变频器调试中常规参数的作用及设置方法

变频器调试中常规参数的作用及设置方法

李伟

包头钢铁公司白云鄂博铁矿干选作业部

变频器的配置参数较繁杂，每个参数都有其特定的可选区间。在实际应用中，有时由于某些参数的不当配置，会导致变频器运行异常。因此，对变频器进行调试的首要任务，就是确保所有参数得到正确的设置。以下结合在工作中情况，总结了11个基础的变频器参数配置方法。

一、控制方式

控制方式多样，包括速度控制、转矩控制、PID控制等。选定控制方式后，通常需要基于期望的控制精度进行静态或动态的辨识，以优化系统性能，确保变频器能够精确、稳定地运行。

在速度控制模式下，变频器会根据设定的速度值来调节电机的转速；而在转矩控制模式下，它则着重于保持电机的输出转矩恒定。PID控制则是一种更为复杂的控制策略，它通过不断比较实际输出与期望输出，自动调整控制参数，以实现更精确的控制。

选择适当的控制方式后，进一步的辨识过程也至关重要。静态辨识通常是在系统静止状态下进行的，用于确定系统的基础参数；而动态辨识则是在系统运行过程中进行，以获取更真实的系统特性。这些辨识过程有助于更准确地设定变频器的参数，提高控制精度，确保系统的稳定运行。

二、最低运行频率

最低运行频率是指电机能够持续稳定运行的最小转速。当电机长时间以极低的转速运转时，其散热性能会受到严重影响，可能导致电机内部温度升高，甚至引发烧毁的风险。

此外，在低速状态下，电缆中的电流也会相应增大，从而产生过多的热量，同样会导致电缆发热。因此，在设定变频器的最低运行频率时，需要综合考虑电机的散热性能和电缆的承载能力，确保电机和电缆都能在安全、稳定的条件下运行。

三、最高运行频率

最高运行频率是指变频器所能驱动电机达到的最高转速，这一参数在变频器设定中至关重要。对于一般的变频器而言，其最大频率通常可以达到60Hz，甚至有的高性能变频器可以达到400Hz。然而，需要注意的是，高频率运行会使电机以极高的速度运转，这对于普通电机来说是一个挑战。

在超过额定转速长时间运行时，电机的轴承可能会受到过度的磨损，同时电机的转子也可能无法承受由此产生的高离心力，这可能导致电机的损坏甚至烧毁。

因此，在设定变频器的最高运行频率时，必须综合考虑电机的性能和使用条件，确保电机能够在安全、稳定的范围内运行。
四、电机参数

在变频器的参数设置中，电机的各项关键指标，如功率、电流、电压、转速以及最大频率等，都是不可或缺的元素。为了确保这些参数的准确性，可以直接参考电机铭牌上提供的信息。

电机铭牌通常详细列出了电机的各项规格和特性，包括额定功率、额定电流、额定电压、额定转速以及最大频率等，为变频器的参数设置提供了可靠的依据。

通过合理设定这些参数，变频器能够更精准地控制电机的运行，实现高效、稳定的运行效果。同时，这也有助于保护电机免受因参数设置不当而引起的损害，延长电机的使用寿命。

因此，在设定变频器参数时，务必确保电机参数的准确性和完整性，以确保整个系统的正常运行和安全性。

五、加减速时间

加速时间和减速时间是变频器控制中非常重要的参数。加速时间是指输出频率从0上升到最大频率所需的时间，而减速时间则是从最大频率下降到0所需的时间。这两个时间的设定通常是通过频率设定信号的上升和下降来确定的。

在电动机加速过程中，为了避免过电流的发生，需要限制频率设定的上升率。过电流可能会导致设备损坏或变频器跳闸。因此，加速时间的设定应确保加速电流不超过变频器的过电流容量。同样，在减速过程中，为了防止平滑电路电压过大，需要限制频率设定的下降率。如果电压过高，可能会导致再生过压失速，进而使变频器跳闸。因此，减速时间的设定应确保电压在可控范围内。

为了确定最佳的加减速时间，可以根据负载进行计算。但在实际调试中，通常会先设定一个相对较长的加减速时间，然后通过观察电动机的启动和停止过程，检查是否有过电流或过电压的报警。如果没有报警，可以逐渐缩短加减速时间，重复这个过程几次，直到找到既不会导致报警又能满足实际需求的最佳加减速时间。

六、电子热过载保护

电子热过载保护是一种重要的电动机保护措施，旨在防止电动机因过热而受损。该功能通过变频器内部的CPU来监测和计算电动机的运转电流和频率，从而估算出电动机的温升情况，并在必要时采取过热保护措施。

电子热过载保护的工作原理是基于电动机的额定电流与变频器额定输出电流之间的比例关系。通过设定一个百分比值，即电子热保护设定值，可以对电动机的过热情况进行精确控制。

七、频率限制

频率限制是变频器的一个重要功能，它用于设定变频器输出频率的上限和下限幅值。这一功能的设置主要是出于两方面的考虑：一是防止因误操作或外接频率设定信号源出现故障而导致的输出频率过高或过低，从而保护设备免受损坏；二是根据实际应用需求，对设备的运行速度进行限制或调整。

八、转矩限制

转矩限制是变频器控制中的一个重要功能，它主要分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。这个功能主要是根据变频器的输出电压和电流值，通过CPU进行转矩计算，从而实现对电动机在加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性的显著改善。

驱动转矩限制功能提供了强大的起动转矩，确保电动机在启动阶段能够顺利启动。在稳态运转时，这个功能会控制电动机的转差，将电动机的转矩限制在预设的最大值内。当负载转矩突然增大时，或者加速时间设定过短时，驱动转矩限制功能能够防止变频器因过载而跳闸，确保电动机的稳定运行。

制动转矩限制功能则主要关注电动机的减速过程。当制动转矩设定数值较小时，制动力会较大，适用于需要急加减速的场合。

九、加减速模式选择

加减速模式选择，也称为加减速曲线选择，是变频器控制中的一个重要参数设置。它决定了电动机在加速和减速过程中的速度变化特性，对于确保设备的稳定运行和延长使用寿命具有重要意义。

十、转矩矢量

转矩矢量控制是一种高效的电机控制技术，它基于一个理论前提：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。这种控制方式的核心思想是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，并分别进行控制。随后，将这两部分电流合成，并将合成后的定子电流输出给电动机。通过这种方式，从原理上，转矩矢量控制可以实现与直流电动机相似的控制性能。

在实际应用中，转矩矢量控制功能使得电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，特别是在电动机的低速运行区域。

十一、节能控制

节能控制是变频器设计中一个非常重要的方面，特别是在风机和水泵等减转矩负载的应用中。这些负载的特点是随着转速的下降，负载转矩与转速的平方成比例减小。具有节能控制功能的变频器为此类负载设计了专用的V/f（电压/频率）模式。

在这种模式下，变频器能够根据电动机的负载电流自动调整输出电压，从而优化电动机的运行效率，并达到节能的目的。