变频器的功能参数种类繁多,通常包含数十到上百个参数供用户选择。在实际应用过程中,用户不必对每一个参数都进行设置和调试,大多数情况下使用默认的出厂设置即可。某些参数与具体的使用场景密切相关,且有些参数之间还存在相互依赖的关系,因此必须根据实际需求对其进行调节和优化。
不同类型的变频器在功能设计上可能会有所差异,而同一功能参数的名称也往往不同。为了便于理解,本文将以富士变频器为例,介绍一些常见的基本参数设置。由于这些基本参数在大多数变频器中都有类似的存在,因此掌握了这些基本概念,其他类型的变频器也能轻松应对。
加速与减速时间设置
加速时间指的是电动机从0到最大输出频率所需的时间,而减速时间则是从最大频率降至0所需的时间。加速和减速时间的设定对于电动机的稳定运行至关重要,过快的加速或减速可能会导致过电流或过电压现象,进而触发变频器的保护功能。
在加速过程中,为避免因频率上升过快而导致电动机过电流,需限制频率设定信号的上升速率;而在减速过程中,同样要控制频率下降的速率,以避免因电压过大而引发再生过压保护。在实际设置时,通常依据负载情况和经验,初步设定较长的加减速时间,并通过观察电动机启动和停机过程中的报警信息来逐步调整,直到确定最佳的加减速时间。
转矩补偿
转矩补偿的目的是弥补电动机低速时转矩不足的问题。特别是在低频范围内,电动机的输出转矩容易因为定子绕组电阻的影响而下降。通过增大低频区域的电压(即提升f/V值),可以有效补偿这一现象。若设定为自动补偿模式,变频器会根据电动机的实际运行情况自动调整电压,以保证电动机平稳加速。对于某些特殊负载,手动补偿模式可能更加适用,用户可以根据负载的特性进行调整。
需要注意的是,若选择不当,低速时的输出电压可能过高,导致能量浪费,甚至出现电动机起动困难或电流过大的问题。
电子热保护
电子热保护功能是为了防止电动机因过热而损坏。在变频器运行过程中,CPU会根据电动机的实际电流和频率计算出电动机的温升情况,并根据设定值触发保护。此功能仅适用于单台电动机的驱动场合,对于“一拖多”应用,通常需要在每台电动机上单独安装热继电器。
频率上限和下限设定
变频器的频率限制功能是为了避免由于操作失误或外部频率信号故障导致输出频率过高或过低,从而保护设备不受损坏。通常情况下,用户根据设备的实际需求来设定频率上下限。在某些应用场合,如输送机,为了降低机械磨损并节省能源,变频器的频率上限可以设定为一个固定值,从而确保设备在较低的转速下平稳运行。
偏差频率
偏差频率功能主要是在外部模拟信号设定频率时使用。它允许用户调整外部设定信号在最低点时输出频率的偏差。例如,当外部信号为0%时,变频器的输出频率可能不为0Hz,而是某个固定的值,偏差频率便是用来修正这一现象的。通过调整偏差频率,用户可以确保变频器从正确的起始频率开始工作。
增益信号设置
增益信号用于弥补外部模拟信号电压与变频器输入电压之间的不一致问题。通过设置适当的增益,用户可以确保外部信号与变频器的输出频率之间保持一致。在实际操作中,用户只需根据外部信号的电压范围和变频器的输出频率范围来选择合适的增益值,从而保证系统的稳定运行。
转矩限制
转矩限制功能可以分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。该功能通过变频器的输出电压和电流计算,调整加减速过程中的转矩变化,以优化电动机的运行性能。驱动转矩限制主要用于改善起动时的转矩特性,使电动机能够顺利起步,避免过电流或变频器跳闸。制动转矩则影响电动机的减速过程,适当的设置可以有效减少电动机的惯性反应,确保平稳减速。
在一些需要急加急减的应用场合,较高的制动转矩设定可能会导致过压报警,因此必须谨慎设定。若设定为0%,则电动机减速时可不依赖制动电阻,直接通过再生制动实现平稳停机。
加减速曲线
加减速曲线的选择决定了电动机加速和减速时的速率变化方式。常见的曲线有线性、非线性和S型曲线。通常,线性曲线适用于大多数负载,而非线性曲线更适合风机等变转矩负载,S型曲线则常用于恒转矩负载的平稳启动。
在实际调试过程中,根据不同的负载特性选择合适的曲线至关重要。例如,在调试锅炉引风机时,由于烟道中的烟气流动,可能导致电动机反转成为负载,此时选择S型曲线能够有效避免因过快加速而引起的变频器跳闸。
矢量控制
矢量控制技术借鉴了直流电动机的控制原理,将电动机的定子电流分解为磁场电流和转矩电流,并分别进行控制。这种控制方式使得异步电动机在低速时能够获得与直流电动机相同的转矩输出,具有极佳的动态性能。现代变频器大多采用无反馈矢量控制,不需要外部速度反馈电路即可实现高效控制。
与矢量控制相关的还有转差补偿功能,主要用于补偿负载波动引起的速度偏差,常见于定位控制系统。
节能控制功能
风机和水泵等负载通常具有减转矩特性,即随着转速降低,负载转矩与转速的平方成反比减少。为了提高能源利用效率,变频器在设计时通常会提供专门的V/f控制模式,根据负载电流自动调整输出电压,从而实现节能控制。根据不同的需求,用户可以选择启用或禁用此功能。
常见问题
一些用户在设备改造时无法充分利用某些先进功能,例如矢量控制或节能控制功能。这通常是由于电动机与变频器的匹配不当,或对功能参数的理解不够深入。例如,节能控制功能只能在V/f控制模式下使用,不能与矢量控制模式同时启用。启用矢量控制时,若未正确设置电动机参数,也可能导致频繁跳闸问题。