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变频调速器的功能与应用
发布时间：2013-07-24 07:53 来源：未知
变频调速器由于具有优良的调速性能、起动电流小、易于实现自动控制和显著的节电效果等优点，在水泥厂中应用越来越普及。广州市花都区东方红水泥厂应用变频调速器在鼓风机、引风机、抽水机、卸料机、破碎机、成球机、稳流机和微机配料等共有37台。其中变频器的种类有普侍、富士、三菱、三肯、日立和佳灵等牌子。众多种类的变频器，提供了多种可供选择、保护和显示功能。但是，如何充分发挥这些功能，合理使用变频器，仍是我们需要注意的问题。首先，在变频器接通电源前需要检查变频器的输入、输出端子是否按说明书要求接对，如果使用外接端子控制，则控制线路应按说明书要求确保无误。在通电前还应按生产负载要求进行必要的性能设定。
1 v／f类型的选择
v／f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。图l为V／f类型的选择示意图。图中最高频率变频器一电动机系统可能运行的最高频率，由于变频器的自身频率较高（可达400H：），应按电动机及其负载要求进行设定，一般不得超过电机铭牌上的额定频率�；酒德适潜淦灯鞫缘缍泻愎β士刂坪秃阕乜刂频姆纸缦�，应按电动机额定电压进行设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载还是变转矩负载。根据变频器使用说明书中的图和负载的特点，选择其中一种类型。
2如何调整起动转矩
调整起动转矩是为了改善变频器的低速性能，可设置加速期的附加电流，以保证连续起动，并克服粘滞效应。使电动机输出转矩能满足生产负载的要求。
在电动机起动低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通量将减小，进而减少了电动机的输出转矩，为此，在低频段要对电压进行适当的补偿以提升转矩（如图2）。有些变频器提供两种选择：自动转矩提升和手动设定转矩提升量。当电压补偿过大时，将会造成电动机磁路饱和，增加励磁电流，导致变频器过流而跳闸。当补偿不足时，电动机在额定频率下运行时，却得不到额定电压，使电动机的带负载能力减小。
3如何设定加减速时间
电机在加／减速时的加速度dw/dt取决于加速度转矩(Te - Tl)。而变频器在起动、制动过程中的频率变化率由用户设定的，若电机的转动或电机负载口变化时，有可能电机转速与变频器输出频率不协调。若起动过程中出现过流，则适当延长加速时间；若是在制动过程中出现过流，则适当延长减速时间。另一方面，加／减速时间不宜太长，时间太长影响生产效率，特别是频繁起动、制动时尤为明显。
4参数自动调整
我广使用的变频器大部分是进口货，而电机却是国产的，在采用开环V／f控制时，电机和变频器不配套矛盾并不突出，具有矢量控制功能的变频器性能依赖于电机参数的准确性，均要使用配套的电机并在现场进行必要的调试，我厂有些变频器在使用矢量控制时，可以利用变频器参数自动调整功能对电机参数进行调试。
5频率跳跃
V／f控制的变频器驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速中出现过电流�；な沟玫缁荒苷Ｆ舳�。我们利用变频器跳跃功能，根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳跃频率和跳跃频率宽度。如图3所示，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。
6制动电阻的选择
小容量的变频器中带有制动电阻，大容量的制动电阻通常由用户根据负载的性质和大小，负载周期等因素进行选配，制动电阻的大小决定于制动电流的大小，制动电阻的功率将影响制动速度。制动电阻的功率是按短时工作制标定的。当电机以4象限运行时，要考虑各种工况下制动能量的需求选择制动电阻。
7 电子热继电器�；ど瓒�
使用变频器给电动机供电时，可在软件中设置热继电器�；すδ�。对逆变器的输出电流在定间隔内积分处理，其积分值反映电机发热的积累效应。当积分值超过一定值后，逆变器的保护功能开始作用，从而代替电动机的热继电器。我们可以选择和调节电子热继电器特性和门限调节电子热继电器门限。如图4所示。
当变频器的输出电流超过变频器的容许电流时，变频器的过流�；�；l寻切断变频器的输出，因此，变频器的电子热继电器的门限最大值不超过变频器的最大容许输出电流。
但是，在下述情况下仍需在变频器和电动机之间安装热继电器。
(1)电动机的容量过小，已经超出变频器的电子热继电器的保护范围；
(2)当使用一台变频器驱动多台电动机时，变频器不能对每台电动机提供保护。
8直流制动
当需要电动机制动或停止时，可以采取直流制动。它的基本原理是通过逆变器的开关器件由变频器的直流侧电源在电动机绕组施加脉冲直流电压，从而产生制动转矩。在使用变频器制动功能时，可以调整的设定值包括制动运行频率，制动持续时间、制动强度（制动直流电压）。当制动强度过大日寸，将会造成电流跳闸，此时应适当减少制动强度。
图5为直流制动示意图，(a)为电动机停止期间直流制动，它可以实现电机的定位控制。(b)为电动机起动前的直流制动，它可以使电动机由静止状态开始起动。
9变频器和工频电源的切换
我厂有些变频器装有和工频电源切换的装置，当变频器出现故障时，自动切换工频电源供电动机运行而不影响生产�？砂赐�6所示两个接触器进行切换。为防止变频器倒送电，两个接触器不可同时处于接通状态，为此，两个接触器的控制信号应有一定的互锁时间。
10 变频器的输出频率上、下限设定
为防止现场人员的误操作，避免造成电机运转频率过低产生过热现象，或者因为速度太高造成机械磨损等故障，设置变频器输出频率上、下限，将电动机的转速控制在一定的范围以满足生产工艺负载的需要。
11变频器的�；�
由于设置不当，负载的变化、外界运行条件的改变以及变频器元件的损坏等因素都有可能造成变频器故障，当变频器出现故障或非正常运行时，变频器必有快捷可靠的�；ぁ�
11.1过电流�；�
当变频器输出侧发生短路成电动机堵转时，变频器将流过很大的电流，从而造成电力半导体器件的损坏。为了防止过电流，变频器设置有过电流�；さ缏�，从硬件和软件两个方面来实现。由于软件处理时受到采样时间和微处理速度限制，对某些快速变化的过电流不能�；ぁＵ庵智榭鱿鲁Ｓ糜布缏方斜；�。它在不经过CPU的处理，封锁驱动电路实现对变频器的快速�；ぁ５庇布；さ缏范魇保垢鳦PU发出中断信号，CPU据此进行相应的处理。
11.2过载�；�
变频器采用微处理器作为主控制单元，很方便地实现热继电器的的反时限�；ぬ匦浴Ｍü觳馐涑龅缌鞑⒑痛嬷谋；ぬ匦运范ǖ牡缌鹘斜冉�，当变频器的输出电流大于过载电流时，微处理器按反时限特性的要求进行必要计算，变频器继续运行；当过载持续时间超过反时限特性所决定的时间时，变频器：1寻停止工作：如果在允许的时间之前，过载情况已经消失，变频器恢复正常运行。
11.3制动电阻过载�；�
当制动电阻工作时间过长，再生制动电阻将停止工作，由此过电压保护起作用，从而使变频器停止工作。
11.4过电压保护
当电动机减速或制动时，电动机将通过变频器的作用，使变频器直流侧电压升高，图7示出过电压�；さ拇砟Ｊ�。
当变频器的电压超过定数值后，直流制动电压开始再生制动，电动机继续减速：当直流电压继续升高超过一定数值后，直流制动电路所消耗的能量已不足以平衡电动机减速所释放的功能，如果继续减速有可能造成电压进一步升高，为此，变频器将停止减速。如果直流电压超过�；さ缪怪�，变频器将切断输出电流，电动机自由停车。当减速时间设定太短时，容易发生直流过电压。适当延长制动时间可以避免大惯量负载减速时出现的过电压，
11.5反接�；�
随着水泥厂推广使用变频器，非专业人员安装，操作变频器十分普通，反接故障常有发生，直接导致变频器损坏，例如我厂普经有一台三恳MF-16K变频器就是因为维修工反接而烧坏的。由于受到主回路的限制，绝大多数变频器对反接�；の弈芪�。
具有反接�；さ谋淦灯鳎低成系绾�，CPU首先执行一段“反接保护”程度，根据检测的异步电动机定子的电压频率，进行相应的处理，或者使系统正常运行或者进行反接�；ご�，禁止变频器运行，并给出反接状态提示。
11.6变频器除提供以上�；ね�
还提供欠压�；ぃ珻PU故障�；�，电源掉电重合闸�；�，电重合闸�；ひ约巴獠刻⒈；さ�。
当变频器的输入电压低于额定电压的75%~80%时，由于变频器不能为电动机提供足够的电磁转矩，电动机的发热严重，变频器将停止工作。
如果外部干扰使CPU或EEPROM发生非正常运行，变频器也将停止工作。变频器在运行中瞬时停电复电时，如果变频器提供瞬时断电重合闸功能，那么变频器可以继续运行。但考虑到断电后控制电路维持供电时间不一致，主电路复电时控制电路仍在工作。此时不希望变频器的主电路继续运行，变频器仍处于停止运行。图8是这种)青况的变频器接线及信号时序图。
当变频器外部发生故障时，变频器应具备协调处理功能，使变频器停止工作。
有些故障是短时出现的，例如由于电源质量造成的短路时过电压或欠电压等，在电源电压恢复正常时变频器可以恢复正常运行：有些故障是永久的，如功率�？樗鸹担Σ槌龉收显⒓右愿�，变频器才能恢复正常运行；有些故障是变频器参数设置不合理造成的，需要根据运行条件重新设定。
12结束语
(1)水泥厂使用变频器的工作条件较差：粉尘较大、振动大、机械起动电压波动大。要经常清洁保养和改善工作环境，减少外界因素对变频器运行的影响。
(2)运行人员要掌握好变频器的功能，只有根据生产工艺负载的需要，用好变频器的功能，才能充分发挥变频器的作用，为水泥企业创造更多的经济效益和社会效益。
