變頻器重要參數的設定

張平

摘要：本文首先強調了變頻器參數設定的重要性，然后分析了變頻器幾個重要參數的設定方法，最后分析了某船電力推進系統SIMOVERT MASTERDRIVES系列變頻器電機參數設定問題。

關鍵詞：變頻器；參數；重要性；設定方法

中圖分類號：U665.11文獻標識碼：A

Important Parameters Setting of Frequency Converter

ZHANG Ping

( Navel Representatives Office of Jiangnan shipyard (group) Co.,Ltd., Shanghai 201913 )

Abstract: This article firstly introduces the importance of frequency converter's parameters setting,then several parameters setting ways of the frequency converter are analyzed in detailed,finally analyzes the parameter setting problem of a certain ship electric propulsion system SIMOVERT MASTERDRIVES series inverter motor.

Key words: Frequency converter;Parameters;importance;Setter method

1引言

變頻器是利用交流電動機的同步轉速隨電機電壓頻率變化而變化的特性，來實現電動機調速運行的裝置。給所使用的電機裝置設速度檢出器（PG），將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的，稱為“閉環 ”；不設PG運轉的，就稱為“開環”。通用變頻器多為開環方式，也有的機種利用選件可進行PG反饋。目前，變頻交流調速已遍布冶金、電力、鐵路、運輸、化工、民用等各個領域。在船舶行業，廣泛應用于各類工程船舶,變頻器參數設定的正確與否，將直接影響它的合理使用。

2幾個重要參數的設定

2.1V/f 類型的選擇

V/f 類型的選擇，包括最高頻率、基本頻率和轉矩類型等。最高頻率是變頻器-電動機系統可以運行的最高頻率，由于變頻器自身的最高頻率可能較高，當電動機容許的最高頻率低于變頻器的最高頻率時，應按電動機及其負載的要求進行設定；基本頻率是變頻器對電動機進行恒功率控制和恒轉矩控制的分界線，應按電動機的額定電流電壓設定；轉矩類型指的是負載是恒轉矩負載，還是變轉矩負載。用戶根據變頻器使用說明書中的V/f類型圖和負載的特點，選擇其中的一種類型。我們根據電機的實際情況和實際要求，最高頻率設定為83.4 Hz；基本頻率設定為工頻50 Hz；負載類型：50 Hz以下為恒轉矩負載，50 Hz～83.4 Hz為恒功率負載。

2.2如何調整啟動轉矩

調整啟動轉矩是為了改善變頻器啟動時的低速性能,使電機輸出的轉矩能滿足生產啟動的要求。

在異步電機變頻調速系統中,轉矩的控制較復雜。在低頻段,由于電阻、漏電抗的影響不容忽略，若仍保持V/f為常數，則磁通將減小，進而減小了電機的輸出轉矩。為此，在低頻段要對電壓進行適當補償以提升轉矩。但是，漏阻抗的影響不僅與頻率有關，還和電機電流的大小有關，準確補償是很困難的。近年來國外開發了一些能自行補償的變頻器，但所需計算量大，硬件、軟件都較復雜，因此一般變頻器均由用戶進行人工設定補償。

2.3如何設定加、減速時間

電機加速度dw/dt取決于加速轉矩（Tt、T1），而變頻器在啟、制動過程中的頻率變化率則由用戶設定。若電機轉動慣量J、電機負載變化按預先設定的頻率變化率升速或減速時，有可能出現加速轉矩不夠，從而造成電機失速，即電機轉速與變頻器輸出頻率不協調，從而造成過電流或過電壓。因此，需要根據電機轉動慣量和負載合理設定加、減速時間，使變頻器的頻率變化率能與電機轉速變化率相協調。檢查此項設定是否合理的方法，是按經驗選定加、減速時間設定。若在啟動過程中出現過流，則可適當延長加速時間；若在制動過程中出現過流，則適當延長減速時間；另一方面，加、減速時間不宜設定太長，時間太長將影響生產效率，特別是頻繁啟、制動時。

2.4頻率跨跳

V/f控制的變頻器驅動異步電機時，在某些頻率段電機的電流、轉速會發生振蕩，嚴重時系統無法運行，甚至在加速過程中出現過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉動量較小時更為嚴重。因此，變通變頻器均備有頻率跨跳功能，用戶可以根據系統出現振蕩的頻率點，在V/f曲線上設置跨跳點及跨跳點寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統正常運行。

2.5過負載率設置

該設置用于變頻器和電動機過負載保護。當變頻器的輸出電流大于過負載率設置值和電動機額定電流確定的OL設定值時，變頻器則以反時限特性進行過負載保護（OL），過負載保護動作時變頻器停止輸出。

2.6電機參數的輸入

變頻器的參數輸入項目中有一些是電機基本參數的輸入，如電機的功率、額定電壓、額定電流、額定轉速、極數等。這些參數的輸入非常重要，將直接影響變頻器中一些保護功能的正常發揮，一定要根據電機的實際參數正確輸入，以確保變頻器的正常使用。

3某船SIMOVERT MASTERDRIVES系列變頻器電機參數設定

下面以某船電力系統變頻器電機參數設定為例，說明變頻器參數設定的重要性。

某船電力推進系統選用了西門子公司生產的SIMOVERT MASTERDRIVES系列全數字矢量控制變頻器，其額定輸入電壓690 V，額定輸出電流860 A，額定頻率16 Hz。該變頻器為交－直－交電壓型，功率單元采用IGBT模塊。

在試驗過程中曾出現過這樣的問題：按照“專家應用的參數設置”步驟設置完必需參數后，起動電動機開始運行。空載時電機運行正常，轉速平穩；當逐漸增加負載后，隨著負載的增大，電機電流越來越不穩定，出現了劇烈振蕩，400 A的電流值振幅達到80 A左右。原先我們以為是閉環控制的PI調節器參數設置不當，反復修改調節器參數卻效果不明顯，經過仔細核查，發現電動機的額定勵磁電流值設置錯誤，誤將電機手冊中的空載電流值當作額定勵磁電流輸入了變頻器，使得系統在機械額定工作點上所需的產生磁場的電流分量定標錯誤，從而導致上述電流振蕩現象的產生。后將此參數正確設置后，負載電流不再出現振蕩現象，電流波形非常平滑。

4結語

綜上所述，雖然制造商在開發、制造變頻器時充分考慮了用戶的需要，設計了多種可供用戶選擇的設定、保護和顯示功能，但如何充分發揮這些功能，合理使用變頻器，仍是用戶需要注意的問題，一些項目的設定值仍需摸索，以便用好變頻器，充分發揮其在生產中的作用。

參考文獻

[1]SIMOVERT MASTERDRIVES使用大全[M]．西門子電氣傳動有限公司

(SEDL). 2004.

作者簡介：張 平（1981-），男，工程師。主要從事電氣工程監造工作。

收稿日期：2013-08-02