学文网摘要：近十年来，随着电子技术、控制理论等高科技产业的发展，。变频器应用到工业生产的各个领域。本文探讨了变频器的控制方式、快速调试、加减速时间、转动惯量参数设置。
关键词：变频器；转速；参数设置
中***分类号：U291.4+5 文献标识码：A
1概述
近十年来，随着电子技术、控制理论等高科技产业的发展，特别是矢量控制技术的应用，使得交流变频器技术逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快动态响应快，以及在四象限作可逆运行等良好技术性能。变频器应用到工业生产的各个领域。而变频器参数的设置对于生延长产机械的寿命、高效节能等有很大好处。下面以西门子变频器为例简单说明以下参数设置。
2变频器控制方式的选择
变频器控制方式的选择，由负荷的力矩特性所决定，电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定：
P=Tn/9550
式中：P-电动机功率（KW）
T-转矩（N.m）
n-转速（r/min）
转矩T与转矩n 的关系根据负载类型可分为3种：
(1)即使速度变化转矩不大变化的转矩负载，此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。
(2)随着转速的降低，转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液压泵等。
转速越高，转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、卷取机等。变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制、抛物线特性v/f 控制方式。将变频器参数P1300设为0，变频器工作于线性v/f控制方式，将使调速时的磁通与磁通电流基本不变。
将p1300设为2，变频器工作于抛物线特性v/f 控制方式，这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率N近似地与转速n的3次方成正比。其转矩M近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载，如果变频器
v/f特性关系，则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩，从而造成功率因数和功率严重下降。
为了适应这种负载的需要，使电压随着频率的减小以平方关系减小，从而减小电机的磁通和磁通电流，使功率因数保持在适当的范围内。
可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值。具有启动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题，适用于大启动转矩的调速对象。变频器v/f控制方式驱动电机时，在某些频率段，电机的电流、转矩发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点，在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。从p1091可以设定4个不同的跳转点，设置p1101确定跳转频带。有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩，用可编程的v/f控制应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率坐标。参数p1300设置为20，变频器工作与矢量控制。这种控制相对完善，调速范围宽，低速范围起动力矩高，精度高达0.01%响应很快，高精度调速都采用SVPWM矢量控制方式。参数p1300设置为22，变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上最先进的控制方式，其他方式是模拟直流电动机的参数，进行保角变换而进行调节控制的，矢量控制是直接取交流电动机参数进行控制，控制简单，精确度高。
在使用快速调试用变频器驱动电机前，必须进行快速调试。参数p0010设为1、p3900设为1，变频器进行快速调试，快速调试完成后进行必要电动机数据的计算，并将其它所有的参数恢复到它们的缺省设置值。在矢量或转矩控制方式下，为了正确地实现控制，非常重要的一点是，必须正确地向变频器输入电动机处于常温进行。当使能（p1910）时，会产生一个报警信号A0541，给予警告，在接着发出ON命令时，立即开始电机参数的自动检测。
3加减速时间
加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。加速时间和减速时间选择的合理与否对电机的起动、停止运行及调速系统的响应速度都有重大影响。加速时间设置的约束是将电流限制在过电流范围内，不应使过电流保护装置动作。电机在减速运行期间，变频器处于再生发电制动状态。传动系统中所储存的机械能转换为电能并通过逆变器将电能回馈到直流侧。回馈的电能将导致中间回路的储能电容器两端电压升高，因此，减速时间的约束是防止直流回路电压过高。
加速时间：ta=(JM+JL)n/9.56/TMA-TL)
减速时间：tb=(JM+JL)n/9.56/TMB-TL)
式中：JM-电机的惯量
JL-负载惯量
n-额定转速
TMA-电机驱动转矩
TMB-电机制动转矩
TL-负载转矩
加速时间可根据公式算出来，也可以用实验方法进行设置。首先，使拖动系统以额定转速运行，然后切断电源，使拖动系统处于自由制动状态，用秒表计算其转速从额定转速下降到停止所需要的时间。加减速时间可按自由制动时间的1/2-1/3进行预置。通过起、停电动机观察有无电流、过电压报警，调整加减速时间设定值，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，变可确定最佳加减时间。
4转动惯量设置
电机与负载转动惯量的设置往往被忽略，认为加减速时间的正确设置可保证系统正常工作。其实，z转动惯量设置不当会使系统振荡，调速精度也会受到影响。转动惯量公式：J=T/dω/dt电机与负载转动惯量的获得方法是一样，让变频器工作在和合适值，5-10HZ，分别让电机空载和带载运行，读出参数ro333额定转矩和r0345电动机的起动时间，再将变频器工作频率换算成对应的角速度，代入公式，计算出电机与负载转动惯量。设置参数P0341(电动机的惯量)与p0342(驱动装置总惯量/电动机惯量的比值)，这样变频器就能更好的调速。
结束语
变频器的品牌愈来愈多，功能也不断完善和加强。如何正确地设置参数，对于变频器正确使用和发挥最佳性能十分重要。
参考文献
[1]SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制.三相交流传动系统电压源型变频器样本西门子 电气传动有限公司.2003.
[2]通用变频器及应用[M].北京：机械工业出版社，1995.
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