電工知識:西門(mén)子變頻器接線(xiàn)圖及參數設置

    西門(mén)子變頻器恒壓供水采用PLC和變頻器結合，系統運行平穩可靠，實(shí)現了真正意義上的無(wú)人職守的全自動(dòng)循環(huán)切泵、變頻運行，保證了各臺水泵運行效率的設備的穩定運轉啟動(dòng)平穩，消除了啟動(dòng)大電流沖擊，由于泵的平均轉速降低了，從而可延長(cháng)泵的使用壽命，可以消除啟動(dòng)和停機時(shí)的水錘效應。通過(guò)觸摸屏上的組態(tài)畫(huà)面就可進(jìn)行供水壓力的設定，監視設備運行狀況同時(shí)可以查詢(xún)設備故障信息，大大提高恒壓供水系統的自動(dòng)化水平及對現場(chǎng)設備的監控能力。

    變頻器功能參數很多，一般都有數十甚至上百個(gè)參數供用戶(hù)選擇。實(shí)際應用中，不需要對每一參數都進(jìn)行設置和調試，多數只要采用出廠(chǎng)設定值即可。但有些參數由于和實(shí)際使用情況有很大關(guān)系，且有的還相互關(guān)聯(lián)，因此要根據實(shí)際進(jìn)行設定和調試。   因各類(lèi)型變頻器功能有差異，而相同功能參數的名稱(chēng)也不一致，為敘述方便，本文以富士變頻器基本參數名稱(chēng)為例。由于基本參數是各類(lèi)型變頻器幾乎都有的，可以做到觸類(lèi)旁通。  

一 加減速時(shí)間

           加速時(shí)間就是輸出頻率從0上升到醉大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是指從醉大頻率下降到0所需時(shí)間。通常用頻率設定信號上升、下降來(lái)確定加減速時(shí)間。在電動(dòng)機加速時(shí)須限制頻率設定的上升率以防止過(guò)電流，減速時(shí)則限制下降率以防止過(guò)電壓。    加速時(shí)間設定要求：將加速電流限制在變頻器過(guò)電流容量以下，不使過(guò)流失速而引起變頻器跳閘；減速時(shí)間設定要點(diǎn)是：防止平滑電路電壓過(guò)大，不使過(guò)壓失速而使變頻器跳閘。加減速時(shí)間可根據負載計算出來(lái)，但在調試中常采取按負載和經(jīng)驗先設定較長(cháng)加減速時(shí)間，通過(guò)起、停電動(dòng)機觀(guān)察有無(wú)過(guò)電流、過(guò)電壓報警；然后將加減速設定時(shí)間逐漸縮短，以運轉中不發(fā)生報警為原則，重復操作幾次，便可確定出醉佳加減速時(shí)間。           

二 轉矩提升

           又叫轉矩補償，是為補償因電動(dòng)機定子繞組電阻所引起的低速時(shí)轉矩降低，而把低頻率范圍f/V增大的方法。設定為自動(dòng)時(shí)，可使加速時(shí)的電壓自動(dòng)提升以補償起動(dòng)轉矩，使電動(dòng)機加速順利進(jìn)行。如采用手動(dòng)補償時(shí)，根據負載特性，尤其是負載的起動(dòng)特性，通過(guò)試驗可選出較佳曲線(xiàn)。對于變轉矩負載，如選擇不當會(huì )出現低速時(shí)的輸出電壓過(guò)高，而浪費電能的現象，甚至還會(huì )出現電動(dòng)機帶負載起動(dòng)時(shí)電流大，而轉速上不去的現象。            

三 電子熱過(guò)載保護

           本功能為保護電動(dòng)機過(guò)熱而設置，它是變頻器內CPU根據運轉電流值和頻率計算出電動(dòng)機的溫升，從而進(jìn)行過(guò)熱保護。本功能只適用于“一拖一”場(chǎng)合，而在“一拖多”時(shí)，則應在各臺電動(dòng)機上加裝熱繼電器。    電子熱保護設定值(%)=[電動(dòng)機額定電流(A)/變頻器額定輸出電流(A)]×0.1。     

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定信號源出故障，而引起輸出頻率的過(guò)高或過(guò)低，以防損壞設備的一種保護功能。在應用中按實(shí)際情況設定即可。此功能還可作限速使用，如有的皮帶輸送機，由于輸送物料不太多，為減少機械和皮帶的磨損，可采用變頻器驅動(dòng)，并將變頻器上限頻率設定為某一頻率值，這樣就可使皮帶輸送機運行在一個(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定。其用途是當頻率由外部模擬信號(電壓或電流)進(jìn)行設定時(shí)，可用此功能調整頻率設定信號醉低時(shí)輸出頻率的高低，如圖1。有的變頻器當頻率設定信號為0%時(shí)，偏差值可作用在0～fmax范圍內，有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對偏置極性進(jìn)行設定。如在調試中當頻率設定信號為0%時(shí)，變頻器輸出頻率不為0Hz，而為xHz，則此時(shí)將偏置頻率設定為負的xHz即可使變頻器輸出頻率為0Hz。            

六 頻率設定信號增益

           此功能僅在用外部模擬信號設定頻率時(shí)才有效。它是用來(lái)彌補外部設定信號電壓與變頻器內電壓(+10v)的不一致問(wèn)題；同時(shí)方便模擬設定信號電壓的選擇，設定時(shí)，當模擬輸入信號為醉大時(shí)(如10v、5v或20mA)，求出可輸出f/V圖形的頻率百分數并以此為參數進(jìn)行設定即可；如外部設定信號為0～5v時(shí)，若變頻器輸出頻率為0～50Hz，則將增益信號設定為200%即可。          

七 轉矩限制

           可分為驅動(dòng)轉矩限制和制動(dòng)轉矩限制兩種。它是根據變頻器輸出電壓和電流值，經(jīng)CPU進(jìn)行轉矩計算，其可對加減速和恒速運行時(shí)的沖擊負載恢復特性有顯著(zhù)改善。轉矩限制功能可實(shí)現自動(dòng)加速和減速控制。假設加減速時(shí)間小于負載慣量時(shí)間時(shí)，也能保證電動(dòng)機按照轉矩設定值自動(dòng)加速和減速。   驅動(dòng)轉矩功能提供了強大的起動(dòng)轉矩，在穩態(tài)運轉時(shí)，轉矩功能將控制電動(dòng)機轉差，而將電動(dòng)機轉矩限制在設定值內，當負載轉矩突然增大時(shí)，甚至在加速時(shí)間設定過(guò)短時(shí)，也不會(huì )引起變頻器跳閘。在加速時(shí)間設定過(guò)短時(shí)，電動(dòng)機轉矩也不會(huì )超過(guò)設定值。驅動(dòng)轉矩大對起動(dòng)有利，以設置為80～100較妥。    制動(dòng)轉矩設定數值越小，其制動(dòng)力越大，適合急加減速的場(chǎng)合，如制動(dòng)轉矩設定數值設置過(guò)大會(huì )出現過(guò)壓報警現象。如制動(dòng)轉矩設定為0%，可使加到主電容器的總量接近于0，從而使電動(dòng)機在減速時(shí)，不使用制動(dòng)電阻也能減速至停轉而不會(huì )跳閘。但在有的負載上，如制動(dòng)轉矩設定為0%時(shí)，減速時(shí)會(huì )出現短暫空轉現象，造成變頻器反復起動(dòng)，電流大幅度波動(dòng)，嚴重時(shí)會(huì )使變頻器跳閘，應引起注意。      八 加減速模式選擇

           又叫加減速曲線(xiàn)選擇。一般變頻器有線(xiàn)性、非線(xiàn)性和S三種曲線(xiàn)，通常大多選擇線(xiàn)性曲線(xiàn)；非線(xiàn)性曲線(xiàn)適用于變轉矩負載，如風(fēng)機等；S曲線(xiàn)適用于恒轉矩負載，其加減速變化較為緩慢。設定時(shí)可根據負載轉矩特性，選擇相應曲線(xiàn)，但也有例外，筆者在調試一臺鍋爐引風(fēng)機的變頻器時(shí)，先將加減速曲線(xiàn)選擇非線(xiàn)性曲線(xiàn)，一起動(dòng)運轉變頻器就跳閘，調整改變許多參數無(wú)效果，后改為S曲線(xiàn)后就正常了。究其原因是：起動(dòng)前引風(fēng)機由于煙道煙氣流動(dòng)而自行轉動(dòng)，且反轉而成為負向負載，這樣選取了S曲線(xiàn)，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，當然這是針對沒(méi)有起動(dòng)直流制動(dòng)功能的變頻器所采用的方法。

九 轉矩矢量控制

           矢量控制是基于理論上認為：異步電動(dòng)機與直流電動(dòng)機具有相同的轉矩產(chǎn)生機理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規定的磁場(chǎng)電流和轉矩電流，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。因此，從原理上可得到與直流電動(dòng)機相同的控制性能。采用轉矩矢量控制功能，電動(dòng)機在各種運行條件下都能輸出轉矩，尤其是電動(dòng)機在低速運行區域。    現在的變頻器幾乎都采用無(wú)反饋矢量控制，由于變頻器能根據負載電流大小和相位進(jìn)行轉差補償，使電動(dòng)機具有很硬的力學(xué)特性，對于多數場(chǎng)合已能滿(mǎn)足要求，不需在變頻器的外部設置速度反饋電路。這一功能的設定，可根據實(shí)際情況在有效和無(wú)效中選擇一項即可。    與之有關(guān)的功能是轉差補償控制，其作用是為補償由負載波動(dòng)而引起的速度偏差，可加上對應于負載電流的轉差頻率。這一功能主要用于定位控制。          

十 節能控制

           風(fēng)機、水泵都屬于減轉矩負載，即隨著(zhù)轉速的下降，負載轉矩與轉速的平方成比例減小，而具有節能控制功能的變頻器設計有專(zhuān)用V/f模式，這種模式可改善電動(dòng)機和變頻器的效率，其可根據負載電流自動(dòng)降低變頻器輸出電壓，從而達到節能目的，可根據具體情況設置為有效或無(wú)效。    要說(shuō)明的是，九、十這兩個(gè)參數是很先進(jìn)的，但有一些用戶(hù)在設備改造中，根本無(wú)法啟用這兩個(gè)參數，即啟用后變頻器跳閘頻繁，停用后正常。究其原因有：(1)原用電動(dòng)機參數與變頻器要求配用的電動(dòng)機參數相差太大。(2)對設定參數功能了解不夠，如節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(méi)有進(jìn)行電動(dòng)機參數的手動(dòng)設定和自動(dòng)讀取工作，或讀取方法不當。

基本參數： 

 P0003 用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)級 可設定值：   

0 用戶(hù)定義的參數表

    1 標準級：可以訪(fǎng)問(wèn)經(jīng)常使用的一些參數。

    2 擴展級：允許擴展訪(fǎng)問(wèn)參數的范圍，例如變頻器的I／O功能

       3 專(zhuān)家級：只供專(zhuān)家使用

       4 維修級：只供授權的維修人員使用-具有密碼保護 P0004 

參數過(guò)濾器    

0 全部參數  

2 變頻器參數  

3 電機參數  

4 速度傳感器  

5工藝應用對象/裝置   

7 命令，二進(jìn)制I/O 命令和數字I/O 

8 ADC（模-數）和DAC（數-模）模擬I/O 

10 設定值通道/RFG（斜坡函數發(fā)生器）  

12 驅動(dòng)裝置的特征  

13 電動(dòng)機的控制   

20 通訊 （P918 CB通訊板地址） 

21 報警/警告/監控

22 工藝參數控制器（例如PID） 

快速調試 

 P0010 調試參數過(guò)濾器    

0 準備調試  

1 快速調試  

2 變頻器  

29 下載  

30 工廠(chǎng)的設定值 P0100    

 0 歐美-【KW】，頻率缺省值50HZ   

1 北美-【hp】，頻率缺省值60HZ 

 2北美-【KW】，頻率缺省值60HZ P0205 

變頻器應用   

0 恒轉矩 

1 變轉矩 

P0300 選擇電機類(lèi)型   

1 同步 

2 異步  

P0304 電機額定電壓 

P0305 額定電流 

P0307 額定功率 

P0308 額定功率因數 

P0309 額定效率 （P0100=1） 

P0310 額定頻率

P0311 額定速度 

 P0320 電機磁化電流 

P3900=1或=2 有變頻器內部計算 

P0335 電機冷卻     

0 自冷 

1 強制 

2 自冷和內置冷卻風(fēng)機 

3 強制和內置 P0640 過(guò)載因數 P0700 選擇命令源   0 工廠(chǎng)的缺省值設定  1 BOP（鍵盤(pán)）設置  2 有端子排輸入    4 ＢＯＰ鏈路的USS設置  5 COM鏈路的USS設置   6 COM鏈路的通訊板（CB）設置    P1000 頻率設定值選擇  0 無(wú)主設定值 1 MOP設定值 2 模擬設定值 3 固定頻率   P1080 低頻率 P1082 高頻率 P1120 斜坡上升時(shí)間 P31121 斜坡下降時(shí)間 P1135 OFF3的斜坡下降時(shí)間 P1300 變頻器控制方式 P500 選擇轉矩設定值 P1910 是否自檢測 =1