变频器在完成安装和接线后,需要进行调试,调试时先要对系统进行检查,然后按照“先空载再轻载,后重载”的原则进行调试。
一、检查
在变频调速系统试车前,先要对系统进行检查,检查分断电检查和通电检查。
1、断电检查
断电检査内容主要有
a.外观、结构的检查
主要检查变频器的型号、安装环境是否符合要求,装置有无坏和脱落,电缆线径和种类是否合适,电气接线有无松动、错误,接地是否可靠等
b.绝缘电阻的检查
在测量变频器主电路的绝缘电阻时,要将R、S、T端子和U、V、W端子都连接起来,再用500V的兆欧表测量这些端子与接地端之间的绝缘电阻,正常绝缘电阻应在10M以上。在测量控制电路的绝缘电阻时,用万用表R×10kQ挡测量各端子与地之间的绝缘电阻,不能使用兆欧表或其他高电压仪表测量,以免损坏控制电路。
c、供电电压的检查
检查主电路的电源电压是否在允许的范围之内,避免变频器系统在允许电压范围外工作。
2、通电检查
通电检查内容主要有:
a、检查显示是否正常
通电后,变频器显示屏会有显示,不同变频器通电后显示内容所不同,应对照变频器操作说明书观察显示内容是否正常。
b.检査变频器内部风机能否正常运行
通电后,变频器内部风机会开始运转,用手在出风口感觉风量是否正常。
二、熟悉变频器的操作面板
不同品牌的变频器操作面板会有差异,在调试变频调速系统时,先要熟悉变频器操作面板。在操作时,可对照操作说明书对变频器进行一些基本的操作,如测试面板各按键的功能、设置变频器的参数等等。
三、空载试验
在进行空载试验时,先脱开电动机的负载,再将变频器输出端与电动机连接,然后进行通电试验,试验步骤如下:
1、启动试验:先将频率设为0Hz,然后慢慢调高频率至50Hz,观察电动机的升速情况。
2、电动机参数检测:带有矢量控制功能的变频器需要通过电动机空载运行来自动检测电动机的参数,其中有电动机的静态参数,如电阻、电抗,还有动态参数,如空载电流等。
3、基本操作:对变频器进行一些基本操作,如启动、点动、升速和降速等
4、停车试验:让変频器在设定的频率下运行10min,然后调频率迅速调到OHz,观察电动机的制动情况,如果正常,空载试验结束。
四、带载试验
空载试验通过后,再接上电动机负载进行试验。带载试验主要有启动试验、停车试验和带载能力试验。
1、启动试验
启动试验主要内容有
a.将变频器的工作频率由0Hz开始慢慢调高,观察系统的启动情况,同时观察电动机负载运行是否正常。记下系统开始启动的频率,若在频率较低的情况下电动机不能随频率上升而运转起来,说明启动困难,应进行转矩补偿设置
b.将显示屏切换至电流显示,再将频率调到大值,让电动机按设定的升速时间上升到高转速,在此期间观察电流变化,若在升速过程中变频器出现过流保护而跳闻,说明升速时间不够,应设置延长升速时间。
c.观察系统启动升速过程是否平稳,对于大惯性负载,按预先设定的频率变化率升速或降速时,有可能会出现加速转矩不够,导致电动机转速与变频器输出频率不协调,这时应考虑低速时设置暂停升速功能。
d.对于风机类负载,应观察停机后风叶是否因自然风而反转,若有反转现象,应设置启动前的直流制动功能。
2、停车试验
停车试验内容主要有:
a、将变频器的工作频率调到高频率,然后按下停机键,观察系统是否出现过电流或过电压而跳闸现象,若有此现象出现,应延长减速时间。
b.当频率降到OHz时,观察电动机是否出现“爬行”现象(电动机停不住),若有此现出现,应考虑设置直流制动。
3、带载能力试验
带载能力试验内容主要有:
a.在负载要求的低转速时,给电动机带额定负载长时间运行,观察电动机发热情况,若发热严重,应对电动机进行散热。
b.在负载要求的高转速时,变频器工作频率高于额定频率,观察电动机是否能驱动这个转速下的负载。
一、如何设置基频
基频参数设置应该以的额定参数设置,而不能根据负载特性设置,即使电动机选型不适合负载特性,以必须尽量遵循电动机的参数,否则,容易过流或过载。
例如:如果电机的额定工作频率为50HZ,基频应设置为50HZ;如果电机的额定工作频率为60HZ,基频应设置为60HZ;如果电机的额定工作频率为100HZ,基频应设置为100HZ。
如果电动机选择专用的交流变频电机,电机一般都标注恒转矩、恒功率调速范围。如果标注5~100HZ为恒转矩,100~150HZ为恒功率,基频应该设置为100HZ。
二、基频设置的注意点
基频参数直接反映输出电压和输出频率的关系,如果设置不当容易造成电动机的过流或过载。
一台交流电动机的额定工作频率为50HZ,额定电压380V。
如果变频器的基频设置低于50HZ(如基频1),V/F比例高,同等频率的输出电压高,输出电流高,在启动时,容易造成过流。
如果变频器的基频设置高于50HZ(如基频2),V/F比例低,同等频率的输出电压低,输出电流低,在启动时,容易造成无法启动而过载。
变频器带编码器的闭环控制:
变频控制闭环,主要是指速度闭环。
变频电机有需要速度反馈的,在电机启动、加速和减速停止的变速过程中,电机的驱动电流需要与实际转速下电机因“发电机效应”产生的反电动势相匹配,如果电机驱动电流与反电动势阻抗不匹配,电机驱动力不够转速达不到输出要求,或者因电机负载过大电机没有达到输出速度值,反电动势因与转速成比例而偏弱,这样会引起电机电流徒增,容易烧毁电机线圈或驱动器。速度反馈及时反馈的信息可以计算实际转速并导算反电动势与驱动电流的匹配,从而保护电机和驱动器。
变频频电机的速度闭环反馈,大约有三种模式:
1,霍尔传感器,在电机转径上大部分是三个霍尔传感器,反馈三相位置变化。由于传感器对电机一周的提供信息有限,速度精度低,在低速时很难分辨。
2,所谓无传感器的技术----利用线圈转起来,自感应反电动势。但是在启动到低速过程中反电动势较弱,如果感应电路本底阻抗在,这种微弱的感应被“吃掉”,低速时实际获得反馈很不稳定。
3,旋转编码器,较高的分辨率(例如每圈1024个脉冲),可获得较高的速度精度,尤其是在启动到低速时精度高。
根据上述描述,可见变频器(尤其是矢量变频)带编码器主要是在低速启动时的效果,可以精细化计算驱动电流,防止电流过小驱动力不够(没有转速),或者因为堵转电机失速,反电动势不够而驱动电流过流,容易烧毁器件或电机。
上述情况在起重启升类电机尤为重要,防止变频器为保护电机失速而溜钩,所以起重启升类变频器必须加装编码器。
注意一下矢量变频的手册内容,一般有编码器反馈的,低速可做到很低。
另外,变频器有的加装了PG卡的位置闭环模式,编码器反馈给具有位置控制功能的变频器(PG卡)做位置闭环控制,或者编码器信号给PLC,PLC给指令变频器减速和制动做位置闭环控制,这时我建议需要用值编码器。
变频电机节能一直是一个讨论的话题,电机从启动到低速到正常运动,往往启动过流设计,并在低速时因反电动势很低,要有外部阻抗来匹配,实际上这就消耗了大量能耗在外部阻抗上。编码器的推广使用,可精细化驱动电流,减少这部分损耗。有人计算过,全球40%以上的电能用于电机,而启动时的能耗占比大,如果电机都能在启动时实现节能启动,相当于可多出多个福岛核电站。
所以,变频器编码器闭环应该是个趋势。
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