)中的非調(diào)試參數(shù)
頻率設(shè)定f02=1:設(shè)定端子12為控制信號電壓輸入(0 v~+10 v);
基本頻率f04=50;
額定電壓f05=380 v;
最高輸出電壓f06=380 v;
最高輸出頻率f03=100 hz(根據(jù)現(xiàn)場需要設(shè)定);
上限頻率f15=100 hz(根據(jù)現(xiàn)場需要設(shè)定);
轉(zhuǎn)矩提升f09=0.0:自動轉(zhuǎn)矩提升;
頻率偏置f18=0.0:無輸入控制信號電壓時頻率為0 hz;
頻率設(shè)定信號增益f17=100:采用標準控制信號電壓0 v~+10 v。
3.2 對需要調(diào)試的基本參數(shù)進行調(diào)試
加減速時間f07、f08調(diào)試:以出廠的默認值進行試機,看變頻器是否跳閘,如果跳閘則加減速時間太短,可以增大加減速時間,到變頻器不再跳閘為止。
電子熱過載保護f10、f11、f12:此參數(shù)需要根據(jù)經(jīng)驗及現(xiàn)場觀察確定,可設(shè)過流電流為額定電流的125%,過流時間為5 min,變頻器由此參數(shù)進行計算而保護電動機過電流。即f10=1,f11=125,f12=5。
轉(zhuǎn)矩矢量控制:轉(zhuǎn)矩矢量控制只適用于一個變頻器帶一臺電動機的場合,而且需要測定電動機常數(shù):額定電流、空載電流、一次電阻、基本頻率時的漏抗等,作為變頻器控制電機時的電機模型數(shù)據(jù)。用轉(zhuǎn)矩矢量控制時需要進行電動機自整定,變頻器自動測定電機的相關(guān)參數(shù)。通過自整定,可以自動測定和寫入電機的數(shù)據(jù),整定原理為,在電動機停止狀態(tài),電動機自動測量電動機的一次電阻和對基本頻率的漏抗,然后在電動機運行狀態(tài),自動測量電動機的空載電流,所測量數(shù)據(jù)自動寫入p06、p07、p08。自整定步驟如下:
首先設(shè)定電動機參數(shù),容量p02,額定電流p03,設(shè)定電動機自整定p04=2,將f02改為0由鍵盤控制。
然后由鍵盤面板控制進行空載起動電動機,按照加速時間加速至基本頻率的二分之一進行空載電流的整定,再按照設(shè)定的減速時間減速,當面板顯示“執(zhí)行中”消失時,表示自整定結(jié)束。最后再將f02改回1。
由于在這個生產(chǎn)線上,負載不常出現(xiàn)急劇變化,所以轉(zhuǎn)矩限制設(shè)為默認值,即不動作。
3.3 高級功能參數(shù)調(diào)試
加減速模式調(diào)試:考慮到加減速過程會對紙張的卷繞有較大影響,所以采用s形曲線,使加減速開始和結(jié)束時緩慢地輸出頻率。s形曲線有強型和弱型之分,強型變化的曲線更為合適??梢耘浜霞訙p速時間共同調(diào)整。即設(shè)定h07=2,s形加減速模式(強型)。
3.4 試機運轉(zhuǎn)
觀察有無跳閘情況發(fā)生,同時測量電機在低速時有無發(fā)熱現(xiàn)象,根據(jù)運轉(zhuǎn)情況再進行一次參數(shù)整定。若運轉(zhuǎn)正常,將數(shù)據(jù)保護起來,即設(shè)定f00=1。參數(shù)整定結(jié)束。
總之,變頻器的功能參數(shù)的調(diào)試,需要根據(jù)現(xiàn)場工藝設(shè)備情況綜合考慮,經(jīng)過多次調(diào)試才能使變頻器發(fā)揮其功用?,F(xiàn)在的變頻器集成了越來越多的功能,如 abb公司的變頻器加入了部分plc的功能,使我們在調(diào)試中更加方便,也使變頻器的適應(yīng)性更強,但同時也要求調(diào)試人員具有較廣的基礎(chǔ)知識。本文以富士變頻器為例,對現(xiàn)場中常用的調(diào)試方法進行總結(jié),以方便更多的人了解變頻器功能參數(shù)的調(diào)試方法,同時也可以觸類旁通,較快地學會其它類型的變頻器功能參數(shù)的調(diào)試方法。