通用变频器功能参数的设置.pdf

2 0 1 0年 2月 第 3 8卷 第 4期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAULI CS F e b 2 01 0 V0 1 3 8 No 4 1 O I 1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 0 0 4 0 1 2 通用变频器功能参数的设置 胡雪梅 韩全立 宣峰 田磊 河南工业职业技 术学院 河南南阳4 7 3 0 0 7 摘要 首先介绍变频器调速的优点 指出变频器参数设置的重要性 变频器的有些参数要根据实际情况重新进行设 置 以森兰变频器参数为例介绍其功能参数设置方法 最后给出应用实例 关键词 变频器 功能参数 设置 中图分类号 I N 7 7 3 文献标 识码 B 文章编号 1 0 19 1 3 8 8 1 2 0 1 0 4 0 3 4 4 0引 言 在交流调速技术 中 变频交流调速 由于可实现 节能 提高生产效率 提高产品质量 实现 自动化 增加设备使用寿命等 因此 在一切需要速度控制 的场合 变频器 以其操作方便 体积小 控制性 能高 而逐渐取代 了过去 的滑 差调 速 变 极调 速 直 流 调 速等调速系统 越来越广泛地应用于工业生产和 1 3 常生活的许多领域 但变频器在使用中也 出现很多 问题 很多情况下都是因为变频器功能参数设置不 当引起的 变频器的功能参数设置在调试过程 中是十分重 要的 变频 器 的参 数 多 每个 参数 都有 一 定 的选 择 范围 使用 中常常因个别参数设置不当 不能满足 生产的需要 导致启动 制动的失败 或工作时常跳 闸 严 重时会 烧毁 功率 模块 或 整流 桥 等器 件 变 频 器的品种不同 参数量亦不同 但不论参数多或少 在调试中并 不需 要把 全部 参数 都 重新设 置 大多 数 按出厂值就可 但有些参数 由于和实际使用情况有 很大关系 因此使用时应把原出厂值不适合于现场 控制的参数予以重新设置 因各类型变频器功能有 差异 而相 同功能参数 的名称也不一致 为叙述方 便 以成都森兰通用变频器参数名称为例 介绍变 频器功能参数的一般设 置方法 1 一般功能参数的设置 1 1 运 转控制 变频器运行 一般 有 3种控 制 方式 由功 能参 数 冈o 4决定 当 F 0 0 4 0 1 2时分别代表着键盘控 制 外控 上位机通信控制 键盘控制就是采用面板上的正转 F WD 反转 R E V 与停止 S T O P 键进行控制 一般用于较简 单的场合 变频器出厂时都采用键盘操作方式 较 常用的采用外控端子控制 这要先对 多功能端子 X 1 一X 7 进行定义设 置 复杂 的要采 用上 位机进行 控 制 由上位 机通过变频器 内置的 R S 4 8 5通讯接 口 实现 1 2转 矩补偿 转矩 补偿 即转 矩 提升 由功 能参数 F 1 0 3设 置 用在低频工作区 通过提升输 出电压来补偿低频段 的转矩特性 F 1 0 3出厂默认值为 1 0 V 其设置范围 为0 5 0 V 设定为0时为 自动提升 可使加速时的 电压 自动提升 以补偿起动转矩 使电动机加速顺利 进行 如采用手动补偿 根据负载特性 尤其是负载 的起动特性 通过试验可选出较佳曲线 对于变转矩 负载 如选择不当会出现低速时的输出电压过高 浪 费电能的现 象 甚 至 还会 出现 电动 机带 负载 起动 时 电流大 而转速上不去的现象 1 3频 率 限制 频率限制是变频器为防止误操作或外接频率设 定信号源出故障 而引起输出频率的过高或过低 以 防设备损坏的一种保护功能 两个常用的频率限制参数是上限频率 F 6 0 7和下 限频率 F 6 0 8 即变频器输出频率的上 下限值 出 厂默认值上 限为 5 0 H z 下 限为 0 5 H z 在应 用 中按 实际情况设定 即可 如某风机变频调速系统 其上 限 频率不能超过额定频率 下限频率一般为 2 0 H z 因 此功能参数 F 6 0 7和 F 6 0 8 分别设置为 5 O H z 2 0 H z 频率 限制功 能还 可 作 限速使 用 如 有 的皮 带输 送机 由于输送物料不太 多 为减少机械和皮带的磨 损 可采用变频器驱动 并将变频器上限频率设定为 某一频率值 这样就可使皮带输送机运行在一个固 定 较低的工作速度上 1 4 加 减速 时间 加速时间是指工作频率从 0上升至基本频率 所需要的时间 加速时间的基本原则是将加速电流 收稿 日期 2 0 0 9 0 1 1 2 作者简介 胡雪梅 1 9 7 2 一 副教授 研 究方 向为 电工技术 电话 1 3 8 3 8 7 7 9 8 4 8 E m a i l g u x i a o y u e m e i s in a co rn 第 4期 胡雪梅 等 通用变频器功能参数的设置 3 5 限制在变频 器 过 电流容 量 以 下 尽量 地 缩短 加 速 时 间 不使过流 失 速而 引起 变 频器 跳 闸 加 速 时 间可 以自行给定 这样就能有效地解决起动电流大和机 械冲击问题 减速时间是指变频器的输出频率从基 本频率 厂 h 减至 0所需的时间 由于减速时 频率下 降很快 电动机处于强烈的再生制动状态 很容易 产生过电流和过电压 因此减速时间的设定同加速 时间一样 其值 的大小主要考虑系统 的惯性 惯性 越大 减 速 时 间也 越 长 加 减 速 时 间参 数 为 F 0 0 9 F 0 1 0 出厂值为 1 0 s 或 2 0 s 加减速时 间 可根 据负 载 计算 但 在调 整 中常采 取按负 载 和 经 验先 设 定 较 长 加 减 速 时 间 通 过 起 停电动机 观察 有无 过 电流 过 电压 报警 然 后将 加 减速设定时间逐渐缩短 以运转中不发生报警为原 则 重复操作几次 便可确定出最佳加减速时间 一 般情况下 加 减速选择 同样 的时间 1 5多功 能端子 多功能端子 也称 为可编程输入 输 出控 制端 子 是为了节省变频器控制端子的数量而进行设置 的 森 兰 S B 6 0系列 有 x 1 x 7共 7个 多功 能 端 子 分别 由 F 5 0 0一 F 5 0 6对 其进行 定 义 通过 X 1 X 7形 成开关通断完成不同的功能 设置范围为 0 1 6 用 户可根据使用需要选择 x 1 x 7端子中的任一个实现 某一功能 0 3 多段频率端子选择 可通过 4个端子的通 断组合 最多可定义 l 5段速度的多段速运行 其运 行频率由功能参数 F 6 1 6 F 6 3 0确定 如选择 x 1一 2端子使变频器分别以 1 0 H z 2 0 H z 3 0 H z 的 3 段 转速频率运行 可设 置 F S 0 0 0 F 5 0 1 1即分别选 择 x l与 X 2为多段频率端子 当 x 1与 2分别为断 通 通断 通通 组合 时 变频 器就分别 以 F 6 1 6 1 O H z F 6 1 7 2 0 H z F 6 1 8 3 0 H z的频 率运 行 当 过程 P I D有 效时 多段频 率端子功能无 效 4 6 加减 速时间端 子选择 可通过 3个 端子的 通断组合 最多实现 7种加减速时间 其加减速时间 由功能参数 F 6 3 1 一F 6 4 4确定 如选择 5 一x 6为加减 速时间端子时 希望 变频 器在频 率改 变时 分别 以5 s 1 0 S x 1 5 S完 成 加 减 速 转 换 则 可 设 置 0 4 4 0 5 5即分别选择 5与 x 6为加减 速时 间端 子 当 5 与 x 6分别为断通 通断 通通组合时 变频器就 分别 以 F 6 3 1 5 s F 6 3 2 5 s F 6 3 3 1 0 s F 6 3 4 1 0 s F 6 3 5 1 5 s F 6 3 6 1 5 S 完成加减速转换 7 8 故障输入端子选择 通过这两个端子可以 让外部故障信号输入变频器 外部故障信号可 以采 用 常开 常 闭两种输入方式 9 复位输入端子选择 当变频器发生故障时 在故障清除后 短接 C O M和该端子 可以使变频器 复位 1 O 点动输入端子选择 当输入端子设定为此功 能 短接 C O M和该端子 变频器点动运行 1 1 程序运行优先输入端子选择 当输入端子设 定 为此功能 短接 C O M 和该 端子 变频器 以 F 0 0 1 频 率给定方式设定的频率运行 要使该功能生效 还需 要将 F T 0 0设置为 4 程序运行优先指令有效 1 2 程序运行暂停输人端子选择 当输入端 子设 定为此功能 短接 C O M和该端子 变频器暂停运行 断开 C O M 和该端子 变频器恢 复运 行 1 3 1 4 正 反 转输入 端子选 择 当输入端子 设 定为正转输入功 能 短 接 C O M 和该 端子 变 频器 正 转 设定为反转输入功能 短接 C O M和该端子 变 频器反转 受转向锁定 F 4 0 2控制 1 5 自锁控制输 入 E F端子选择 l 6 测速输入 S M1 S M2端子选 择 对 X 6 X 7端 子有效 S M1 S M 2是 P G速度反馈控制的两相正交 脉冲的输入信号 2常用功能参数的设置 2 1 转 矩 矢量控 制 电动机的控制模式常有两种 V f控制 矢量控 制 由功能参数 F 0 1 3确定 出厂为 0 是 V f 开环控 制模式 F 0 1 3 1为闭 环 V f控制模 式 当F 0 1 3 2 或 3 是无速度传感器矢量控制模式和有速度传感器矢 量控制模式 在此模式下 要在第一次运行前 先设 定 0 0 1自动测定电机参数 以供 变频器以后的控 制运行用 采用转矩 矢 量控 制 功 能 电动 机在 各 种运 行 条 件下都能输出最大转矩 尤其是 电动机在低速运行 区域 但现在 的变频 器几乎 都采用 无 反馈矢 量控 制 由于变频器能 根 据负 载 电流 大小 和 相位 进行 转 差补 偿 使电动机具有很硬的力学特性 对于多数场合已 能满足要求 不需在变频器的外部设置速度反馈 电 路 这一功能的设定 可根据实际情况在有效和无效 中选择一项 即可 与之有关 的功能是 转差 补偿 控制 其作用是为补偿 由负载波动而引起的速度偏差 可 加上对应于负载电流的转差频率 这一功能主要用 于定位控制 2 2电子热过载保护 电子热保护是为保护 电动机过热而设置 当负 载电机的额 定 电流与 所用 变频 器 的额 定 电 流不 匹配 时 变频器内 C P U根据运转电流值和频率计算出电 动机 的温升 可以对负载 电机 实施 有效 的过 载保护 功能参数 F 0 1 1 出厂为 0不 动作 当设置为 1 时 动作 F 0 1 1有过载预报功能 其电子热保护设定值 3 6 机床与液压 第 3 8卷 2时 变频器将根据输出电流超过额定电流的多少确 定允许过载时间 超过这个允许时间则故 障停机 减速方式 S形曲线加减速方式等 如图 1 所示 频 率I 间 频率 间 a 直线 加减 速方 式 b s 形 曲线加 减速 方式 图 1 变频器 的加速 曲线 在加速 过程 中 频 率 与时 间成 线 性关 系 如 果 没有什么特殊要求 一般的负载均选用直线加减速 方式 如图 1 a 所示 s形 曲线加 减速 方 式初 始 阶段加速较 缓 慢 中间 阶段 为线 性 加速 尾段 加 速 逐渐减 为 0 如 图 1 b 所 示 这 种方 式适 用 于带 式输送机一类的负载 这类负载往往满载起动 传 送带上的物体静摩擦力较小 刚起动时加速较慢 以防止输送带上的物体滑倒 到尾段加速度减慢也 是这个原因 加减 速模 式 由功 能参 数 F 4 1 3和 F 4 1 4控 制 F 4 1 3 0为直线加减速 输出频率按设定斜率增加或 减少 F 4 1 3 1 为 s形 曲线加减 速 输 出频率按 S曲 线增加或减少 图 中 为加速 时 间 t 为减速 时间 F 4 1 4为选择 s曲线的形状 F 4 1 4从 1 增加到4 S曲 线的弯曲程度将增加 2 4瞬 间停 电再起 动 瞬间停电再起动功能的作用是在发生瞬时停 电 又复电时 利用变频器的 自动跟踪功能 使变频器 的输出频率能够 自动跟踪与电动机实际转速相对应 的频率 然后再升速 返回至预先给定的速度 从而 避免进行复位 再起动等繁琐操作 保证整个系统 的连续运行 功能参数为 F l l 6 出厂为0 电源恢复 时再起动不动作 F 1 1 6为 1时频率从零起动 F 1 1 6 为 2时转 速跟 踪 起 动 当瞬 时停 电时 间在 2 s以 内 时 可 以使用变频器 的这个功能 2 5节 能控 制 风机 水泵都属于平方率负载 即随着转速的 下降 负载转矩与转速的平方成 比例减小 而具有 节能控制功能的变频器设计有专用 V f模式 这种模 式可改善 电动 机 和变频 器 的效 率 可根 据 负载 电流 自动 降低变频器输 出电压 从而达到节能 目的 功能 参数 F l l 5 出厂设置通用 型为 0 不节 能运行 为 1时为节能运行 风机型 需要说明的是 节能运行功能只在 V f控制时起 作用 即 F 0 1 3设置 为 0 如果 变频器 选择 了矢 量控 制的工作模式 该功能将被 自动取消 因为在所有的 控制功能中 矢量控制的优先级最高 所以当采用变 频器拖 动 风 机 或 水 泵 时 需 要 将 此 功 能设 为 节 能 运行 一 引 2 6 电动机参数的 自动测试 当变频器的配用电动机符合变频器说明书的使 用要求时 用户只需要输入电动机的极数 额定 电压 等参数 变频器就可以在 自己的存储器 中找到该类 电动机的相关参数 当选用的变频器和电动机不配 套时 或者与电机间电缆很长或接有电抗器 或使用 非标准电机或专用 电机 时 需要进行电机参数 自动 测试 在采用开环 U f控制时 这种矛盾并不突出 而 选择矢量 控制 功 能时 系统 的控制 是 以 电动机参 数 为依据的 此时电动机参数的准确性就显得非常重 要 为了提高矢量控制的效果 很多变频器都提供了 电动机参数的自动调整功能 对电动机的参数进行 测试 测试时 首先将变频器和配套电动机按要求接 线 然后选择矢量控制 输入电机额定值 如额定电 压 电流 频率等 选择 自动调整 的方式为 用 或 不用 设定 F 2 0 0 1 带上电机并使电机空转 几秒 钟后 变频器 自动完成 电机参数的测量 将电动 机的定子 转子电阻 电感等参数计算 出来并 自动 保存 电动机参数的 自动测试的功能参数为 F 2 0 0 在 电机控制模式 F 0 1 3 2或 3有效 3 功能参数设置实例 矿井提升机是煤矿 有色金属矿生产过程 中的 重要设备 为克服传统交流绕线式电机串电阻调速 系统 的缺点 采用变频调速技术 改造提 升机 下面是 以矿井提升机 中变频调速系统中所用的森兰变频器 为例 说明功能参数的设置步骤 变频器的参数设置 主要考虑到生产工艺的特殊要求 综合现场实际进 行相关功能参数的设置 3 1 参 数设 置 提升机的负载特性 为恒转矩位能负载 由于提 升机电机绝大部分时间都处于电动状态 仅在少数 时间有再生能量产生 变频器接入一制动单元和制 动电阻 变频器采用外控方式和多种频率运行 为此 第4期 胡雪梅 等 通用变频器功能参数的设置 3 7 多功 能端 子 x 1 2设 置 为 正 反 转 端 子 X 3 x 4 5为多段 速运行 端子 变频 调速原理图如图 2所示 ZJ l 一一 ZJ 2 一一 ZJ 3 一 ZJ 4 一 ZJ 5 去PLC R S T Xl S B6l G9 0 KW X2 X3 X4 P X5 CM N 3 0 B 3 0 C M 制 动 单元 制动 电阻 图2 矿井提升机变频调速原理图 运转控制方式 F 0 0 4 1 即采用外控方式 转矩 补偿为 自动提升 F 1 0 3 0 上限频率 F 6 0 7 5 0 H z 根据现场需要设定 起动频率 0 0 0 2 停止频 率 F 6 0 2 0 2 多功 能端子 的定 义 定 义 x 1 为 正转 端子 F S 0 0 1 3 定 义 X 2为 反转 端 子 F 5 0 1 1 4 定 义 X 3 X 4 X 5为多段频 率端子 即 F 5 0 2 0 F 5 0 3 1 0 4 2 可获得 7段频率运行速度 多段速运 行频率 F 6 1 6 8 F 6 1 7 2 5 F 6 1 8 5 0 电机控制模 式为速度传感器矢量控制模式 F 0 1 3 2 电机参数 自 动测试 F 2 0 0 2 继电器输出端子为故障报警输出 F 5 0 7 1 5 电机停车方式设为减速刹车方式 直流 制动停车 F 0 0 7 2 驱动转矩 F 2 0 8 1 3 0 允许电气 机械制动 F 5 1 l 气1 外部抱 闸投入延时为 F 5 1 2 0 2 加减速模式设置 考虑到加减速过程会对提升机 有较大影响 所以采用 s形曲线 使加减速开始和结 束时缓慢地输出频率 s形 曲线有强型和弱型之分 强型变化的曲线更为合适 可以配合加减速时间共同 调整 即设定 F 4 1 3 2 S形加减速模式 强型 3 2参数调整 加减速时间 F 0 0 9 F 0 1 0调整 以出厂的默认值 进行试机 看变频器是否跳闸 如果跳闸则加减速 时间太 短 可 以增 大加 减 速 时间 到变 频 器不 再 跳 闸为 止 电子热过载保护 F 0 1 1 F 0 1 2 此参数需要根据 经验及现场观察确定 可设过流电流为额定电流的 8 5 即 F 0 1 1 2 F 0 1 2 8 5 3 3试运行 观察有无跳闸情况发生 同时测量电机在低速 时有无发热现象 根据运转情况再进行一次参数设 置 若运转正常 将数据保护起来 参数设置结束 4 结束语 变频器作为一种高效节能的电机调速装置 得 到了越来越广泛的应用 只有系统地 合适地 准确 地设置参数才能用好变频器 最大限度地发挥其 在 生产中的作用 变频器功能参数的设置 需要根据现 场工艺设备情况综合考虑 经过多次设置才能使变