功能與應用黃文宇（廣州市花都區東方紅水泥廠510830）變頻調速器由于具有優良的調速性能、起動電流小、易于實現自動控制和顯著的節電效果等優點，在水泥廠中應用越來越普及。廣州市花都區東方紅水泥廠應用變頻調速器在鼓風機、弓I風機、抽水機、卸料機、破碎機、成球機、穩流機和微機配料等共有37臺。其中變頻器的種類有普傳、富士、三菱、三肯、日立和佳靈等牌子。眾多種類的變頗器，提供了多種可供選擇、保護和顯示功能。但是，如何充分發揮這些功能，合理使用變頻器，仍是我們需要注意的問題。首先，在變頻器接通電源前需要檢查變頻器的輸入、輸出端子是否按說明書要求接對，如果使用外接端子控制，則控制線路應按說明書要求確保無誤。在通電前還應按生產負載要求進行必要的性能設定。

　　1v/f類型的選擇v/f類型的選擇包括比較高頻率、基本頻率和轉矩類型等項目。為v/f類型的選擇示意圖。圖中比較高頻率變頻器電動機系統可能運行的比較高頻率，由于變頻器的自身頻率較高（可達400HZ），應按電動機及其負載要求進行設定，一般不得超過電機銘牌上的額定頻率。基本頻率是變頻器對電動機進行恒功率控制和恒轉2如何調整起動轉矩調整起動轉矩是為了改善變頻器的低速性能，可設置加速期的附加電流，以保證連續起動，并克服粘滯效應。使電動機輸出轉矩能滿足生產負載的要求。

　　在電動機起動低頻段，由于電阻、漏電抗的影響不容忽略，若仍保持v/f為常數，則磁通量將減小，進而減少了電動機的輸出轉矩，為此，在低頻段要對電壓進行適當的補償以提升轉矩（如）。有些變頻器提供兩種選擇：自動轉矩提升和手動設定轉矩提升量。當電壓補償過大時，將會造成電動機磁路飽和，增加勵磁電流，導致變頻器過流而跳閘。當補償不足時。電動機在額定頻率下運行時，卻得不到額定3如何設定加減速時間電動機運動方程式為I Te為電磁轉矩T1為負載轉矩電機在加/減速時的加速度dw/dt取決于加速度轉矩（TeTl）。而變頻器在起動、制動過程中的頻率變化率由用戶設定的，若電機的轉動或電機負載T1變化時，有可能電機轉速與變頻器輸出頻率不協調。若起動過程中出現過流，則適當延長加速時間：若是在制動過程中出現過流，則適當延長減速時間。另一方面，加/減速時間不宜太長，時間太長影響生產效率，特別是頻繁起動、制動時尤為明顯。

　　4參數自動調整我廠使用的變頻器大部分是進□貨，而電機卻是國產的，在采用開環v/f控制時，電機和變頻器不配套矛盾并不突出，具有矢置控制功能的變頻器性能依賴于電生產與應用技術調節門限=機參數的準確性，均要使用配套的電機并在現場進行必要的調試，我廠有些變頻器在使用矢置控制時，可以利用變頻器參數自動調整功能對電機參數進行調試。

　　5頻率跳躍Wf控制的變頻器驅動電機時，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，甚至在加速中出現過電流保護使得電機不能正常啟動。我們利用變頻器跳躍功能，根據系統出現振蕩的頻率點，在Wf曲線上設置跳躍頻率和跳躍頻率寬度。如所示，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。

　　6制動電阻的選擇小容置的變頻器中帶有制動電阻，大容置的制動電阻通常由用戶根據負載的性質和大小，負載周期等因素進行選配，制動電阻的大小決定于制動電流的大小，制動電阻的功率將影響制動速度。制動電阻的功率是按短時工作制標定的。當電機以4象限運行時，要考慮各種工況下制動能置的需求選擇制動電阻。

　　7電子熱繼電器保護設定使用變頻器給電動機供電時，可在軟件中設置熱繼電器保護功能。對逆變器的輸出電流在一定間隔內枳分處理，其積分值反映電機發熱的積累效應。當積分值超過一定值后，逆變器的保護功能開始作用，從而代替電動機的熱繼電器。我們可以選擇和調節電子熱繼電器特性和門限調節電子熱繼電器門限。如囹4所示。

　　電機額定電流器的輸出，因此，變頻器的電子熱繼電器的門限比較大值不超過變頻器的比較大容許輸出電流。

　　但是，在下述情況下仍需在變頻器和電動機之間安裝熱繼電器。

　　（1）電動機的容過小，已經超出變頻器的電子熱繼電器的保護范圍；8直流制動當需要電動機制動或停止，可以采。取直流制動。它的基本原理是通過逆變器的開關器件由變頻器的直流側電源在電動機繞組施加脈沖直流電壓，從而產生制動轉矩。在使用變頻器制動功能時，可以調整的設定值包括制動運行頻率，制動持續時間、制動強度（制動直流電壓）。當制動強度過大時，將會造成電流跳閘，此時應適當減少制動強度。

　　為直流制動示意圖，（a）為電動機停止期間直流制動，它可以實現電機的定位控制。（b）為電動機起動前的直流制動，它可以使電動機由靜止狀態開始起動。

　　9變頻器和工頻電源的切換我廠有些變頻器裝有和工頻電源切換的裝置，當變頻器出現故障，自動切換工頻電源供電動機運行而不影響生產。可按所示兩個接觸器進行切換。為防止變頻器倒送電，兩個接觸器不可同時處于接通狀態，為此，兩個接觸器的控制信號應有一定的互鎖間。

　　帕動/停止開關10變頻器的輸出頻率上、下限設定為防止現場人員的誤操作，避免造成電機運轉頻率過低產生過熱現象，或者因為速度太高造成機械磨損等故障，設置變頻器輸出頻率上、下限，將電動機的轉速控制在一定的范圍以滿足生產工藝負載的需要。

　　11變頻器的保護由于設置不當，負載的變化、外界運行條件的改變以及變頻器元件的損壞等因素都有可能造成變頻器故障，當變頻器出現故障或非正常運行時，變頻器必有快捷可靠的保護。

　　11.1過電流保護當變頻器輸出側發生短路成電動機堵轉時，變頻器將流過很大的電流，從而造成電力半導體器件的損壞。為了防止過電流，變頻器設置有過電流保護電路，從硬件和軟件兩個方面來實現。由于軟件處理受到采樣時間和微處理速度限制，對某些快速變化的過電流不能保護。這種惰況下常用硬件電路進行保護。它在不經過CPU的處理，封鎖驅動電路實現對變頻器的快速保護。當硬件保護電路動作時，它還給CPU發出中斷信號，CPU據此進行相應的處理。

　　生產與應用技術11.2過載保護變頻器采用微處理器作為主控制單元，很方便地實現熱繼電器的的反時限保護特性。通過檢測輸出電流并和存貯的保護特性所確定的電流進行比較，當變頻器的輸出電流大于過載電流，微處理器按反時限特性的要求進行必要計算，變頻器繼續運行；當過載持續間超過反時限特性所決定的時間時，變頻器將停止工作；如果在允許的間之前，過載情況已經消失，變頻器恢復正常運行。

　　當制動電阻工作間過長，再生制動電阻將停止工作，由此過電壓保護起作用，從而使變頻器停止工作。

　　當電動機減速或制動，電動機將通過變頻器的作用，使變頻器直流側電壓升高，示出過電壓保護的處理模式。

　　當變頻器的電壓超過一定數值后，直流制動電壓開始再生制動，電動機繼續減速：當直流電壓繼續升高超過一定數值后，直流制動電路所消耗的能置已不足以平衡電動機減速所釋放的功能，如果繼續減速有可能造成電壓進一步升高，為此，變頻器將停止減速。如果直流電壓超過保護電壓值，變頻器將切斷輸出電流，電動機自由停車。當減速時間設定太短時，容易發生直流過電壓。適當延長制動時間可以避免大慣置負載減速時出現的過電壓。11.5反接保護隨著水泥廠推廣使用變頻器，非專業人員安裝，操作變頻器十分普通，反接故障常有發生，直接導致變頻器損壞，例如我廠普經有一臺三懇MF-16K變頻器就是因為維修工反接而燒壞的。由于受到主回路的限制，絕大多數變頻器對反接保護無能為力。

　　具有反接保護的變頻器，系統上電后，CPU首先執行一段"反接保護‘’程度，根據檢測的異步電動機定子的電壓頻率，進行相應的處理，或者使系統正常運行或者進行反接保護處理，禁止變頻器運行，并給出反接狀態提示。

　　時間11.6變頻器除提供以上保護外還提供欠壓保護，CPU故隍保護，電源掉電重合閘保護，電重合閘保護以及外部跳閘保護等。

　　當變頻器的輸入電壓低于額定電壓的75%80時，由于變頻器不能為電動機提供足夠的電磁轉矩，電動機的發熱嚴重，變頻器將停止工作。

　　如果外部干擾使CPU或EEPR0M發生非正常運行，變頻器也將停止工作。變頻器在運行中瞬停電復電時，如果變頻器提供瞬時斷電重合閘功能，那么變頻器可以繼續運行。但考慮到斷電后控制電路維持供電時間不一致，主電路復電時控制電路仍在工作。此時不希望變頻器的主電路繼續運行，變頻器仍處于停止運行。是這種情況的變頻器接線及信號時序圖。

　　當變頻器外部發生故障時，變頻器應具備協調處理功能。使變頻器停止工作。

　　有些故障是短時出現的，例如由于電源質量造成的短路過電壓或欠電壓等，在電源電壓恢復正常時變頻器可以恢復正常運行；有些故障是永久的，如功率模塊損壞，應查出故障元件并加以更換，變頻器才能恢復正常運行；有些故障是變頻器參數設置不合理造成的，需要根據運行條件重新設定。

　　12結束語水泥廠使用變頻器的工作條件較差：粉塵較大、振動大、機械起動電壓波動大。要經常清潔保養和改善工作環境，減少外界因素對變頻器運行的影響。

　　運行人員要掌握好變頻器的功能，只有根據生產工藝負載的需要，用好變頻器的功能，才能充分發揮變頻器的作用，為水泥企業創造更多的經濟效益和社會效益。