1、簡述
現(xiàn)代變頻器在不斷更新、更換、升級和演化，而且隨著科學技術(shù)的發(fā)展其應(yīng)用也越來越廣泛。作為變頻器的使用者，掌握和熟悉變頻器的正確現(xiàn)場調(diào)整方法和技術(shù)要領(lǐng)，對變頻器正常工作、減少故障、延長壽命很重要。 筆者根據(jù)多年從事變頻理論研究和實際應(yīng)用的實踐經(jīng)驗，提供以下點滴調(diào)整經(jīng)驗，以期與同事們交流，拋磚引玉。
2 調(diào)試主要步序
變頻器調(diào)試，有下列五大主要步驟。
2.1觀察了解變頻器系統(tǒng)功能
在調(diào)試變頻器之前，必須仔細閱讀要調(diào)試的變頻器的指令手冊和相關(guān)信息，熟悉其工作環(huán)境和需要注意的事項。
2.2無機空載運行調(diào)試變頻器
以下三個步驟是變頻器無機(即未連接到電機)空載(即電機空載)運行最基本、最重要的調(diào)試操作:
(1) 將變頻器的接地端子接地，并通過漏電保護開關(guān)將其電源輸入端子連接到電源；
(2) 查看變頻器的顯示窗的出廠顯示是否存在異常，在出現(xiàn)異常的情況下需要立即復位。 否則，委托供應(yīng)商退貨。
(3) 熟悉變頻器的操作，正確理解每個操作按鍵的作用功能。
變頻器通常都會有，運行(run)、 停止(stop)、編程 (prog)、 數(shù)據(jù)/確認(data/enter)、增加(up▲)、減少(down▼)等6個鍵，其它的不同型號的變頻器操作鍵的基本的定義相同。另外變頻器還有功能鍵、復位(reset)、
2.3帶機空載運行調(diào)試變頻器
以下四個步驟對變頻器帶機（即連接電機）無負載（即無負載電機）的調(diào)試至關(guān)重要。
(1) 設(shè)定電機的功率、極對數(shù)、變頻器的動作電流。
(2)設(shè)定變頻器的最大輸出頻率和基頻，設(shè)定電機的力矩特性。
所謂最高頻率，是變頻器的電動機系統(tǒng)能運轉(zhuǎn)的最高頻率，變頻器自身的極限工作頻率有可能很高，因此在電動機容許的最高動作頻率比變頻器的最高動作頻率低的情況下，設(shè)定電動機及其負載的要求而動作的頻率。
變頻器的基本工作頻率是作為一條電動機進行恒功率控制和恒轉(zhuǎn)矩控制的分界線，應(yīng)依據(jù)電動機的額定電壓開展設(shè)定。
扭矩類型是指負載是恒定扭矩負載還是可變扭矩負載。用戶根據(jù)v/f工作模式圖和變頻器操作說明中的負載特性選擇其中一種工作模式。通用變頻器均備有多條v/f曲線供用戶選擇，使用時應(yīng)根據(jù)負載性質(zhì)選擇合適的v/f曲線。如果是風機和泵類負載，要將變頻器的轉(zhuǎn)矩運行代碼設(shè)定成變轉(zhuǎn)矩和降轉(zhuǎn)矩運行特性。為了提高變頻器的低速性能，電機的輸出轉(zhuǎn)矩能夠滿足生產(chǎn)負載的啟動要求。在三相異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩控制非常復雜。在低頻段，由于電阻和漏電抗的影響不容忽略，若仍保持v/f為常數(shù)，則磁通將減小，從而減小了電動機的輸出轉(zhuǎn)矩。因此，為了提高扭矩，必須在低頻下對電壓進行適當補償。一般變頻器均由用戶進行人工設(shè)定補償。
(3) 將變頻器設(shè)置為自帶鍵盤操作模式，分別按運行鍵、停止鍵，觀察電動機能否正常啟、停。
(4) 按照變頻器使用說明書對其電子熱繼電器功能進行設(shè)定。
電子熱繼電器的門限值定義為電動機和變頻器兩者額定電流的比值，常用百分數(shù)表示。當變頻器輸出電流超過其容許電流時，過流保護設(shè)施將切斷變頻器的輸出。因而，變頻器電子器件熱繼器的閥值最高值不超過變頻器的極限容許輸出電流量。變頻器過載保護設(shè)置值可以修改。
2.4變頻器負載運行調(diào)試
變頻器負載(即變頻器接上電動機并且電動機帶上負載)運行調(diào)試，下列五步必須進行。
(1) 直接在變頻器的面板上操作的停止鍵，對電動機的運行停止過程及變頻器的顯示窗進行觀察，看是否有異?，F(xiàn)象。
(2)如果啟/停電動機過程中變頻器出現(xiàn)過流保護動作，則應(yīng)重新設(shè)定加速/減速時間。電動機在加速、減速時的加速度取決于加速轉(zhuǎn)矩，而變頻器在啟/制動過程中的頻率變化率由用戶設(shè)定。如果電機的轉(zhuǎn)動慣量或負載根據(jù)加減速時的預期頻率變化而變化，有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠，從而造成電動機失速，即電動機轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào)，從而造成過電流或過電壓。因此，需要根據(jù)電機的慣性轉(zhuǎn)矩和負載設(shè)定加減速時間，以便使變頻器的變頻率與電機的變速率相協(xié)調(diào)。調(diào)試此項設(shè)定是否合理的方法是先按經(jīng)驗選定加、減速時間進行設(shè)定，若在啟動過程中出現(xiàn)過流，則可適當延長加速時間;若在制動過程中出現(xiàn)過流，則適當延長減速時間。
(3)如果變頻器在限定的時間內(nèi)仍然出現(xiàn)過流保護動作，應(yīng)改變啟/停的運行曲線，如從直線改為s形、u形線或反s形、反u形線。當電動機負載慣性較大時，則應(yīng)采用更長的啟/停時間，并且根據(jù)其負載特性設(shè)定運行曲線類型。
(4)如果變頻器還出現(xiàn)過流保護動作，則應(yīng)嘗試增加最大電流的保護值，但是不能取消保護，應(yīng)留有至少10%～20%的保護余量。如果此動作依然發(fā)生，則應(yīng)更換較大一級功率的變頻器。
(5) 如果電動機在通過變頻器啟動過程中速度達不到
系統(tǒng)發(fā)生機電共振，可從電動機運轉(zhuǎn)的聲音進行判斷。通過設(shè)置頻率跳變值可以避免諧振點(通用變頻器可以設(shè)置第三跳變點)。v/f控制方式的變頻器驅(qū)動三相異步電動機時，在某些頻率段，電動機的電流、轉(zhuǎn)速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，即使在加速過程中，也會出現(xiàn)過流保護，使電機無法正常啟動，特別是在電機負載較輕或轉(zhuǎn)動慣量較小時。普通變頻器具有跳頻功能，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)振蕩的頻率點在v/f曲線上設(shè)置跳點和跨寬。隨著電機加速，自動跳過這些頻帶，以確保系統(tǒng)正常工作。
電動機的轉(zhuǎn)矩輸出能力不夠，不同品牌的變頻器出廠參數(shù)設(shè)定不同，在相同條件下負載能力不同，也可能因變頻器控制方式不同，造成電動機的負載能力不同;或因系統(tǒng)的輸出效率不同;造成負載能力會有所差異。對此種情況，可以增加轉(zhuǎn)矩提升量的值。如果達不到，可用手動轉(zhuǎn)矩提升功能，但不要設(shè)置過大，電動機這時的溫升會增加。如果仍然不行，應(yīng)改用新的控制方式。
2.5變頻器連接上位機的系統(tǒng)調(diào)試
在手動的基本設(shè)定調(diào)試完成后，如果系統(tǒng)中有上位機，將變頻器的控制線直接與上位機控制線相連，并將變頻器的操作模式改為端子控制。根據(jù)上位機系統(tǒng)的需要，調(diào)定變頻器接收頻率信號端子的量程0～5v或0～10v，以及變頻器對模擬頻率信號采樣的響應(yīng)速度。
2.6變頻器控制方式的選擇與使用
這里只論述變頻器通常采用的兩種典型控制方式，即磁通矢量控制方式和壓/頻(即v/f)控制方式。
(1) 變頻器磁通矢量控制方式
三相異步電動機與直流電動機理論上具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機理，從磁場與同其垂直的電流相乘積等于轉(zhuǎn)矩這一原理出發(fā)，將供給電動機的定子電流分為兩個部分，即產(chǎn)生磁場的磁場電流與產(chǎn)生力矩的轉(zhuǎn)矩電流。矢量控制方式就是通過，分別將定子電流分解成磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流等進行控制，同時將二者合成的電流供給電動機，因此得到與直流電動機相同的控制特性。采用這種控制方式，可以提供足夠的啟動轉(zhuǎn)矩和充足的低速轉(zhuǎn)矩，特別適用于負荷變化較大的場合。但其運行條件有下列四方面的局限性：
要求變頻器容量的余量一般要比電動機容量大出一個等級;
對電動機的級數(shù)要求較多;
只能用于單機運行;
電動機電源線的長度不能過長。
當上述條件不能滿足時，就會帶來轉(zhuǎn)矩不足或電動機轉(zhuǎn)速波動等一系列問題，所以除非是負荷變化較大的場合，否則推薦使用v/f控制方式。
(2) 變頻器的壓/頻(v/f)控制方式
所謂壓/頻(v/f)，即電壓/頻率，就是指變頻器在控制可變范圍內(nèi)的輸出電壓和輸出頻率的比率要保持協(xié)調(diào)?；最l率是電動機恒轉(zhuǎn)矩特性運轉(zhuǎn)和恒功率特性運轉(zhuǎn)的分界點，因此可根據(jù)負載對轉(zhuǎn)矩、功率大小的要求來設(shè)定壓/頻控制方式及特性，從而達到所需控制目的。
3 調(diào)試時的注意事項
對變頻器進行現(xiàn)場調(diào)試時，要注意下列事項：
(1) 注意輸出頻率范圍的設(shè)定
變頻器輸出頻率范圍的設(shè)定，亦就是變頻器輸出頻率的上、下限位值，其設(shè)置的目的是為了防止誤操作或外界頻率設(shè)定信號源出故障而引起輸出頻率過高或過低，以防止損壞機械設(shè)備。此設(shè)定一般以被控電動機的最大轉(zhuǎn)速或經(jīng)驗值設(shè)定。
(2) 注意加速時間的設(shè)定
加速時間即輸出頻率從零上升到最大頻率時所需要的時間，減速時間是指從最大頻率下降到零所需要的時間。加速和減速時間通常由頻率設(shè)置信號的上升和下降決定。限制一個給定的升降頻率，以防止在電機加速過電流，并設(shè)定下降速率以防止減速過電壓。在設(shè)定加速時間時，應(yīng)注意限制傳感器過流容量以下的加速電流，設(shè)置避免 變頻器過電流量跳閘減速時間時，一定要注意不必使光滑電源電路的工作電壓過大，以防變頻器因再造過壓顫振而跳閘。加減速時間可根據(jù)負載計算，但是比較繁瑣，其簡易方法為：根據(jù)負載大小，憑經(jīng)驗先設(shè)定較長的加減速時間，然后通過運行觀察有否過流、過壓報警，逐漸縮短設(shè)定的時間，以運行中不發(fā)出報警為原則，重復操作，確定最佳值。
(3) 注意電動機保護功能的設(shè)定
在實際工程中，應(yīng)將電動機的額定電流作為設(shè)定值，此值為電動機過載的基準值。但應(yīng)注意：用一臺變頻器控制多臺電動機時，此功能設(shè)置無效。
(4) 注意igbt關(guān)聯(lián)快速熔斷器的選定
igbt是變頻器中最重要的器件，它是大功率場效應(yīng)復合管，生產(chǎn)廠家對它采用半導體快速熔斷器進行保護，其熔斷時間小于igbt的擊穿時間。如果它的性能改變，就會燒毀igbt，因此對快速熔斷器型號的選定至關(guān)重要。
(5) 注意故障自動復位次數(shù)及復位時間的設(shè)定
這項設(shè)定很重要，在實際運行中，難免會有偶然出現(xiàn)的一些故障，但瞬間就能自動克服，可保障變頻器平穩(wěn)工作而無需尋找故障點。
4 結(jié)語
文中對變頻器現(xiàn)場調(diào)試具體步驟、方法、技術(shù)、要點以及注意事項進行了淺略的論述，雖然實際變頻器品種繁多，可能遇到的調(diào)試問題亦舉不勝舉。但是變頻器的調(diào)試原理和相關(guān)技術(shù)要點是大同小異的，這就是本文的意圖。
