1 引言
近十多年來,隨著大規模集成電路、計算機控製技術以及現代控製理論的發展,特別是矢量控製技術的應用,使得交流變頻調速技術逐步具備了寬調速範圍、高穩速精度、快動態響應,以及在四象限作可逆運行等良好的技術性能,調速特性可與(yu) 直流電氣傳(chuan) 動相媲美。在交流調速技術中,由於(yu) 變頻調速的調速性能與(yu) 可靠性等性能在不斷完善,價(jia) 格也在不斷降低,特別是它的節電效果明顯,實現交流電機調速極為(wei) 方便,因此,在一切需要速度控製的場合,變頻器以其操作方便、體(ti) 積小、控製性能高而獲得廣泛的應用。變頻器在使用中出現的一些問題,很多情況下都是因為(wei) 變頻器參數設置不當引起的。西門子micr.master
440變頻器可設置的參數有幾千個(ge) ,隻有係統地、合適地、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能【1】。
2 控製方式選擇
變頻器控製方式的選擇由負荷的力矩特性所決(jue) 定,電動機的機械負載轉矩特性根據下列關(guan) 係式決(jue) 定:
p= t n/ 9550
式中:p——電動機功率(kw)
t——轉矩(n. m)
n——轉速(r/ min)
轉矩t與(yu) 轉速n的關(guan) 係根據負載種類大體(ti) 可分為(wei) 3種【2】。
(1)即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載,此類負載如傳(chuan) 送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。
(2)隨著轉速的降低,轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體(ti) 泵等。
(3)變頻器提供的控製方式有v/f控製、矢量控製、力矩控製。v/f控製中有線性v/f控製、拋物線特性v/f控製。將變頻器參數p1300設為(wei) 0,變頻器工作於(yu) 線性v/f控製方式,將使調速時的磁通與(yu) 勵磁電流基本不變。適用於(yu) 工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。
將p1300設為(wei) 2,變頻器工作於(yu) 拋物線特性v/f控製方式,這種方式適用於(yu) 風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與(yu) 轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與(yu) 轉速n的平方成正比。對於(yu) 這種負載,如果變頻器的v/f特性是線性關(guan) 係,則低速時電機的許用轉矩遠大於(yu) 負載轉矩,從(cong) 而造成功率因數和效率的嚴(yan) 重下降。為(wei) 了適應這種負載的需要,使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guan) 係減小,從(cong) 而減小電機的磁通和勵磁電流,使功率因數保持在適當的範圍內(nei) 。
可以進一步通過設置參數使v/f控製曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值,具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對於(yu) 線性的v/f曲線作適當的提高以補償(chang) 在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用於(yu) 大起動轉矩的調速對象。
變頻器v/f控製方式驅動電機時,在某些頻率段,電機的電流、轉速會(hui) 發生振蕩,嚴(yan) 重時係統無法運行,甚至在加速過程中出現過電流保護,使得電機不能正常啟動,在電機輕載或轉矩慣量較小時更為(wei) 嚴(yan) 重。可以根據係統出現振蕩的頻率點,在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度,當電機加速時可以自動跳過這些頻率段,保證係統能夠正常運行。從(cong) p1091至p1094可以設定4個(ge) 不同的跳轉點,設置p1101確定跳轉頻帶寬度。
有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩,用可編程的v/f控製對應設置變頻器參數即可得到所需控製曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f
特性頻率座標,對應的p1321、p1323、p1325為(wei) 可編程的v/f 特性電壓座標。
參數p1300設置為(wei) 20,變頻器工作於(yu) 矢量控製。這種控製相對完善,調速範圍寬,低速範圍起動力矩高,精度高達0.01%,響應很快,高精度調速都采用svpwm矢量控製方式。
參數p1300設置為(wei) 22,變頻器工作於(yu) 矢量轉矩控製。這種控製方式是目前國際上最先進的控製方式,其他方式是模擬直流電動機的參數,進行保角變換而進行調節控製的,矢量轉矩控製是直接取交流電動機參數進行控製,控製簡單,精確度高。
3 快速調試
在使用變頻器驅動電機前,必須進行快速調試。參數p0010設為(wei) 1、p3900設為(wei) 1,變頻器進行快速調試,快速調試完成後,進行了必要的電動機數據的計算,並將其它所有的參數恢複到它們(men) 的缺省設置值。在矢量或轉矩控製方式下,為(wei) 了正確地實現控製,非常重要的一點是,必須正確地向變頻器輸入電動機的數據,而且,電動機數據的自動檢測參數p1910必須在電動機處於(yu) 常溫時進行。當使能這一功能
(p1910 =1)時,會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 報警信號a0541,給予警告,在接著發出on 命令時,立即開始電動機參數的自動檢測。
4 加減速時間調整
加速時間就是輸出頻率從(cong) 0上升到最大頻率所需時間,減速時間是指從(cong) 最大頻率下降到0所需時間。加速時間和減速時間選擇的合理與(yu) 否對電機的起動、停止運行及調速係統的響應速度都有重大的影響。加速時間設置的約束是將電流限製在過電流範圍內(nei) ,不應使過電流保護裝置動作。電機在減速運轉期間,變頻器將處於(yu) 再生發電製動狀態。傳(chuan) 動係統中所儲(chu) 存的機械能轉換為(wei) 電能並通過逆變器將電能回饋到直流側(ce) 。回饋的電能將導致中間回路的儲(chu) 能電容器兩(liang) 端電壓上升。因此,減速時間設置的約束是防止直流回路電壓過高。加減速時間計算公式為(wei) :
加速時間:ta=(jm+jl)n/9.56(tma-tl)
減速時間:tb=(jm+jl)n/9.56(tmb-tl)
式中: jm 一 電機的慣量
jl — 負載慣量
n — 額定轉速
tma— 電機驅動轉矩
tmb — 電機製動轉矩#p#分頁標題#e#
tl — 負載轉矩
加減速時間可根據公式算出來,也可用簡易試驗方法【3】進行設置。首先,使拖動係統以額定轉速運行(工頻運行),然後切斷電源,使拖動係統處於(yu) 自由製動狀態,用秒表計算其轉速從(cong) 額定轉速下降到停止所需要的時間。加減速時間可首先按自由製動時間的1/2~1/3進行預置。通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警,調整加減速時間設定值,以運轉中不發生報警為(wei) 原則,重複操作幾次,便可確定出最佳加減速時間。
5 轉動慣量設置
電機與(yu) 負載轉動慣量的設置往往被忽視,認為(wei) 加減速時間的正確設置可保證係統正常工作【4】。其實,轉動慣量設置不當會(hui) 使得係統振蕩,調速精度也會(hui) 受到影響。轉動慣量公式:
j=t/dω/dt
電機與(yu) 負載轉動慣量的獲得方法一樣,讓變頻器工作頻率在合適的值,5~10hz。分別讓電機空載和帶載運行,讀出參數r0333額定轉矩和r0345 電動機的起動時間,再將變頻器工作頻率換算成對應的角速度,代入公式,計算得出電機與(yu) 負載轉動慣量。設置參數p0341(電動機的慣量)與(yu) 參數 p0342(驅動裝置總慣量
/ 電動機慣量的比值),這樣變頻器就能更好的調速。
6 結束語
變頻器的品牌愈來愈多,功能也不斷完善和加強。如何正確地設置參數,對於(yu) 變頻器正確使用和發揮最佳性能是十分重要的。
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