0 导言
近十多年来,跟着大规模集成电路、核算机操控技能以及现代操控理论的开展,特别是矢量操控技能的运用,使得沟通变频调速技能逐渐具有了宽调速规模、高稳速精度、快动态呼应,以及在四象限作可逆作业等杰出的技能功用,调速特性可与直流电力拖动相媲美。在沟通调速技能中,由于变频调速的调速功用与可靠性在不断完善,价格也在不断下降,特别是它的节电作用显着,完成变频调速极为便利,因而,在全部需求速度操控的场合,变频器以其操作便利、体积小、操控功用高而取得广泛的运用。变频器在运用中呈现的一些问题大多情况下都是由于变频器参数设置不妥引起的。西门子Micromaster 440变频器可设置的参数有几千个,只要体系适宜、精确地设置参数才干充分利用变频器功用[1]。
1 操控办法挑选
变频器操控办法的挑选由负荷的力矩特性决议,电动机的机械负载转矩特性
P= Tn/ 9 550 (1)
式中:P为电动机功率(kW);
T为转矩(N·m);
n为转速(r/ min)。
转矩T与转速n的联系依据负载品种大体可分为3种[2]。
1)即便速度改变,转矩也不太改变的恒转矩负载,此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机、罗茨风机等。
2)跟着转速的下降,转矩按转速的平方减小的负载,此类负载如风机、各种液体泵等。
3)转速越高,转矩越小的恒功率负载,此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。
变频器供给的操控办法有V/f操控、矢量操控、力矩操控。V/f操控中有线性V/f操控、抛物线特性V/f操控。将变频器参数P1300设为0,变频器作业于线性V/f操控办法,将使调速时的磁通与励磁电流根本不变。适用于作业转速不在低频段的一般恒转矩调速目标。
将P1300设为2,变频器作业于抛物线特性V/f操控办法,这种办法适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率N 近似地与转速n 的三次方成正比。
其转矩M近似地与转速n的平方成正比。关于这种负载,假如变频器的V/f特性是线性联系,则低速时电机的可用转矩远大于负载转矩,然后形成功率因数和功率的严峻下降。为了习惯这种负载的需求,使电压跟着输出频率的减小以平方联系减小,然后减小电机的磁通和励磁电流,使功率因数保持在恰当的规模内。
能够进一步经过设置参数使V/f 操控曲线适宜负载特性。将P1312在0至250之间设置适宜的值,具有起动进步功用。将低频时的输出电压相关于线性的V/f 曲线作恰当的进步以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题,适用于大起动转矩的调速目标。
变频器V/f 操控办法驱动电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振动,严峻时体系无法作业,甚至在加快过程中呈现过电流维护,使得电机不能正常发动,这在电机轻载或转矩惯量较小时更为严峻。能够依据体系呈现振动的频率点,在V/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度,当电机加快时能够主动越过这些频率段,确保体系能够正常作业。从P1091 至P1094 能够设定4 个不同的跳转点,设置P1101确认跳转频带宽度。
有些负载在特定的频率下需求电机供给特定的转矩,用可编程的V/f操控对应设置变频器参数即可得到所需操控曲线。设置P1320、P1322、P1324 确认可编程的V/f特性频率坐标,对应的P1321、P1323、P1325为可编程的V/f特性电压坐标。
参数P1300设置为20,变频器作业于矢量操控。
这种操控相对完善,调速规模宽,低速规模起动力矩高,精度高达0.01%,呼应很快,高精度调速都选用矢量操控SVPWM。
参数P1300设置为22,变频器作业于矢量转矩操控。这种操控办法是现在国际上最先进的操控办法,其他办法是模仿直流电动机的参数,进行保角改换而进行调理操控的,矢量转矩操控是直接取沟通电动机参数进行操控,操控简略,精确度高。
2 快速调试
在运用变频器驱动电机前,有必要进行快速调试。
参数P0010设为1、P3900设为1,变频器进行快速调试。快速调试完成后,进行了必要的电动机数据的核算,并将其它一切的参数康复到它们的默认设置值。
在矢量或转矩操控办法下,为了正确地完成操控,非常重要的一点是,有必要正确地向变频器输入电动机的数据,并且,电动机数据的主动检测参数P1910有必要在电动机处于常温时进行。当使能这一功用(P1910 =1)时,会发生一个报警信号A0541,给予正告,在接着宣布ON 指令时,当即开端对电动机参数的主动检测。
3 加减速时刻调整
加快时刻便是输出频率从0 上升到最大频率所需时刻,减速时刻是指从最大频率下降到0 所需时刻。加快时刻和减速时刻挑选的合理与否对电机的起动、中止作业及调速体系的呼应速度都有严重的影响。加快时刻设置的束缚是将电流束缚在过电流规模内,不该使过电流维护设备动作。电机在减速作业期间,变频器将处于再生发电制动状况。传动体系中所贮存的机械能转换为电能并经过逆变器将电能回馈到直流侧。回馈的电能将导致中心回路的储能电容器两头电压上升。因而,减速时刻设置的束缚是避免直流回路电压过高。加减速时刻核算公式为
ta=(JM+JL)n/9.56(TMA-TL) (加快时刻) (2)
tb=(JM+JL)n/9.56(TMB-TL) (减速时刻) (3)
式中:JM为电机的惯量;
JL为负载惯量;
n为额外转速;
TMA为电机驱动转矩;
TMB为电机制动转矩;
TL为负载转矩。
加减速时刻可依据公式算出来,也可用简易实验办法确认[3]。首要,使拖动体系以额外转速作业(工频作业),然后堵截电源,使拖动体系处于自在制动状况,用秒表核算其转速从额外转速下降到中止所需求的时刻。加减速时刻可首要按自在制动时刻的1/2到1/3进行预置。经过起、停电动机调查有无过电流、过电压报警,调整加减速时刻设定值,以作业中不发生报警为准则,重复操作几回,便可确认出最佳加减速时刻。
4 转动惯量设置
电机与负载转动惯量的设置往往被忽视,一般以为只需加减速时刻的正确设置就能够确保体系正常作业[4]。其实,转动惯量设置不妥会使得体系振动,调速精度也受到影响。转动惯量公式为
J=T/(d棕/dt) (4)
电机与负载转动惯量的取得办法相同,让变频器作业频率在适宜的值,5 至10 Hz。分别让电机空载和带载作业,读出参数r0333(额外转矩)和r0345(电动机的起动时刻),再将变频器作业频率换算成对应的角速度,代入公式(4)核算得电机与负载转动惯量。设置参数P0341(电动机的惯量)与参数P0342(驱动设备总惯量/电动机惯量的比值),这样变频器就能更好的调速。
5 结语
变频器的品牌愈来愈多,功用也不断完善和加强。怎么正确地设置参数,关于正确运用变频器和发挥其最佳功用是十分重要的。本文关于运用西门子Micromaster 440 变频器进行调速时的参数设置给出了参阅。