http://www.jnpsdz.cn/bbs/?a=zczc7771 引言
隨著(zhù)科技不斷進(jìn)步，變頻器不斷更新、換代、升級、演變，并且其應用亦日益廣泛。尤其是變頻器的優(yōu)良調速、節能、軟啟動(dòng)等性能，倍受廣大用戶(hù)青睞。作為變頻器的使用者，掌握和熟悉變頻器的正確現場(chǎng)調試方法與技術(shù)要領(lǐng)，這對變頻器正常運作，減少故障，延長(cháng)使用壽命，至關(guān)重要。筆者根據多年從事變頻器理論研究和實(shí)際應用的實(shí)踐工作體會(huì )，提供了下列一些點(diǎn)滴調試經(jīng)驗，與同仁們進(jìn)行交流，以期拋磚引玉。
2 調試主要步序
調試變頻器，主要有下列五大步驟。
2.1變頻器系統功用考察在調試變頻之前，必須認真仔細閱讀所要調試變頻器的使用說(shuō)明書(shū)和相關(guān)資料信息，熟悉其使用環(huán)境和注意事項。尤其在變頻器通電前，要仔細觀(guān)察和檢查變頻器是否有明顯故障跡象，如它的輸入、輸出端是否符合說(shuō)明書(shū)要求。特別要注意是否有新的內容增加。
2.2變頻器無(wú)機空載運行調試
變頻器無(wú)機(即不連接電動(dòng)機)空載(即電動(dòng)機不帶負載)運行調試，下列三步是最基本的、亦是最重要的調試操作內容：
(1)把變頻器的接地端子接地以及將其電源輸入端子經(jīng)過(guò)漏電保護開(kāi)關(guān)接到電源上；
(2)察看變頻器顯示窗的出廠(chǎng)顯示是否正常，若不正確，應復位，否則要求供應商退換；
(3) 熟悉變頻器的操作鍵。一般的變頻器均有run(運行)、stop(停止)、prog(編程)、data/enter(數據/確認)、up▲(增加)、 down▼(減少)等6個(gè)鍵，不同變頻器操作鍵的定義基本相同。此外有的變頻器還有monitor/display（監視）、reset(復位)、 jog(寸動(dòng))、shift(移位)等功能鍵，對這些鍵要進(jìn)行調試操作。 2.3變頻器帶機空載運行調試變頻器帶機(即接上電動(dòng)機)空載(即電動(dòng)機不帶負載)調試，下列四步至關(guān)重要。
(1)設置電動(dòng)機的功率、極對數，以及確定變頻器的工作電流。(2)設定變頻器的最大輸出頻率與基底頻率以及設置電動(dòng)機轉矩特性。壓/頻(v/f)工作方式的選擇包括最高工作頻率、基本工作頻率(即基底頻率)和轉矩類(lèi)型等項目。
●最高頻率是指變頻器電動(dòng)機系統可以運行的最高頻率，由于變頻器自身的最高工作頻率可能比較高，當電動(dòng)機容許的最高工作頻率低于變頻器的最高工作頻率時(shí)，應按電動(dòng)機及其負載的要求進(jìn)行設定工作的頻率。
●基本工作頻率是變頻器對電動(dòng)機進(jìn)行恒功率控制和恒轉矩控制的分界線(xiàn)，應按電動(dòng)機的額定電壓進(jìn)行設定。
● 轉矩類(lèi)型指負載是恒轉矩負載還是變轉矩負載。用戶(hù)根據變頻器使用說(shuō)明書(shū)中的v/f工作方式圖和負載特點(diǎn)，選擇其中的一種工作方式。通用變頻器均備有多條v /f曲線(xiàn)供用戶(hù)選擇，使用時(shí)應根據負載性質(zhì)選擇合適的v/f曲線(xiàn)。如果是風(fēng)機和泵類(lèi)負載，要將變頻器的轉矩運行代碼設定成變轉矩和降轉矩運行特性。為了改善變頻器啟動(dòng)時(shí)的低速性能，使電動(dòng)機輸出轉矩能滿(mǎn)足生產(chǎn)負載啟動(dòng)要求，要調整啟動(dòng)轉矩。
在三相異步電動(dòng)機變頻調速系統中，轉距的控制比較復雜。在低頻段，由于電阻和漏電抗的影響不容忽略，若仍保持v/f為常數，則磁通將減小，從而減小了電動(dòng)機的輸出轉矩。因此在低頻段要對電壓進(jìn)行適當補償以提升轉矩。一般變頻器均由用戶(hù)進(jìn)行人工設定補償。
(3)將變頻器設置為自帶鍵盤(pán)操作模式，分別按運行鍵、停止鍵，觀(guān)察電動(dòng)機能否正常啟、停。
(4)按照變頻器使用說(shuō)明書(shū)對其電子熱繼電器功能進(jìn)行設定。電子熱繼電器的門(mén)限值定義為電動(dòng)機和變頻器兩者額定電流的比值，常用百分數表示。當變頻器輸出電流超過(guò)其容許電流時(shí)，過(guò)流保護設施將切斷變頻器的輸出。因此，變頻器電子熱繼電器的門(mén)限最大值不超過(guò)變頻器的最大容許輸出電流。變頻器過(guò)載保護設置值可以修改。
2.4變頻器負載運行調試變頻器負載(即變頻器接上電動(dòng)機并且電動(dòng)機帶上負載）運行調試，下列五步必須進(jìn)行。
(1)手動(dòng)操作變頻器面板上的運行停止鍵，觀(guān)察電動(dòng)機運行停止過(guò)程及變頻器的顯示窗，看是否有異�，F象。
(2) 如果啟/停電動(dòng)機過(guò)程中變頻器出現過(guò)流保護動(dòng)作，則應重新設定加速/減速時(shí)間。電動(dòng)機在加速、減速時(shí)的加速度取決于加速轉矩，而變頻器在啟/制動(dòng)過(guò)程中的頻率變化率由用戶(hù)設定。若電動(dòng)機轉動(dòng)慣量或負載變化按預先設定頻率變化率升速或減速時(shí)，有可能出現加速轉矩不夠，從而造成電動(dòng)機失速，即電動(dòng)機轉速與變頻器輸出頻率不協(xié)調，從而造成過(guò)電流或過(guò)電壓。因此需要根據電動(dòng)機轉動(dòng)慣量和負載合理設定加、減速時(shí)間，使變頻器的頻率變化率能與電動(dòng)機轉速變化率相協(xié)調。調試此項設定是否合理的方法是先按經(jīng)驗選定加、減速時(shí)間進(jìn)行設定，若在啟動(dòng)過(guò)程中出現過(guò)流，則可適當延長(cháng)加速時(shí)間；若在制動(dòng)過(guò)程中出現過(guò)流，則適當延長(cháng)減速時(shí)間。
(3)如果變頻器在限定的時(shí)間內仍然出現過(guò)流保護動(dòng)作，應改變啟/停的運行曲線(xiàn)，如從直線(xiàn)改為s形、u形線(xiàn)或反s形、反u形線(xiàn)。當電動(dòng)機負載慣性較大時(shí)，則應采用更長(cháng)的啟/停時(shí)間，并且根據其負載特性設定運行曲線(xiàn)類(lèi)型。
(4)如果變頻器還出現過(guò)流保護動(dòng)作，則應嘗試增加最大電流的保護值，但是不能取消保護，應留有至少10%～20%的保護余量。如果此動(dòng)作依然發(fā)生，則應更換較大一級功率的變頻器。
(5)如果變頻器帶動(dòng)電動(dòng)機在啟動(dòng)過(guò)程中達不到預設速度，可能有兩種原因：
● 系統發(fā)生機電共振，可從電動(dòng)機運轉的聲音進(jìn)行判斷。采用設定頻率跳躍值(一般變頻器能設定三級跳躍點(diǎn)）的方法，可以避開(kāi)共振點(diǎn)。v/f控制方式的變頻器驅動(dòng)三相異步電動(dòng)機時(shí)，在某些頻率段，電動(dòng)機的電流、轉速會(huì )發(fā)生振蕩，嚴重時(shí)系統無(wú)法運行，甚至在加速過(guò)程中出現過(guò)電流保護，使得電動(dòng)機不能正常啟動(dòng)，在電動(dòng)機輕載或轉動(dòng)慣量較小時(shí)更為嚴重。普通變頻器均備有頻率跨跳功能，用戶(hù)可根據系統出現振蕩的頻率點(diǎn)，在v/f曲線(xiàn)上設定跨跳點(diǎn)及跨跳寬度。當電動(dòng)機加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統能夠正常運行。
●電動(dòng)機的轉矩輸出能力不夠，不同品牌的變頻器出廠(chǎng)參數設定不同，在相同條件下負載能力不同，也可能因變頻器控制方式不同，造成電動(dòng)機的負載能力不同；或因系統的輸出效率不同；造成負載能力會(huì )有所差異。對此種情況，可以增加轉矩提升量的值。如果達不到，可用手動(dòng)轉矩提升功能，但不要設置過(guò)大，電動(dòng)機這時(shí)的溫升會(huì )增加。如果仍然不行，應改用新的控制方式。
2.5變頻器連接上位機的系統調試 在手動(dòng)的基本設定調試完成后，如果系統中有上位機，將變頻器的控制線(xiàn)直接與上位機控制線(xiàn)相連，并將變頻器的操作模式改為端子控制。根據上位機系統的需要，調定變頻器接收頻率信號端子的量程0～5v或0～10v，以及變頻器對模擬頻率信號采樣的響應速度。 2.6變頻器控制方式的選擇與試用 這里只論述變頻器通常采用的兩種典型控制方式，即磁通矢量控制方式和壓/頻（即v/f）控制方式。
(1) 變頻器磁通矢量控制方式三相異步電動(dòng)機與直流電動(dòng)機理論上具有相同的轉矩產(chǎn)生機理，從磁場(chǎng)與同其垂直的電流相乘積等于轉矩這一原理出發(fā)，將供給電動(dòng)機的定子電流分為兩個(gè)部分，即產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)電流與產(chǎn)生力矩的轉矩電流。矢量控制方式就是將定子電流分解成磁場(chǎng)電流和轉矩電流，分別進(jìn)行控制，同時(shí)將二者合成的電流供給電動(dòng)機，因此得到與直流電動(dòng)機相同的控制特性。采用這種控制方式，可以提供足夠的啟動(dòng)轉矩和充足的低速轉矩，特別適用于負荷變化較大的場(chǎng)合。但其運行條件有下列四方面的局限性：
●要求變頻器容量的余量一般要比電動(dòng)機容量大出一個(gè)等級；
●對電動(dòng)機的級數要求較多；
●只能用于單機運行；
●電動(dòng)機電源線(xiàn)的長(cháng)度不能過(guò)長(cháng)。當上述條件不能滿(mǎn)足時(shí)，就會(huì )帶來(lái)轉矩不足或電動(dòng)機轉速波動(dòng)等一系列問(wèn)題，所以除非是負荷變化較大的場(chǎng)合，否則推薦使用v/f控制方式。
(2) 變頻器的壓/頻(v/f)控制方式所謂壓/頻(v/f)，即電壓/頻率，就是指變頻器在控制可變范圍內的輸出電壓和輸出頻率的比率要保持協(xié)調�；最l率是電動(dòng)機恒轉矩特性運轉和恒功率特性運轉的分界點(diǎn)，因此可根據負載對轉矩、功率大小的要求來(lái)設定壓/頻控制方式及特性，從而達到所需控制目的。 3 調試時(shí)的注意事項 對變頻器進(jìn)行現場(chǎng)調試時(shí)，要注意下列事項：
(1)注意輸出頻率范圍的設定變頻器輸出頻率范圍的設定，亦就是變頻器輸出頻率的上、下限位值，其設置的目的是為了防止誤操作或外界頻率設定信號源出故障而引起輸出頻率過(guò)高或過(guò)低，以防止損壞機械設備。此設定一般以被控電動(dòng)機的最大轉速或經(jīng)驗值設定。
(2) 注意加速時(shí)間的設定加速時(shí)間即輸出頻率從零上升到最大頻率時(shí)所需要的時(shí)間，減速時(shí)間是指從最大頻率下降到零所需要的時(shí)間。常用頻率設定信號的上升、下降來(lái)確定加減速時(shí)間。在電動(dòng)機加速時(shí)限制頻率給定的上升率以防止過(guò)電流，減速時(shí)設定下降率防止過(guò)電壓。加速時(shí)間設定時(shí)還應注意將加速電流限制在變頻器過(guò)電流容量以下，防止變頻器過(guò)電流跳閘；減速時(shí)間設定時(shí)還應注意防止平滑電路的電壓過(guò)大，不使變頻器因再生過(guò)電壓失速而跳閘。加減速時(shí)間可根據負載計算，但是比較繁瑣，其簡(jiǎn)易方法為：根據負載大小，憑經(jīng)驗先設定較長(cháng)的加減速時(shí)間，然后通過(guò)運行觀(guān)察有否過(guò)流、過(guò)壓報警，逐漸縮短設定的時(shí)間，以運行中不發(fā)出報警為原則，重復操作，確定最佳值.
(3)注意電動(dòng)機保護功能的設定在實(shí)際工程中，應將電動(dòng)機的額定電流作為設定值，此值為電動(dòng)機過(guò)載的基準值。但應注意：用一臺變頻器控制多臺電動(dòng)機時(shí)，此功能設置無(wú)效。
(4)注意igbt關(guān)聯(lián)快速熔斷器的選定igbt是變頻器中最重要的器件，它是大功率場(chǎng)效應復合管，生產(chǎn)廠(chǎng)家對它采用半導體快速熔斷器進(jìn)行保護，其熔斷時(shí)間小于igbt的擊穿時(shí)間。如果它的性能改變，就會(huì )燒毀igbt，因此對快速熔斷器型號的選定至關(guān)重要。
(5)注意故障自動(dòng)復位次數及復位時(shí)間的設定這項設定很重要，在實(shí)際運行中，難免會(huì )有偶然出現的一些故障，但瞬間就能自動(dòng)克服，可保障變頻器平穩工作而無(wú)需尋找故障點(diǎn)。
4 結束語(yǔ)
文中對變頻器現場(chǎng)調試具體步驟、方法、技術(shù)、要點(diǎn)以及注意事項進(jìn)行了淺略的論述，雖然實(shí)際變頻器品種繁多，可能遇到的調試問(wèn)題亦舉不勝舉。但是變頻器的調試原理和相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)是大同小異的，這就是本文的意圖。
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