電工知識:西門子變頻器接線圖及參數(shù)設(shè)置
電工知識:西門子變頻器接線圖及參數(shù)設(shè)置
西門子變頻器恒壓供水采用PLC和變頻器結(jié)合，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無人職守的全自動循環(huán)切泵、變頻運(yùn)行，保證了各臺水泵運(yùn)行效率的設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)啟動平穩(wěn)，消除了啟動大電流沖擊，由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵的使用壽命，可以消除啟動和停機(jī)時的水錘效應(yīng)。通過觸摸屏上的組態(tài)畫面就可進(jìn)行供水壓力的設(shè)定，監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀況同時可以查詢設(shè)備故障信息，大大提高恒壓供水系統(tǒng)的自動化水平及對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控能力。
變頻器功能參數(shù)很多，一般都有數(shù)十甚至上百個參數(shù)供用戶選擇。實(shí)際應(yīng)用中，不需要對每一參數(shù)都進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試，多數(shù)只要采用出廠設(shè)定值即可。但有些參數(shù)由于和實(shí)際使用情況有很大關(guān)系，且有的還相互關(guān)聯(lián)，因此要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行設(shè)定和調(diào)試。 因各類型變頻器功能有差異，而相同功能參數(shù)的名稱也不一致，為敘述方便，本文以富士變頻器基本參數(shù)名稱為例。由于基本參數(shù)是各類型變頻器幾乎都有的，可以做到觸類旁通。
一 加減速時間
加速時間就是輸出頻率從0上升到醉大頻率所需時間，減速時間是指從醉大頻率下降到0所需時間。通常用頻率設(shè)定信號上升、下降來確定加減速時間。在電動機(jī)加速時須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過電流，減速時則限制下降率以防止過電壓。 加速時間設(shè)定要求：將加速電流限制在變頻器過電流容量以下，不使過流失速而引起變頻器跳閘；減速時間設(shè)定要點(diǎn)是：防止平滑電路電壓過大，不使過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據(jù)負(fù)載計算出來，但在調(diào)試中常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先設(shè)定較長加減速時間，通過起、停電動機(jī)觀察有無過電流、過電壓報警；然后將加減速設(shè)定時間逐漸縮短，以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報警為原則，重復(fù)操作幾次，便可確定出醉佳加減速時間。
二 轉(zhuǎn)矩提升
又叫轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，是為補(bǔ)償因電動機(jī)定子繞組電阻所引起的低速時轉(zhuǎn)矩降低，而把低頻率范圍f/V增大的方法。設(shè)定為自動時，可使加速時的電壓自動提升以補(bǔ)償起動轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)加速順利進(jìn)行。如采用手動補(bǔ)償時，根據(jù)負(fù)載特性，尤其是負(fù)載的起動特性，通過試驗(yàn)可選出較佳曲線。對于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如選擇不當(dāng)會出現(xiàn)低速時的輸出電壓過高，而浪費(fèi)電能的現(xiàn)象，甚至還會出現(xiàn)電動機(jī)帶負(fù)載起動時電流大，而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。
三 電子熱過載保護(hù)
本功能為保護(hù)電動機(jī)過熱而設(shè)置，它是變頻器內(nèi)CPU根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)電流值和頻率計算出電動機(jī)的溫升，從而進(jìn)行過熱保護(hù)。本功能只適用于“一拖一”場合，而在“一拖多”時，則應(yīng)在各臺電動機(jī)上加裝熱繼電器。 電子熱保護(hù)設(shè)定值(%)=[電動機(jī)額定電流(A)/變頻器額定輸出電流(A)]×0.1。
四 頻率限制
即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)定信號源出故障，而引起輸出頻率的過高或過低，以防損壞設(shè)備的一種保護(hù)功能。在應(yīng)用中按實(shí)際情況設(shè)定即可。此功能還可作限速使用，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，可采用變頻器驅(qū)動，并將變頻器上限頻率設(shè)定為某一頻率值，這樣就可使皮帶輸送機(jī)運(yùn)行在一個固定、較低的工作速度上。
五 偏置頻率
有的又叫偏差頻率或頻率偏差設(shè)定。其用途是當(dāng)頻率由外部模擬信號(電壓或電流)進(jìn)行設(shè)定時，可用此功能調(diào)整頻率設(shè)定信號醉低時輸出頻率的高低，如圖1。有的變頻器當(dāng)頻率設(shè)定信號為0%時，偏差值可作用在0～fmax范圍內(nèi)，有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對偏置極性進(jìn)行設(shè)定。如在調(diào)試中當(dāng)頻率設(shè)定信號為0%時，變頻器輸出頻率不為0Hz，而為xHz，則此時將偏置頻率設(shè)定為負(fù)的xHz即可使變頻器輸出頻率為0Hz。
六 頻率設(shè)定信號增益
此功能僅在用外部模擬信號設(shè)定頻率時才有效。它是用來彌補(bǔ)外部設(shè)定信號電壓與變頻器內(nèi)電壓(+10v)的不一致問題；同時方便模擬設(shè)定信號電壓的選擇，設(shè)定時，當(dāng)模擬輸入信號為醉大時(如10v、5v或20mA)，求出可輸出f/V圖形的頻率百分?jǐn)?shù)并以此為參數(shù)進(jìn)行設(shè)定即可；如外部設(shè)定信號為0～5v時，若變頻器輸出頻率為0～50Hz，則將增益信號設(shè)定為200%即可。
七 轉(zhuǎn)矩限制
可分為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩限制和制動轉(zhuǎn)矩限制兩種。它是根據(jù)變頻器輸出電壓和電流值，經(jīng)CPU進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算，其可對加減速和恒速運(yùn)行時的沖擊負(fù)載恢復(fù)特性有顯著改善。轉(zhuǎn)矩限制功能可實(shí)現(xiàn)自動加速和減速控制。假設(shè)加減速時間小于負(fù)載慣量時間時，也能保證電動機(jī)按照轉(zhuǎn)矩設(shè)定值自動加速和減速。 驅(qū)動轉(zhuǎn)矩功能提供了強(qiáng)大的起動轉(zhuǎn)矩，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩功能將控制電動機(jī)轉(zhuǎn)差，而將電動機(jī)轉(zhuǎn)矩限制在設(shè)定值內(nèi)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大時，甚至在加速時間設(shè)定過短時，也不會引起變頻器跳閘。在加速時間設(shè)定過短時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩也不會超過設(shè)定值。驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大對起動有利，以設(shè)置為80～100較妥。 制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值越小，其制動力越大，適合急加減速的場合，如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值設(shè)置過大會出現(xiàn)過壓報警現(xiàn)象。如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0%，可使加到主電容器的總量接近于0，從而使電動機(jī)在減速時，不使用制動電阻也能減速至停轉(zhuǎn)而不會跳閘。但在有的負(fù)載上，如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0%時，減速時會出現(xiàn)短暫空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，造成變頻器反復(fù)起動，電流大幅度波動，嚴(yán)重時會使變頻器跳閘，應(yīng)引起注意。 八 加減速模式選擇
又叫加減速曲線選擇。一般變頻器有線性、非線性和S三種曲線，通常大多選擇線性曲線；非線性曲線適用于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如風(fēng)機(jī)等；S曲線適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其加減速變化較為緩慢。設(shè)定時可根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，選擇相應(yīng)曲線，但也有例外，筆者在調(diào)試一臺鍋爐引風(fēng)機(jī)的變頻器時，先將加減速曲線選擇非線性曲線，一起動運(yùn)轉(zhuǎn)變頻器就跳閘，調(diào)整改變許多參數(shù)無效果，后改為S曲線后就正常了。究其原因是：起動前引風(fēng)機(jī)由于煙道煙氣流動而自行轉(zhuǎn)動，且反轉(zhuǎn)而成為負(fù)向負(fù)載，這樣選取了S曲線，使剛起動時的頻率上升速度較慢，從而避免了變頻器跳閘的發(fā)生，當(dāng)然這是針對沒有起動直流制動功能的變頻器所采用的方法。
九 轉(zhuǎn)矩矢量控制
矢量控制是基于理論上認(rèn)為：異步電動機(jī)與直流電動機(jī)具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規(guī)定的磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流，分別進(jìn)行控制，同時將兩者合成后的定子電流輸出給電動機(jī)。因此，從原理上可得到與直流電動機(jī)相同的控制性能。采用轉(zhuǎn)矩矢量控制功能，電動機(jī)在各種運(yùn)行條件下都能輸出轉(zhuǎn)矩，尤其是電動機(jī)在低速運(yùn)行區(qū)域。 現(xiàn)在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據(jù)負(fù)載電流大小和相位進(jìn)行轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，使電動機(jī)具有很硬的力學(xué)特性，對于多數(shù)場合已能滿足要求，不需在變頻器的外部設(shè)置速度反饋電路。這一功能的設(shè)定，可根據(jù)實(shí)際情況在有效和無效中選擇一項(xiàng)即可。 與之有關(guān)的功能是轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制，其作用是為補(bǔ)償由負(fù)載波動而引起的速度偏差，可加上對應(yīng)于負(fù)載電流的轉(zhuǎn)差頻率。這一功能主要用于定位控制。
十 節(jié)能控制
風(fēng)機(jī)、水泵都屬于減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，即隨著轉(zhuǎn)速的下降，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成比例減小，而具有節(jié)能控制功能的變頻器設(shè)計有專用V/f模式，這種模式可改善電動機(jī)和變頻器的效率，其可根據(jù)負(fù)載電流自動降低變頻器輸出電壓，從而達(dá)到節(jié)能目的，可根據(jù)具體情況設(shè)置為有效或無效。 要說明的是，九、十這兩個參數(shù)是很先進(jìn)的，但有一些用戶在設(shè)備改造中，根本無法啟用這兩個參數(shù)，即啟用后變頻器跳閘頻繁，停用后正常。究其原因有：(1)原用電動機(jī)參數(shù)與變頻器要求配用的電動機(jī)參數(shù)相差太大。(2)對設(shè)定參數(shù)功能了解不夠，如節(jié)能控制功能只能用于V/f控制方式中，不能用于矢量控制方式中。(3)啟用了矢量控制方式，但沒有進(jìn)行電動機(jī)參數(shù)的手動設(shè)定和自動讀取工作，或讀取方法不當(dāng)。
基本參數(shù)：
P0003 用戶訪問級 可設(shè)定值：
0 用戶定義的參數(shù)表
1 標(biāo)準(zhǔn)級：可以訪問經(jīng)常使用的一些參數(shù)。
2 擴(kuò)展級：允許擴(kuò)展訪問參數(shù)的范圍，例如變頻器的I／O功能
3 專家級：只供專家使用
4 維修級：只供授權(quán)的維修人員使用-具有密碼保護(hù) P0004
參數(shù)過濾器
0 全部參數(shù)
2 變頻器參數(shù)
3 電機(jī)參數(shù)
4 速度傳感器
5工藝應(yīng)用對象/裝置
7 命令，二進(jìn)制I/O 命令和數(shù)字I/O
8 ADC（模-數(shù)）和DAC（數(shù)-模）模擬I/O
10 設(shè)定值通道/RFG（斜坡函數(shù)發(fā)生器）
12 驅(qū)動裝置的特征
13 電動機(jī)的控制
20 通訊 （P918 CB通訊板地址）
21 報警/警告/監(jiān)控
22 工藝參數(shù)控制器（例如PID）
快速調(diào)試
P0010 調(diào)試參數(shù)過濾器
0 準(zhǔn)備調(diào)試
1 快速調(diào)試
2 變頻器
29 下載
30 工廠的設(shè)定值 P0100
0 歐美-【KW】，頻率缺省值50HZ
1 北美-【hp】，頻率缺省值60HZ
2北美-【KW】，頻率缺省值60HZ P0205
變頻器應(yīng)用
0 恒轉(zhuǎn)矩
1 變轉(zhuǎn)矩
P0300 選擇電機(jī)類型
1 同步
2 異步
P0304 電機(jī)額定電壓
P0305 額定電流
P0307 額定功率
P0308 額定功率因數(shù)
P0309 額定效率 （P0100=1）
P0310 額定頻率
P0311 額定速度
P0320 電機(jī)磁化電流
P3900=1或=2 有變頻器內(nèi)部計算
P0335 電機(jī)冷卻
0 自冷
1 強(qiáng)制
2 自冷和內(nèi)置冷卻風(fēng)機(jī)
3 強(qiáng)制和內(nèi)置 P0640 過載因數(shù) P0700 選擇命令源 0 工廠的缺省值設(shè)定 1 BOP（鍵盤）設(shè)置 2 有端子排輸入 4 ＢＯＰ鏈路的USS設(shè)置 5 COM鏈路的USS設(shè)置 6 COM鏈路的通訊板（CB）設(shè)置 P1000 頻率設(shè)定值選擇 0 無主設(shè)定值 1 MOP設(shè)定值 2 模擬設(shè)定值 3 固定頻率 P1080 低頻率 P1082 高頻率 P1120 斜坡上升時間 P31121 斜坡下降時間 P1135 OFF3的斜坡下降時間 P1300 變頻器控制方式 P500 選擇轉(zhuǎn)矩設(shè)定值 P1910 是否自檢測 =1
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