（1）變頻器參數(shù)的選擇
變頻器出廠時(shí)，廠家對(duì)每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這些參數(shù)叫工廠值。在這些參數(shù)值的情況下，用戶(hù)能以面板操作方式正常運(yùn)行的，但以面板操作并不滿(mǎn)足大多數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求。所以應(yīng)用時(shí)必須對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，變頻器參數(shù)設(shè)置是十分重要的，由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，不能滿(mǎn)足工藝設(shè)備的需要，導(dǎo)致變頻調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)、制動(dòng)的失敗，或運(yùn)行時(shí)跳閘，導(dǎo)致變頻調(diào)速系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞變頻器的功率模塊或整流橋等器件。變頻器的品種不同，參數(shù)量亦不同。一般單一功能控制的通用型變頻器約50～60個(gè)參數(shù)值，多功能控制的變頻器有200個(gè)以上的參數(shù)。但變頻器的大多數(shù)參數(shù)不需要設(shè)置，可按出廠時(shí)的設(shè)置值，只需把使用時(shí)與出廠值不合適的參數(shù)予以重新設(shè)置即可，如外部端子操作、模擬量操作、基底頻率、最高頻率、上限頻率、下限頻率、啟動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間(及方式)、熱電子保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、載波頻率、失速保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)等參數(shù)是必須重新設(shè)置的。若設(shè)置后變頻器運(yùn)行不合適時(shí)，需對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
變頻器需設(shè)置的每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。因此在變頻器參數(shù)設(shè)置前，應(yīng)了解掌握所使用變頻器的技術(shù)性能和參數(shù)設(shè)置方法，因不同品牌的變頻器其參數(shù)設(shè)置方法是不同的，即使是同一品牌，其參數(shù)設(shè)置方法也不盡相同。所以，用戶(hù)在正確使用變頻器之前，要對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行有選擇的設(shè)置，應(yīng)在以下幾個(gè)方面進(jìn)行：
①確認(rèn)電動(dòng)機(jī)參數(shù)，變頻器在參數(shù)中設(shè)置電動(dòng)機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電動(dòng)機(jī)銘牌中直接得到。
②變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。選擇控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)辨識(shí)。
③設(shè)置變頻器的啟動(dòng)方式，一般變頻器在出廠時(shí)設(shè)置為從面板啟動(dòng)，用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際情況選擇啟動(dòng)方式，可以用面板、外部端子、通信方式等幾種。
④給定信號(hào)的選擇，一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式，面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通信方式給定，當(dāng)然對(duì)于變頻器的頻率給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。正確設(shè)置以上參數(shù)之后，變頻器基本上能正常工作，如要獲得更好的控制效果則只需根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。
（2）上、下限頻率
變頻調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)工藝過(guò)程的實(shí)際需要，常要求對(duì)轉(zhuǎn)速范圍進(jìn)行限制，即系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作狀況來(lái)設(shè)置。它可以是保護(hù)性設(shè)置，即：變頻器的輸出頻率不得超過(guò)所設(shè)置的范圍；也可以用作程序性設(shè)置，即：根據(jù)程序的需要，或上升至上限頻率，或下降至下限頻率。根據(jù)系統(tǒng)所要求的最高與最低轉(zhuǎn)速，以及電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間的傳動(dòng)比，可以計(jì)算出變頻器的輸出頻率，分別稱(chēng)為上限頻率(用fH表示)與下限頻率(用fL表示)，如圖5-1所示。變頻調(diào)速系統(tǒng)的上限頻率應(yīng)小于最高頻率：
變頻調(diào)速系統(tǒng)的頻率限制值為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)置信號(hào)出故障，而引起變頻器輸出頻率的過(guò)高或過(guò)低，以防損壞工藝設(shè)備的一種保護(hù)功能。在應(yīng)用中應(yīng)按實(shí)際情況設(shè)置。頻率限制功能還可作為限速功能使用，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，可將變頻器上限頻率設(shè)置為某一頻率值，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。
預(yù)置變頻器給定信號(hào)的上、下限值時(shí)，給定信號(hào)的最大限值用Xmax表示；最小限值用Xmin表示，也可以用百分?jǐn)?shù)Xmin％表示，如圖5-2(a)所示。預(yù)置給定頻率的上、下限值時(shí)，給定頻率的最大值fmax和最小值fmin如圖5-2(b)所示。變頻器上下限頻率設(shè)置應(yīng)注意的事項(xiàng)：
①對(duì)轉(zhuǎn)子直徑大的電動(dòng)機(jī)，受轉(zhuǎn)子耐受離心力的限制，對(duì)平方率負(fù)載受高速過(guò)載過(guò)流的限制，一般不要選擇上限頻率大于電動(dòng)機(jī)的額定頻率。
②對(duì)靜態(tài)阻尼大的負(fù)載，對(duì)水泵揚(yáng)程有要求的負(fù)載，一般不要選擇下限頻率為0或較小。須根據(jù)工藝設(shè)備的特性設(shè)置一個(gè)合適的下限頻率fBI。
②變頻器的最低運(yùn)行頻率。變頻器的最低運(yùn)行頻率為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，其散熱性能很差，電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)溫度升高。而且低速時(shí)，其電纜中的電流也會(huì)增大，也會(huì)導(dǎo)致電纜發(fā)熱。通用變頻器長(zhǎng)期運(yùn)行在低速區(qū)域時(shí)，其系統(tǒng)性能將下降。
③變頻器的最高運(yùn)行頻率。通用變頻器最大頻率到60Hz，有的可到400Hz，高頻率將使電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對(duì)普通電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械參數(shù)不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，其軸承不能長(zhǎng)時(shí)間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。在參數(shù)設(shè)置時(shí)需根據(jù)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械參數(shù)限定變頻器的最高運(yùn)行頻率。
對(duì)最高頻率的設(shè)置，在用外部模擬信號(hào)如0～10V電壓設(shè)置工作頻率時(shí)，10V電壓所對(duì)應(yīng)的頻率就是最高頻率，可以達(dá)到400Hz，所以對(duì)最高頻率必須重新設(shè)置，否則將產(chǎn)生嚴(yán)重故障。通常對(duì)最高頻率的初始值設(shè)置為工頻50Hz，即在外部最大給定10V時(shí)，變頻器最大只能輸出50Hz，以保證電動(dòng)機(jī)在工頻以下安全運(yùn)行。
（3）載波頻率
目前中小功率的變頻電路幾乎都采用PWM技術(shù)，PWM變頻電路也可分為電壓型和電流型兩種。根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算PWM各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制變頻電路開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可得到所需PWM波形，當(dāng)輸出正弦波頻率、幅值或相位變化時(shí)，其結(jié)果都要變化。通常采用等腰三角波或鋸齒波作為PWM波的載波，等腰三角波應(yīng)用最多，其任一點(diǎn)水平寬度和高度成線(xiàn)性關(guān)系且左右對(duì)稱(chēng)，與任一平緩變化的調(diào)制信號(hào)波相交，在交點(diǎn)控制開(kāi)關(guān)器件通斷，就得寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，其符合PWM的要求。各脈沖的上升沿和下降沿都是由正弦波和三角波的交點(diǎn)決定的，在這里，正弦波稱(chēng)為調(diào)制波，三角波稱(chēng)為載波。三角波的頻率稱(chēng)為載波頻率，用fC表示。載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)、電纜和變頻器發(fā)熱。
在PWM脈沖序列的作用下，變頻器輸出電流波形是脈動(dòng)的，脈動(dòng)頻率與載波頻率一致。脈動(dòng)電流將使電動(dòng)機(jī)鐵心的硅鋼片之間產(chǎn)生電磁力并引起震動(dòng)，產(chǎn)生電磁噪聲。
變頻器運(yùn)行頻率越低，則電壓波的平均占空比越小，電流高次諧波成分越大，應(yīng)適當(dāng)提高載波頻率，可以改善變頻器輸出電流的波形。變頻器逆變橋同一橋臂的上、下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管是在不停地交替導(dǎo)通的，為了保證在交替導(dǎo)通時(shí)，只有當(dāng)一個(gè)開(kāi)關(guān)管完全截止的情況下，另一個(gè)開(kāi)關(guān)管才開(kāi)始導(dǎo)通，在兩個(gè)開(kāi)關(guān)管交替導(dǎo)通過(guò)程中，必須設(shè)有一個(gè)死區(qū)時(shí)間，以防止兩個(gè)開(kāi)關(guān)管直通短路。在逆變橋中，上、下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管在交替導(dǎo)通過(guò)程中的死區(qū)時(shí)間越窄，載波頻率越高，死區(qū)時(shí)間過(guò)窄易導(dǎo)致橋臂“直通”而損壞變頻器。變頻器載波頻率與死區(qū)時(shí)間的關(guān)系是：
①變頻器的輸出電流越大，每次兩個(gè)開(kāi)關(guān)管交替導(dǎo)通所要求的死區(qū)時(shí)間也越長(zhǎng)。
②載波頻率越高，則死區(qū)時(shí)間的累計(jì)值越大，變頻器實(shí)際工作的時(shí)間越短，變頻器的平均輸出電流越小，輸出功率越小。
載波頻率對(duì)輸出電流的影響如圖5-3所示，載波頻率越高，變頻器輸出端線(xiàn)路相互之間，以及線(xiàn)路與地之間分布電容的容抗越小，由高頻脈沖電壓引起的漏電流越大。載波頻率對(duì)電氣設(shè)備的影響表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
①當(dāng)電動(dòng)機(jī)與變頻器之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，則載波頻率越高，由線(xiàn)路分布電容引起的不良效應(yīng)(如電動(dòng)機(jī)側(cè)電壓升高、電動(dòng)機(jī)震動(dòng)等)越大。
②載波頻率越高，其高頻電壓通過(guò)靜電感應(yīng)對(duì)附近的其他電氣設(shè)備的干擾也越嚴(yán)重。高頻電流產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)將通過(guò)電磁感應(yīng)對(duì)其他電氣設(shè)備的控制線(xiàn)路產(chǎn)生干擾，高頻電磁場(chǎng)具有強(qiáng)大的輻射能量，使其他電氣設(shè)備，尤其通信設(shè)備受到干擾。
③載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜長(zhǎng)度、電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、電纜發(fā)熱、變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。則電動(dòng)機(jī)定子繞組的集膚效應(yīng)越嚴(yán)重，有效電阻值及其損失增大，電動(dòng)機(jī)的輸出功率越小。
目前低電壓通用型變頻器的逆變回路大多采用IGBT元件構(gòu)成，IGBT元件具有開(kāi)關(guān)速度快﹑損耗小﹑觸發(fā)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。用于變頻器上的IGBT元件，其載波頻率一般設(shè)置在0.75～15kHz之間，通常這個(gè)數(shù)值是可調(diào)的。設(shè)置值小，輸出電流波形變差（高次諧波分量增加），電動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩減少，損耗增加，溫度增高；設(shè)置值大，變頻器自身?yè)p耗增加，溫度上升，同時(shí)變頻器輸出電壓的變化率du/dt增大。載波頻率對(duì)變頻運(yùn)行的影響見(jiàn)表5-1。
表5-1 載波頻率對(duì)變頻運(yùn)行的影響
變頻器輸出電壓的變化率du/dt對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣有很大影響，du/dt主要取決于兩個(gè)方面：一是電壓跳變臺(tái)階的幅值，它與變頻器的電壓等級(jí)和主電路結(jié)構(gòu)有關(guān)；二是逆變器功率器件的開(kāi)關(guān)速度，開(kāi)關(guān)速度越高，du/dt越大。
許多品牌的低壓變頻器通常在出廠時(shí)將此載頻參數(shù)設(shè)置為最大。然而，過(guò)高的載波頻率不一定適合實(shí)際負(fù)載情況。因?yàn)樵诂F(xiàn)場(chǎng)使用中，低壓變頻器屬于普通的二電平電壓型變頻器，相電壓跳變臺(tái)階較大，達(dá)到直流母線(xiàn)電壓，變頻器輸出多數(shù)未使用輸出濾波器，且變頻器至電動(dòng)機(jī)距離較長(zhǎng)，大都在100m左右，由于線(xiàn)路分布電感和分布電容的存在，會(huì)產(chǎn)生行波反射放大作用，在參數(shù)適合時(shí)，加到電動(dòng)機(jī)繞組上的電壓會(huì)成倍增加，對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣（特別是F級(jí)絕緣以下的老式電動(dòng)機(jī)）構(gòu)成很大威脅，甚至?xí)䶮龤щ妱?dòng)機(jī)。因此，在實(shí)際意義中一定要對(duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，確保系統(tǒng)高效安全運(yùn)行。
（4）回避頻率
任何機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生一定的震動(dòng)，而每臺(tái)機(jī)械設(shè)備又都有一個(gè)固有震蕩頻率，它取決于機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)。如果生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行在某一轉(zhuǎn)速下時(shí)，所引起的震蕩頻率和機(jī)械設(shè)備的固有震蕩頻率相吻合，則機(jī)械設(shè)備的震動(dòng)將因發(fā)生諧振而變得十分強(qiáng)烈(也稱(chēng)為機(jī)械共震)，可能導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備損壞。
變頻器驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在某些頻率段內(nèi)電動(dòng)機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生震蕩，嚴(yán)重時(shí)變頻調(diào)速系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，系統(tǒng)在加速過(guò)程中可能出現(xiàn)變頻器過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作，而使電動(dòng)機(jī)不能正常啟動(dòng)，在電動(dòng)機(jī)輕載或轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速震蕩更為嚴(yán)重。為此變頻器均設(shè)有頻率回避功能，可以根據(jù)系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩的頻率點(diǎn)，在U/F曲線(xiàn)上設(shè)置回避頻率點(diǎn)或回避頻率點(diǎn)寬度，以在電動(dòng)機(jī)加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)系統(tǒng)出現(xiàn)震蕩的頻率點(diǎn)或頻率段，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。設(shè)置回避fJ的目的是使變頻調(diào)速系統(tǒng)回避可能引起諧振的轉(zhuǎn)速，如圖5-4所示。預(yù)置回避頻率時(shí)，必須預(yù)置以下兩個(gè)數(shù)據(jù)：
①中心回避頻率fJ，即回避頻率所在的位置；
②回避頻率寬度ΔfJ，即回避頻率的區(qū)域，如圖5-4(a)所示。大多數(shù)變頻器都可以預(yù)置三個(gè)回避頻率段，如圖5-4(b)所示。
（5）偏置頻率
偏置頻率又叫偏差頻率，其作用是當(dāng)頻率由外部模擬信號(hào)(電壓或電流)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，可用偏置頻率調(diào)整頻率設(shè)置信號(hào)最低時(shí)的輸出頻率，頻率設(shè)置信號(hào)與輸出頻率的關(guān)系如圖5-5所示。當(dāng)變頻器頻率設(shè)置信號(hào)為0%時(shí)，偏置頻率的偏差值可作用在0～fmax范圍內(nèi)，有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對(duì)偏置極性進(jìn)行設(shè)置。若在系統(tǒng)調(diào)試中當(dāng)頻率設(shè)置信號(hào)為0%時(shí)，變頻器輸出頻率不為零，而為某一頻率值時(shí)，可將偏置頻率設(shè)置為變頻器輸出某一頻率的負(fù)值，即可使變頻器輸出頻率為零。偏置頻率用fBI表示，也可用偏置頻率的百分?jǐn)?shù)fBI％表示：
式中：fBI％為偏置頻率百分?jǐn)?shù)；fBI為偏置頻率，Hz；fMAX變頻器輸出最大頻率，Hz。
（6）頻率設(shè)置信號(hào)增益
頻率設(shè)置信號(hào)增益功能僅在用外部模擬信號(hào)設(shè)置頻率時(shí)才有效，是用來(lái)補(bǔ)償外部設(shè)置信號(hào)電壓與變頻器內(nèi)電壓(+10V)的不一致問(wèn)題；同時(shí)方便模擬設(shè)置信號(hào)電壓的選擇，當(dāng)給定信號(hào)為最大值Xmax時(shí)，對(duì)應(yīng)的最大給定頻率fXM與變頻器預(yù)置的最大輸出頻率fmax的比的百分?jǐn)?shù)定義為頻率增益，用G％表示：
式中：Ｇ％為頻率增益，％；fmax為變頻器預(yù)置的最大頻率，Hz；fXM為虛擬的最大給定頻率，Hz。
變頻器的最大給定頻率fXM與最大頻率fmax不一定相等，當(dāng)頻率增益Ｇ％＜100％時(shí)，變頻器實(shí)際輸出的最大頻率就等于給定頻率fXM，如圖5-6中之曲線(xiàn)②所示，當(dāng)頻率增益Ｇ％＞100％時(shí)，變頻器實(shí)際輸出的最大頻率等于最大頻率fmax，如圖4-6中的曲線(xiàn)③所示。當(dāng)輸入最大信號(hào)時(shí)，輸出頻率不滿(mǎn)足要求時(shí)，可通過(guò)調(diào)整頻率增益G%解決。G%下調(diào)時(shí)最大輸入信號(hào)的頻率下降，相反，G%上調(diào)時(shí)，最大輸入信號(hào)時(shí)的頻率上升。
（7）頻率指令保持
頻率指令保持功能是在變頻器停止運(yùn)行后，對(duì)是否保持停機(jī)前的運(yùn)行的頻率作出選擇。頻率保持功能無(wú)效，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，變頻器運(yùn)行頻率為0Hz，如要回復(fù)到原來(lái)的工作頻率，須重新加速。頻率保持功能有效。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，變頻器運(yùn)行頻率自動(dòng)上升到停機(jī)前的工作頻率。
（8）點(diǎn)動(dòng)頻率功能
各類(lèi)機(jī)械在調(diào)試過(guò)程中經(jīng)常使用到點(diǎn)動(dòng)操作方式，為此變頻器設(shè)有點(diǎn)動(dòng)頻率功能，其主要用于系統(tǒng)調(diào)試，點(diǎn)動(dòng)頻率fJ是通過(guò)功能預(yù)置來(lái)確定的，有的變頻器也可以預(yù)置多檔點(diǎn)動(dòng)頻率，點(diǎn)動(dòng)頻率較低，一般也不需要調(diào)節(jié)。
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