電工知識:西門子變頻器接線圖及參數設置
電工知識:西門子變頻器接線圖及參數設置
西門子變頻器恒壓供水采用PLC和變頻器結合，系統運行平穩可靠，實現了真正意義上的無人職守的全自動循環切泵、變頻運行，保證了各臺水泵運行效率的設備的穩定運轉啟動平穩，消除了啟動大電流沖擊，由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵的使用壽命，可以消除啟動和停機時的水錘效應。通過觸摸屏上的組態畫面就可進行供水壓力的設定，監視設備運行狀況同時可以查詢設備故障信息，大大提高恒壓供水系統的自動化水平及對現場設備的監控能力。
變頻器功能參數很多，一般都有數十甚至上百個參數供用戶選擇。實際應用中，不需要對每一參數都進行設置和調試，多數只要采用出廠設定值即可。但有些參數由于和實際使用情況有很大關系，且有的還相互關聯，因此要根據實際進行設定和調試。 因各類型變頻器功能有差異，而相同功能參數的名稱也不一致，為敘述方便，本文以富士變頻器基本參數名稱為例。由于基本參數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。通常用頻率設定信號上升、下降來確定加減速時間。在電動機加速時須限制頻率設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；減速時間設定要點是：防止平滑電路電壓過大，不使過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據負載計算出來，但在調試中常采取按負載和經驗先設定較長加減速時間，通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警；然后將加減速設定時間逐漸縮短，以運轉中不發生報警為原則，重復操作幾次，便可確定出醉佳加減速時間。
二 轉矩提升
又叫轉矩補償，是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉矩降低，而把低頻率范圍f/V增大的方法。設定為自動時，可使加速時的電壓自動提升以補償起動轉矩，使電動機加速順利進行。如采用手動補償時，根據負載特性，尤其是負載的起動特性，通過試驗可選出較佳曲線。對于變轉矩負載，如選擇不當會出現低速時的輸出電壓過高，而浪費電能的現象，甚至還會出現電動機帶負載起動時電流大，而轉速上不去的現象。
三 電子熱過載保護
本功能為保護電動機過熱而設置，它是變頻器內CPU根據運轉電流值和頻率計算出電動機的溫升，從而進行過熱保護。本功能只適用于“一拖一”場合，而在“一拖多”時，則應在各臺電動機上加裝熱繼電器。 電子熱保護設定值(%)=[電動機額定電流(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，以防損壞設備的一種保護功能。在應用中按實際情況設定即可。此功能還可作限速使用，如有的皮帶輸送機，由于輸送物料不太多，為減少機械和皮帶的磨損，可采用變頻器驅動，并將變頻器上限頻率設定為某一頻率值，這樣就可使皮帶輸送機運行在一個固定、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定。其用途是當頻率由外部模擬信號(電壓或電流)進行設定時，可用此功能調整頻率設定信號醉低時輸出頻率的高低，如圖1。有的變頻器當頻率設定信號為0%時，偏差值可作用在0～fmax范圍內，有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對偏置極性進行設定。如在調試中當頻率設定信號為0%時，變頻器輸出頻率不為0Hz，而為xHz，則此時將偏置頻率設定為負的xHz即可使變頻器輸出頻率為0Hz。
六 頻率設定信號增益
此功能僅在用外部模擬信號設定頻率時才有效。它是用來彌補外部設定信號電壓與變頻器內電壓(+10v)的不一致問題；同時方便模擬設定信號電壓的選擇，設定時，當模擬輸入信號為醉大時(如10v、5v或20mA)，求出可輸出f/V圖形的頻率百分數并以此為參數進行設定即可；如外部設定信號為0～5v時，若變頻器輸出頻率為0～50Hz，則將增益信號設定為200%即可。
七 轉矩限制
可分為驅動轉矩限制和制動轉矩限制兩種。它是根據變頻器輸出電壓和電流值，經CPU進行轉矩計算，其可對加減速和恒速運行時的沖擊負載恢復特性有顯著改善。轉矩限制功能可實現自動加速和減速控制。假設加減速時間小于負載慣量時間時，也能保證電動機按照轉矩設定值自動加速和減速。 驅動轉矩功能提供了強大的起動轉矩，在穩態運轉時，轉矩功能將控制電動機轉差，而將電動機轉矩限制在設定值內，當負載轉矩突然增大時，甚至在加速時間設定過短時，也不會引起變頻器跳閘。在加速時間設定過短時，電動機轉矩也不會超過設定值。驅動轉矩大對起動有利，以設置為80～100較妥。 制動轉矩設定數值越小，其制動力越大，適合急加減速的場合，如制動轉矩設定數值設置過大會出現過壓報警現象。如制動轉矩設定為0%，可使加到主電容器的總量接近于0，從而使電動機在減速時，不使用制動電阻也能減速至停轉而不會跳閘。但在有的負載上，如制動轉矩設定為0%時，減速時會出現短暫空轉現象，造成變頻器反復起動，電流大幅度波動，嚴重時會使變頻器跳閘，應引起注意。 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矩負載，如風機等；S曲線適用于恒轉矩負載，其加減速變化較為緩慢。設定時可根據負載轉矩特性，選擇相應曲線，但也有例外，筆者在調試一臺鍋爐引風機的變頻器時，先將加減速曲線選擇非線性曲線，一起動運轉變頻器就跳閘，調整改變許多參數無效果，后改為S曲線后就正常了。究其原因是：起動前引風機由于煙道煙氣流動而自行轉動，且反轉而成為負向負載，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生，當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 轉矩矢量控制
矢量控制是基于理論上認為：異步電動機與直流電動機具有相同的轉矩產生機理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規定的磁場電流和轉矩電流，分別進行控制，同時將兩者合成后的定子電流輸出給電動機。因此，從原理上可得到與直流電動機相同的控制性能。采用轉矩矢量控制功能，電動機在各種運行條件下都能輸出轉矩，尤其是電動機在低速運行區域。 現在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據負載電流大小和相位進行轉差補償，使電動機具有很硬的力學特性，對于多數場合已能滿足要求，不需在變頻器的外部設置速度反饋電路。這一功能的設定，可根據實際情況在有效和無效中選擇一項即可。 與之有關的功能是轉差補償控制，其作用是為補償由負載波動而引起的速度偏差，可加上對應于負載電流的轉差頻率。這一功能主要用于定位控制。
十 節能控制
風機、水泵都屬于減轉矩負載，即隨著轉速的下降，負載轉矩與轉速的平方成比例減小，而具有節能控制功能的變頻器設計有專用V/f模式，這種模式可改善電動機和變頻器的效率，其可根據負載電流自動降低變頻器輸出電壓，從而達到節能目的，可根據具體情況設置為有效或無效。 要說明的是，九、十這兩個參數是很先進的，但有一些用戶在設備改造中，根本無法啟用這兩個參數，即啟用后變頻器跳閘頻繁，停用后正常。究其原因有：(1)原用電動機參數與變頻器要求配用的電動機參數相差太大。(2)對設定參數功能了解不夠，如節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，但沒有進行電動機參數的手動設定和自動讀取工作，或讀取方法不當。
基本參數：
P0003 用戶訪問級 可設定值：
0 用戶定義的參數表
1 標準級：可以訪問經常使用的一些參數。
2 擴展級：允許擴展訪問參數的范圍，例如變頻器的I／O功能
3 專家級：只供專家使用
4 維修級：只供授權的維修人員使用-具有密碼保護 P0004
參數過濾器
0 全部參數
2 變頻器參數
3 電機參數
4 速度傳感器
5工藝應用對象/裝置
7 命令，二進制I/O 命令和數字I/O
8 ADC（模-數）和DAC（數-模）模擬I/O
10 設定值通道/RFG（斜坡函數發生器）
12 驅動裝置的特征
13 電動機的控制
20 通訊 （P918 CB通訊板地址）
21 報警/警告/監控
22 工藝參數控制器（例如PID）
快速調試
P0010 調試參數過濾器
0 準備調試
1 快速調試
2 變頻器
29 下載
30 工廠的設定值 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
變頻器應用
0 恒轉矩
1 變轉矩
P0300 選擇電機類型
1 同步
2 異步
P0304 電機額定電壓
P0305 額定電流
P0307 額定功率
P0308 額定功率因數
P0309 額定效率 （P0100=1）
P0310 額定頻率
P0311 額定速度
P0320 電機磁化電流
P3900=1或=2 有變頻器內部計算
P0335 電機冷卻
0 自冷
1 強制
2 自冷和內置冷卻風機
3 強制和內置 P0640 過載因數 P0700 選擇命令源 0 工廠的缺省值設定 1 BOP（鍵盤）設置 2 有端子排輸入 4 ＢＯＰ鏈路的USS設置 5 COM鏈路的USS設置 6 COM鏈路的通訊板（CB）設置 P1000 頻率設定值選擇 0 無主設定值 1 MOP設定值 2 模擬設定值 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 選擇轉矩設定值 P1910 是否自檢測 =1
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