随着现代科技日异月新的发展,如今的变频器也在不断的更新换代,已经发展演化出了各类不同类型的变频器,例如根据各类机械需求专门设计的各类专业用途的变频器。因此各种行业对变频器的应用也越发的广泛。工控人员对于变频器的使用首先需要的是,掌握和熟悉变频器的正确现场调整方法和相关技术要领,这对于保持变频器的正常运行、降低故障率、延长设备使用寿命很关键。 以下内容是杭州三科变频器,根据14年专业从事生产研发应用维修变频器等环节中总结出的实践经验,希望能够为广大用户带来帮助。
变频器应用现场调试的五大主要步骤:
一、检查并了解变频器相关系统功能:
在调试变频器前,你必须要认真的阅读所需调试变频器的相关指令手册和相关信息,同时也要了解该变频器的运行环境以及各类注意的事项。
二、无机空载运行调试变频器
下列步骤是变频器无机(即未连接到电机)空载(即电机空载)运行最基本、最重要的调试操作:
(1) 查看变频器的显示窗的出厂显示是否存在异常,在出现异常的情况下需要立即复位。 否则,委托供应商退货。
(2) 熟悉变频器的操作,正确理解每个操作按键的作用功能。
(3) 将变频器的接地端子接地,并通过漏电保护开关将其电源输入端子连接到电源;
变频器通常都会有,运行(run)、 停止(stop)、编程 (prog)、 数据/确认(data/enter)、增加(up▲)、减少(down▼)等6个键,其它的不同型号的变频器操作键的基本的定义相同。另外变频器还有功能键、复位(reset)、寸动(jog)、监视(monitor/display)、移位(shift)等,这些按键都需要进行调试操作。
三、带机空载运行调试变频器
以下四个步骤对变频器带机(即连接电机)无负载(即无负载电机)的调试至关重要。
(1) 设定电机的功率、极对数、变频器的动作电流。
(2)设定变频器的最大输出频率和基频,设定电机的力矩特性。
所谓最高频率,是变频器的电动机系统能运转的最高频率,变频器自身的极限工作频率有可能很高,因此在电动机容许的最高动作频率比变频器的最高动作频率低的情况下,设定电动机及其负载的要求而动作的频率。
变频器的基本工作频率是作为一条电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线,应依据电动机的额定电压开展设定。
扭矩类型是指负载是恒定扭矩负载还是可变扭矩负载。用户根据v/f工作模式图和变频器操作说明中的负载特性选择其中一种工作模式。通用变频器均备有多条v/f曲线供用户选择,使用时应根据负载性质选择合适的v/f曲线。如果是风机和泵类负载,要将变频器的转矩运行代码设定成变转矩和降转矩运行特性。为了提高变频器的低速性能,电机的输出转矩能够满足生产负载的启动要求。
在三相异步电动机变频调速系统中,转矩控制非常复杂。在低频段,由于电阻和漏电抗的影响不容忽略,若仍保持v/f为常数,则磁通将减小,从而减小了电动机的输出转矩。因此,为了提高扭矩,必须在低频下对电压进行适当补偿。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。
(3) 将变频器设置为自带键盘操作模式,分别按运行键、停止键,观察电动机能否正常启、停。
(4) 按照变频器使用说明书对其电子热继电器功能进行设定。
电子热继电器的门限值定义为电动机和变频器两者额定电流的比值,常用百分数表示。当变频器输出电流超过其容许电流时,过流保护设施将切断变频器的输出。因而,变频器电子器件热继器的阀值最高值不超过变频器的极限容许输出电流量。变频器过载保护设置值可以修改。
四、变频器负载运行调试
变频器负载(即变频器接上电动机并且电动机带上负载)运行调试,下列五步必须进行。
(1) 直接在变频器的面板上操作的停止键,对电动机的运行停止过程及变频器的显示窗进行观察,看是否有异常现象。
(2)如果启/停电动机过程中变频器出现过流保护动作,则应重新设定加速/减速时间。电动机在加速、减速时的加速度取决于加速转矩,而变频器在启/制动过程中的频率变化率由用户设定。如果电机的转动惯量或负载根据加减速时的预期频率变化而变化,有可能出现加速转矩不够,从而造成电动机失速,即电动机转速与变频器输出频率不协调,从而造成过电流或过电压。
因此,需要根据电机的惯性转矩和负载设定加减速时间,以便使变频器的变频率与电机的变速率相协调。调试此项设定是否合理的方法是先按经验选定加、减速时间进行设定,若在启动过程中出现过流,则可适当延长加速时间;若在制动过程中出现过流,则适当延长减速时间。
(3)如果变频器在限定的时间内仍然出现过流保护动作,应改变启/停的运行曲线,如从直线改为s形、u形线或反s形、反u形线。当电动机负载惯性较大时,则应采用更长的启/停时间,并且根据其负载特性设定运行曲线类型。
(4)如果变频器还出现过流保护动作,则应尝试增加最大电流的保护值,但是不能取消保护,应留有至少10%~20%的保护余量。如果此动作依然发生,则应更换较大一级功率的变频器。
(5) 如果电动机在通过变频器启动过程中速度达不到预设,可能有两种原因:
机械系统产生机电共振,这点可通过电机的运转声来判断。通过设置频率跳变值可以避免谐振点(通用变频器可以设置第三跳变点)。v/f控制方式的变频器驱动三相异步电动机时,在某些频率段,电动机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,即使在加速过程中,也会出现过流保护,使电机无法正常启动,特别是在电机负载较轻或转动惯量较小时。普通变频器具有跳频功能,用户可以根据系统振荡的频率点在v/f曲线上设置跳点和跨宽。随着电机加速,自动跳过这些频带,以确保系统正常工作。
电动机的转矩输出能力不够,不同品牌的变频器出厂参数设定不同,在相同条件下负载能力不同,也可能因变频器控制方式不同,造成电动机的负载能力不同;或因系统的输出效率不同;造成负载能力会有所差异。对此种情况,可以增加转矩提升量的值。如果达不到,可用手动转矩提升功能,但不要设置过大,电动机这时的温升会增加。如果仍然不行,应改用新的控制方式。
五、变频器连接上位机的系统调试
通过手动完成设定基本的调试后,若变频系统中存在上位机,则需将变频器的控制线与上位机控制线直接相连,同时变频器的操作模式也要更改为端子控制。变频器需要根据上位机的系统需求,来调整变频器的接收频率信号端子的量程,通常是0~5v至0~10v,同时也需调整设置变频器对模拟频率信号采样的响应速度。