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变频器的配置参数颇为繁杂,每个参数都有其特定的可选区间。在实际应用中,有时由于某些参数的不当配置,会导致变频器运行异常。因此,对变频器进行调试的首要任务,就是确保所有参数得到正确的设置。为了协助大家更好地完成这一任务,我们总结了16个基础的变频器参数配置方法,以供各位在设定相关参数时作为参考。

 

1、控制方式


控制方式多样,包括速度控制、转矩控制、PID控制等。选定控制方式后,通常需要基于期望的控制精度进行静态或动态的辨识,以优化系统性能,确保变频器能够精确、稳定地运行。

在速度控制模式下,变频器会根据设定的速度值来调节电机的转速;而在转矩控制模式下,它则着重于保持电机的输出转矩恒定。PID控制则是一种更为复杂的控制策略,它通过不断比较实际输出与期望输出,自动调整控制参数,以实现更精确的控制。

选择适当的控制方式后,进一步的辨识过程也至关重要。静态辨识通常是在系统静止状态下进行的,用于确定系统的基础参数;而动态辨识则是在系统运行过程中进行,以获取更真实的系统特性。这些辨识过程有助于更准确地设定变频器的参数,提高控制精度,确保系统的稳定运行。

 

2、最低运行频率

 

最低运行频率是指电机能够持续稳定运行的最小转速。当电机长时间以极低的转速运转时,其散热性能会受到严重影响,可能导致电机内部温度升高,甚至引发烧毁的风险。此外,在低速状态下,电缆中的电流也会相应增大,从而产生过多的热量,同样会导致电缆发热。因此,在设定变频器的最低运行频率时,需要综合考虑电机的散热性能和电缆的承载能力,确保电机和电缆都能在安全、稳定的条件下运行。

 

3、最高运行频率

 

最高运行频率是指变频器所能驱动电机达到的最高转速,这一参数在变频器设定中至关重要。对于一般的变频器而言,其最大频率通常可以达到60Hz,甚至有的高性能变频器可以达到400Hz。然而,需要注意的是,高频率运行会使电机以极高的速度运转,这对于普通电机来说是一个挑战。

在超过额定转速长时间运行时,电机的轴承可能会受到过度的磨损,同时电机的转子也可能无法承受由此产生的高离心力,这可能导致电机的损坏甚至烧毁。因此,在设定变频器的最高运行频率时,必须综合考虑电机的性能和使用条件,确保电机能够在安全、稳定的范围内运行。


4、载波频率

 

载波频率的设定与变频器及系统组件的发热情况紧密相关。当载波频率设置得较高时,会产生更多的高次谐波分量,这些谐波分量不仅影响电缆的传输效率,还可能加剧电机、电缆以及变频器自身的发热情况。特别是在电缆长度较长的情况下,这种影响更为显著,因为电缆的电阻会随着长度的增加而增大,从而导致更多的能量以热能的形式散失。

因此,在设定载波频率时,需要综合考虑系统的实际情况,包括电缆的长度、电机的散热性能以及变频器的热负荷等因素。通过合理的设定,可以在保证系统正常运行的同时,有效减少不必要的热损失,提高整个系统的运行效率。

 

5、电机参数

 

在变频器的参数设置中,电机的各项关键指标,如功率、电流、电压、转速以及最大频率等,都是不可或缺的元素。为了确保这些参数的准确性,我们可以直接参考电机铭牌上提供的信息。电机铭牌通常详细列出了电机的各项规格和特性,包括额定功率、额定电流、额定电压、额定转速以及最大频率等,为变频器的参数设置提供了可靠的依据。

通过合理设定这些参数,变频器能够更精准地控制电机的运行,实现高效、稳定的运行效果。同时,这也有助于保护电机免受因参数设置不当而引起的损害,延长电机的使用寿命。因此,在设定变频器参数时,务必确保电机参数的准确性和完整性,以确保整个系统的正常运行和安全性。

 

6、跳频

 

在某些特定的频率点上,系统或设备可能会出现共振现象,这种情况尤其在整体装置较高时更为显著。同样,在控制压缩机时,需要特别注意避免其达到喘振点,因为喘振会对压缩机的稳定运行造成严重影响。因此,在设定变频器参数时,需要实施跳频策略,即在这些敏感频率点周围设置一定的跳频范围,使系统能够自动避开这些可能导致共振或喘振的频率,从而确保设备和系统的稳定运行。这一策略的应用对于提高设备的运行效率和延长使用寿命具有重要意义。

 

7、加减速时间

 

加速时间和减速时间是变频器控制中非常重要的参数。加速时间是指输出频率从0上升到最大频率所需的时间,而减速时间则是从最大频率下降到0所需的时间。这两个时间的设定通常是通过频率设定信号的上升和下降来确定的。

在电动机加速过程中,为了避免过电流的发生,需要限制频率设定的上升率。过电流可能会导致设备损坏或变频器跳闸。因此,加速时间的设定应确保加速电流不超过变频器的过电流容量。

同样,在减速过程中,为了防止平滑电路电压过大,需要限制频率设定的下降率。如果电压过高,可能会导致再生过压失速,进而使变频器跳闸。因此,减速时间的设定应确保电压在可控范围内。

为了确定最佳的加减速时间,可以根据负载进行计算。但在实际调试中,通常会先设定一个相对较长的加减速时间,然后通过观察电动机的启动和停止过程,检查是否有过电流或过电压的报警。如果没有报警,可以逐渐缩短加减速时间,重复这个过程几次,直到找到既不会导致报警又能满足实际需求的最佳加减速时间。

通过这种方式,可以确保变频器在实际应用中既能保证电机的稳定运行,又能有效防止各种潜在的故障。

 

8、转矩提升

 

转矩提升,也被称为转矩补偿,是一种针对电动机低速时转矩降低问题的补偿方法。其核心原理是通过增大低频率范围内的f/V(频率与电压之比)来补偿因电动机定子绕组电阻引起的转矩降低。当设定为自动模式时,系统会在加速过程中自动提升电压,以补偿起动转矩,确保电动机的顺利加速。

另一方面,如果采用手动补偿方式,需要根据负载特性,特别是负载的起动特性,通过试验来选择最佳的补偿曲线。这种手动调整的方式可以更加精确地适应不同的负载情况,以达到最佳的补偿效果。

需要注意的是,对于变转矩负载(如风机、泵类负载),转矩提升参数的设置尤为关键。如果参数设置不当,可能会导致低速时输出电压过高,这不仅会浪费电能,还可能出现电动机带负载起动时电流大、转速无法提升的问题。因此,在实际应用中,需要根据具体的负载特性和电动机性能来合理设置转矩提升参数,以确保电动机的正常运行和高效性能。

此外,转矩补偿技术在日常生活和各个行业中都有广泛的应用。例如,在电动机的运行中,通过转矩补偿技术可以有效地减小转矩波动,提高电动机的运行效率和稳定性;在汽车发动机的工作过程中,转矩补偿技术可以实现转矩的补偿,提高汽车发动机的性能和燃油经济性;在风力发电机和空调压缩机的运行中,转矩补偿技术同样可以发挥重要作用,提高设备的效率和可靠性。

综上所述,转矩提升作为一种有效的补偿方法,在电动机控制和优化中起着重要作用。通过合理的参数设置和应用,可以实现电动机的高效、稳定运行,满足不同负载条件下的需求。

 

9、电子热过载保护

 

电子热过载保护是一种重要的电动机保护措施,旨在防止电动机因过热而受损。该功能通过变频器内部的CPU来监测和计算电动机的运转电流和频率,从而估算出电动机的温升情况,并在必要时采取过热保护措施。

具体来说,电子热过载保护的工作原理是基于电动机的额定电流与变频器额定输出电流之间的比例关系。通过设定一个百分比值,即电子热保护设定值,可以对电动机的过热情况进行精确控制。这个设定值是通过将电动机的额定电流除以变频器的额定输出电流,并乘以100%来计算的。

在“一拖一”的应用场合中,即一个变频器驱动一个电动机的情况下,电子热过载保护功能可以直接应用于该电动机,有效地保护其免受过热损害。然而,在“一拖多”的应用场合中,即一个变频器需要驱动多个电动机时,情况就变得复杂了。由于变频器无法直接监测每个电动机的过热情况,因此在这种情况下,应在各台电动机上分别加装热继电器,以实现对每个电动机的独立过热保护。

热继电器是一种利用热效应进行工作的电器元件,当电动机的电流超过其额定值时,热继电器内部的热元件会发热并弯曲,从而触发保护动作,切断电路,保护电动机免受进一步损害。

综上所述,电子热过载保护是一种高效且灵活的电动机保护措施,可以根据不同的应用场合和需求进行配置和调整。通过合理设置电子热保护设定值,并结合热继电器的使用,可以有效地保护电动机免受过热损害,延长其使用寿命,提高系统的可靠性和安全性。

 

10、频率限制

 

频率限制是变频器的一个重要功能,它用于设定变频器输出频率的上限和下限幅值。这一功能的设置主要是出于两方面的考虑:一是防止因误操作或外接频率设定信号源出现故障而导致的输出频率过高或过低,从而保护设备免受损坏;二是根据实际应用需求,对设备的运行速度进行限制或调整。

在实际应用中,根据具体情况设定合适的频率限制值是非常重要的。例如,在某些皮带输送机的应用中,由于输送物料量不大,为了减少机械和皮带的磨损,可以采用变频器驱动,并通过设定变频器的上限频率来限制皮带输送机的运行速度。这样,皮带输送机就可以以一个固定且较低的工作速度运行,既满足了输送需求,又延长了设备的使用寿命。

此外,频率限制功能还可以用于实现其他控制需求。例如,在某些需要精确控制速度的应用中,可以通过设定变频器的输出频率范围来实现对设备速度的精确控制。

需要注意的是,在设定频率限制值时,应考虑到设备的实际运行情况和需求,避免设定值过高或过低而影响设备的正常运行和使用效果。同时,也应定期检查和维护变频器,确保其正常运行和频率限制功能的有效性。


11、偏置频率

 

偏置频率,也被称为偏差频率或频率偏差设定,是变频器中的一个重要功能。当变频器的频率由外部模拟信号(如电压或电流)进行设定时,偏置频率用于调整频率设定信号最低时输出频率的高低。这个功能在调试过程中特别有用,尤其是在需要精确控制变频器输出频率的场合。

在实际应用中,有时会遇到这样的情况:当频率设定信号为0%时,变频器的输出频率并不为0Hz,而是为某一特定的频率值。这时,就可以通过设定偏置频率来解决这个问题。具体来说,如果变频器的输出频率为xHz,那么将偏置频率设定为负的xHz,就可以使变频器的输出频率回到0Hz。

此外,一些变频器还允许对偏置极性进行设定,这提供了更灵活的控制方式。需要注意的是,偏置频率的设定值需要根据实际情况来确定,以确保变频器的输出频率符合应用需求。

 

12、频率设定信号增益

 

频率设定信号增益是变频器的一个重要功能,主要用于在使用外部模拟信号设定频率时,弥补外部设定信号电压与变频器内部标准电压(通常为+10V)之间的差异。这种差异可能导致实际输出频率与期望频率之间存在偏差,而频率设定信号增益功能正是为了解决这个问题而设计的。

当使用外部模拟信号(如电压或电流信号)来设定变频器的输出频率时,由于外部信号源与变频器内部电路之间的电压标准可能不同,就需要通过调整增益来确保准确的频率输出。通过设定合适的增益值,可以使外部模拟信号与变频器的输出频率之间建立正确的对应关系。

在设定频率设定信号增益时,通常需要考虑模拟输入信号的最大值。例如,当模拟输入信号达到最大值(如10V、5V或20mA)时,可以通过计算可输出的频率百分数来确定增益值。这个频率百分数实际上反映了外部模拟信号与输出频率之间的比例关系。

以一个具体的例子来说明,假设变频器的电压给定信号端要求的输入范围是0~10V,对应的输出频率应为0~50Hz。但是,如果外部设定信号只有0~5V的范围,那么为了保持变频器的输出频率为0~50Hz,就需要将频率设定信号增益设定为200%。这样,当外部信号为5V时,变频器能够正确地解释为最高输出频率50Hz,从而实现了信号与频率的正确匹配。

需要注意的是,频率设定信号增益的设定应根据具体的变频器型号和外部信号源的特性来进行,以确保准确性和可靠性。不当的增益设定可能导致输出频率不准确,甚至可能对设备造成损害。因此,在进行设定时,应仔细阅读变频器的使用手册,并遵循相关的操作指南。

13、转矩限制

 

转矩限制是变频器控制中的一个重要功能,它主要分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。这个功能主要是根据变频器的输出电压和电流值,通过CPU进行转矩计算,从而实现对电动机在加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性的显著改善。

驱动转矩限制功能提供了强大的起动转矩,确保电动机在启动阶段能够顺利启动。在稳态运转时,这个功能会控制电动机的转差,将电动机的转矩限制在预设的最大值内。当负载转矩突然增大时,或者加速时间设定过短时,驱动转矩限制功能能够防止变频器因过载而跳闸,确保电动机的稳定运行。

制动转矩限制功能则主要关注电动机的减速过程。当制动转矩设定数值较小时,制动力会较大,适用于需要急加减速的场合。然而,如果制动转矩设定数值过大,可能会导致过电压报警现象。当制动转矩设定为0%时,电动机在减速时可以不使用制动电阻就能减速至停转,但在某些负载上,这可能会导致短暂空转现象,引起变频器反复启动,电流大幅度波动,严重时甚至会导致变频器跳闸。

 

14、加减速模式选择

 

加减速模式选择,也称为加减速曲线选择,是变频器控制中的一个重要参数设置。它决定了电动机在加速和减速过程中的速度变化特性,对于确保设备的稳定运行和延长使用寿命具有重要意义。

一般来说,变频器提供了线性、非线性和S形三种加减速曲线供用户选择。线性曲线是最简单的一种,其加速和减速过程的速度变化是恒定的,适用于大多数恒转矩负载。非线性曲线则适用于变转矩负载,如风机等,这类负载在加速和减速过程中需要不同的转矩变化,以匹配负载的实际需求。S形曲线则更加平滑,其加减速变化较为缓慢,适用于一些对速度变化敏感的应用,如精密机械等。

在选择加减速曲线时,需要根据负载的转矩特性和实际需求进行综合考虑。例如,在调试锅炉引风机的变频器时,可能会遇到由于烟道烟气流动导致的自行转动和反转问题。在这种情况下,选择S形曲线可以使得电动机在起动时的频率上升速度较慢,从而避免变频器因过载而跳闸。

需要注意的是,虽然加减速曲线的选择对于变频器的运行性能有很大影响,但并不是唯一的决定因素。在实际应用中,还需要结合其他参数设置和调试经验,综合考虑各种因素,以达到最佳的运行效果。

此外,对于一些具有特殊需求的负载,可能还需要采用一些特殊的控制策略或算法,以实现更加精准和高效的控制。例如,一些高端变频器支持自定义加减速曲线,用户可以根据自己的需求来设置加减速过程的速度变化特性,以满足特定应用场景的需求。

 

15、转矩矢量

 

转矩矢量控制是一种高效的电机控制技术,它基于一个理论前提:异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。这种控制方式的核心思想是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流,并分别进行控制。随后,将这两部分电流合成,并将合成后的定子电流输出给电动机。通过这种方式,从原理上,转矩矢量控制可以实现与直流电动机相似的控制性能。

在实际应用中,转矩矢量控制功能使得电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩,特别是在电动机的低速运行区域。此外,它还可以提高电动机的动态响应和稳定性,从而实现更高的运行效率和能源利用率。因此,转矩矢量控制特别适用于需要高精度控制的应用领域,如机床、印刷机和纺织机械等。

现代的变频器大多采用无反馈矢量控制。这种控制方式能根据负载电流的大小和相位进行转差补偿,从而使电动机具有出色的力学特性。对于大多数应用场合,这种无反馈矢量控制已经能够满足需求,无需在变频器的外部设置速度反馈电路。

与转矩矢量控制相关的功能之一是转差补偿控制。它的主要作用是补偿由负载波动引起的速度偏差。通过添加与负载电流相对应的转差频率,可以进一步提高电动机的控制精度和稳定性。这一功能在定位控制等需要精确速度控制的场合尤为重要。

 

16、节能控制

 

节能控制是变频器设计中一个非常重要的方面,特别是在风机和水泵等减转矩负载的应用中。这些负载的特点是随着转速的下降,负载转矩与转速的平方成比例减小。具有节能控制功能的变频器为此类负载设计了专用的V/f(电压/频率)模式。

在这种模式下,变频器能够根据电动机的负载电流自动调整输出电压,从而优化电动机的运行效率,并达到节能的目的。用户可以根据实际运行情况选择启用或禁用此功能。

然而,在实际应用中,有些用户可能会遇到一些问题,如在设备改造过程中启用某些参数(如电子热过载保护和频率限制)后导致变频器频繁跳闸。这可能是由于以下原因:

①原用电动机的参数与变频器要求配用的电动机参数相差太大。这种情况下,需要对电动机参数进行适当的调整或更换合适的电动机。

②对设定参数功能了解不够。例如,节能控制功能通常只适用于V/f控制方式,而不适用于矢量控制方式。如果用户错误地在矢量控制模式下启用了节能控制功能,可能会导致问题。

③启用了矢量控制方式,但没有正确进行电动机参数的手动设定和自动读取工作,或读取方法不当。矢量控制需要精确的电动机参数来实现最佳的性能和稳定性。如果用户没有正确设置这些参数,可能会导致变频器运行不稳定。

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