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一．基本原理：目前使用較多的是“交—直—交”變頻,，將50Hz交流整流為直流電，再由三相逆變器將直流逆變?yōu)轭l率可調(diào)的三相交流供給鼠籠電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速,。
二,、實(shí)際運(yùn)用分析
1.變頻調(diào)速實(shí)行工藝過程控制，由于生產(chǎn)流程和工藝條件的復(fù)雜性,；不通過實(shí)踐有些問題不被人們認(rèn)識,，只有通過實(shí)踐才能找出解決這此問題方法和途徑。
在閉環(huán)控制回路中,，變頻器作用類似風(fēng)開式調(diào)節(jié)閥,，對于實(shí)用風(fēng)關(guān)式調(diào)節(jié)閥控制回路需在變頻器上設(shè)定最低下降頻率，當(dāng)儀表裝置故障時(shí)變頻器輸出最低頻率,，保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),，維持工藝流程最低安全量，不至于生產(chǎn)中斷,。變頻器下限頻率設(shè)定必須通過實(shí)際測試,，不能隨意變動(dòng)。就拿 P6101A脫丙烷塔進(jìn)料泵來說,，當(dāng)時(shí)調(diào)試時(shí)當(dāng)儀表信號4AM時(shí),，變頻器輸出頻率10Hz，此時(shí)根本達(dá)不到工藝需要流量,，通過儀表,、電氣專業(yè)人員多測試設(shè)定4MA信號輸出23Hz能達(dá)到最低安全量,，故23Hz便沒定為法定下限參數(shù)，這樣既可保證工藝安全運(yùn)行又有27Hz的頻率調(diào)節(jié)范圍,。完全達(dá)到變頻調(diào)節(jié)目的,。
2.機(jī)泵有多條支路情況是變頻調(diào)速閉環(huán)控制難點(diǎn)。這里考慮因素很多,，情況也千差萬別,，選定控制方案要進(jìn)行縝密分析和細(xì)致比較，否則會(huì)造成項(xiàng)目失敗,。一般情況下多條支路流量壓力差別較大時(shí),，選擇流量大或壓力高的支路作為調(diào)節(jié)參數(shù)，控制變頻器,，其它支路采用調(diào)節(jié)閥,，當(dāng)量上的支路控制參數(shù)發(fā)生變化或擾動(dòng)所需調(diào)節(jié)量很小，不致于對量的支路造成影響,，而量大的支路,，控制參數(shù)變化所需的調(diào)節(jié)量，能滿足小支路的調(diào)節(jié),，最終達(dá)到平衡,。
3.所有變頻器均安裝在配電柜機(jī)，安全起見,，均加有旁路接觸器,，當(dāng)變頻調(diào)速裝置出現(xiàn)故障時(shí)，電機(jī)可以自動(dòng)切換到旁路正常運(yùn)行,，這一點(diǎn)是很重要的,，因?yàn)樽冾l器的許多操作情況我們不很熟悉一旦出故障便失去調(diào)節(jié)手段。
二. 變頻器基本參數(shù)的調(diào)試
變頻器功能參數(shù)很多,，一般都有數(shù)十甚至上百個(gè)參數(shù)供用戶選擇,。實(shí)際應(yīng)用中，沒必要對每一參數(shù)都進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試,，多數(shù)只要采用出廠設(shè)定值即可,。
一 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)定信號上升,、下降來確定加減速時(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電流,，減速時(shí)則限制下降率以防止過電壓,。
加速時(shí)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(shí)間設(shè)定要點(diǎn)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(shí)間可根據(jù)負(fù)載計(jì)算出來，但在調(diào)試中常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先設(shè)定較長加減速時(shí)間,，通過起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無過電流,、過電壓報(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。
二 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，通過試驗(yàn)可選出較佳曲線,。對于變轉(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。
三 電子熱過載保護(hù)
本功能為保護(hù)電動(dòng)機(jī)過熱而設(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)行過熱保護(hù)。本功能只適用于“一拖一”場合,，而在“一拖多”時(shí),，則應(yīng)在各臺電動(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%,。
四 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(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,。
五 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(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,。
六 頻率設(shè)定信號增益
此功能僅在用外部模擬信號設(shè)定頻率時(shí)才有效,。它是用來彌補(bǔ)外部設(shè)定信號電壓與變頻器內(nèi)電壓(+10v)的不一致問題；同時(shí)方便模擬設(shè)定信號電壓的選擇,，設(shè)定時(shí),，當(dāng)模擬輸入信號為最大時(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)定信號為0～5v時(shí)，若變頻器輸出頻率為0～50Hz,，則將增益信號設(shè)定為200%即可,。
七 轉(zhuǎn)矩限制
可分為驅(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)定過短時(shí),，也不會(huì)引起變頻器跳閘。在加速時(shí)間設(shè)定過短時(shí),，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會(huì)超過最大設(shè)定值,。驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大對起動(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，適合急加減速的場合,，如制動(dòng)轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值設(shè)置過大會(huì)出現(xiàn)過壓報(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,。
八 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)整改變許多參數(shù)無效果,，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)然這是針對沒有起動(dòng)直流制動(dòng)功能的變頻器所采用的方法,。
九 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(shí)際情況在有效和無效中選擇一項(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,。
十 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)置為有效或無效,。
要說明的是,，九、十這兩個(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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發(fā)表于 2007-2-23 20:25:25
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發(fā)表于 2007-2-23 22:32:15
