ｌ¨ ＿ ｝曩黼 吏频器应用实例Ｉ ｎｖｅｒ％ｅｒ ＡｐｐＬｉｃａｔｉｏｎｓ 变频姆ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｂｉａｎｐｉｎ．ｃｏｒｎ 张 囊 ＡＢＢ变频器应用误区及应对策略 ｇ ≯潮 夏际先 （大唐苏州热电有限责任公司，江苏苏州２１５２１４） 摘而被广泛应 要：变频器在节能、功率因数补偿、软启动、ＰＩＤ调节等方面具有十分明显的优势，区 用在机电控制的各个领域。但在实际应用ｑ－，由于对变频器的认知存在差异，存在诸多误区 本文将针对 几条普遍存在的问题进行分析，并提出应对策略。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｈａｓ ｏｂｖｉｏｕｓ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ，ｓｏｆｔ ｓｔａｒｔ， ｔｈｅ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｂｕｔ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｍｉｓｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｉｌｌ ａｄｄｒｅｓｓ ｓｅｖｅｒａｌ ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｃｏｐｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＢＢ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｉｓｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔａｃｔｉｃｓ 中图分类号：ＴＭ９２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ９９４—３０９１（２０１ ３）０４—０８８—０９１ ０引言 变频器在节能、功率因数补偿、软启动、ＰＩＤ调节等方 面具有十分明显的优势，因而被广泛应用在机电控制的各 个领域。ＡＢＢ公司主要致力于研发生产的变频器有标准变 频器、工业变频器和组合式变频器，具有高可用性和高性 ８００系列为例，做相关的阐述。 １变频器应用误区及应对策略 （１）在变频器输出回路连接电磁开关、电磁接触器 在实际应用中，一些场合需要使用到接触器进行变 频器切换：如当变频故障时切换到工频状态运行，或是当 能；共用直母线的优势、简单的电源线连接、经常降低的线 电流及几个传动公用的制动资源；独特的超快速ＤＴＣ控制 轻缓驱动机械部件，又能严格保持所需的速度。笔者从事 采用一拖二方式，一台电动机故障，变频器转向拖动另一 台电动机等情况。所以许多用户会认为在变频器输出回路 加装电磁开关、电磁接触器是标准的配置，是安全断开电 源的方式，事实上这种做法存在较大的隐患。 弊端：在变频器还在运行的时候，接触器先行断开，突 电力生产行业多年，使用过多种品牌的变频器，就调试、性 能、安全、易用性方面，ＡＢＢ品牌当属佼佼者。本文以ＡＣＳ 收稿日期：２０１３—０６—１８ 然中断负载，浪涌电流会使过电流保护动作，会给整流逆 ８８ ｆ燕燕辍￥ 爝・２０１３年第４期 变主电路产生一定的冲击。严重的，甚至会使变频器输出 模块ＩＧＢＴ造成损坏。同时，在带感性电动机负载时，感性 氏度以上，则需考虑将变频器安装在带空调的小室内。 在控制箱中，变频器一般应安装在箱体上部，绝对不 允许把发热元件或易发热的元件紧靠变频器的底部安装。 （４）为提高电压品质，在变频器输出端并联功率因数 补偿电容器 磁场能量无法快速释放，将产生高电压，损伤电动机和连 接电缆的绝缘。 应对策略：将变频器输出侧直接与电动机电缆相连， 正常起停电动机可以通过触发变频器控制端子来实现，达 到软起软停的效果。若必须在变频调速器输出侧使用接触 部分企业由于用电容量限制，电压品质得不到保障， 特别是大型用电设备投用时，会造成厂站内母线电压降 器，则必须在变频调速器输出与接触器动作之间，加以必 低，负载功率因数明显随着下降。为提高电压品质，用户通 要的控制联锁，保证只有在变频调速器无输出时，接触器 才能动作。 （２）设备正常停运时，断开变频器交流输入电源 在设备正常停运时，很多用户习惯于断开变频器交流 输入电源开关，认为那样更安全、也可以节能。 弊端：此种做法，表面上似乎可以起到保护变频器不 受电源故障冲击的作用。实际上，变频器长时间不带电，加 上现场环境湿度影响，会造成内部电路板受潮而发生缓慢 氧化、逐渐出现短路现象。这就是在变频器断电停运一段 时间后，再次送电时会频繁报软故障的原因。 应对策略：除设备检修外，应使变频器长时间处于带 电状态。除此之外，还应开启变频控制柜的上下风扇、在柜 内放置干燥剂或安装自动温湿度控制加热器，保持通风和 环境干燥。 （３ ｌ露天或粉尘环境下安装的变频器控制柜采用密封 型式 在部分厂矿、地下室、露天安装使用的变频器控制柜， 会经受着如高温、粉尘、潮湿等恶劣环境的严酷考验。为 此，很多用户会选用密封型式的变频柜。这样虽然在一定 程度上可以起到防雨、防尘的效果，但同时也带来了变频 器散热不良的问题。 弊端：控制柜密封严实会使得变频器因通风散热能力 不足而引起内部元器件过热，热敏元件保护动作，造成故 障跳闸，设备被迫停运。 应对策略：在变频器控制柜上部加装透气的防雨罩，且 带有防尘滤网，同时作为排气口。下部也同样开槽安装带滤 网的风扇，作为进气口。可以形成空气流通，同时过滤环境 里的粉尘。冷却空气流通方向：从底部流向顶部。变频器之 间的横向安装距离应不小于５ ｍｍ，进入变频器的冷却空气 温度不能超过＋４０摄氏度。如果环境温度长时间在＋４０摄 常在变频器输出端并联功率因数补偿电容器，希望可以改 善电动机功率因数。 弊端：将功率因数补偿电容器与浪涌吸收器连接在电 机电缆上（在传动单元和电机之间） 它们的影响不仅会降 低电机的控制精度，还会在传动单元输出侧形成瞬变电 压，引起ＡＣＳ ８００传动单元的永久性损坏。如果在ＡＣＳ ８００的三相输入线上并联功率因数补偿电容器，必须确保 该电容器和ＡＣＳ ８００不会同时充电，以避免浪涌电压损坏 变频器。变频器的电流流入改善功率因数用的电容器，由 于其充电电流造成变频器过电流（ＯＣＴ），所以不能起动。 应对策略：将电容器拆除后运转，至于改善功率因数， 在变频器的输入侧接人ＡＣ电抗器是有效的。 （５）选用断路器作为变频器热过载和短路保护，效果 比熔断器好 断路器具备较为完善的保护功能，已广泛应用在配电 设备中，大有取代传统熔断器的趋势。现在许多厂商生产 的成套变频调速设备，也基本上都配置断路器（空气开 关），其实这也存在一些安全隐患。 弊端：在电源电缆发生短路故障时，断路器保护动作 跳闸由于断路器本身的固有动作时间而产生延时，此期问 会将短路电流引入变频器内部，造成元件损坏。 应对策略：只要电缆是根据额定电流选型的，变频器 传动单元就能保护自身、输入端和电机电缆，以防止热过 载，并不需要附加额外的热过载保护设备。配置熔断器将 可在短路情况下保护输入电缆，在传动装置内部短路时减 少装置损坏和防止相连设备的损坏。 检查配置的熔断器动作时间应低于０．５秒。动作时间 取决于熔断器类型（ｇＧ或ａＲ）、供电网路阻抗、电源电缆的 横截面积、材料和长度。当使用ｇＧ熔断器超出０．５秒动作 时间时，快熔（ａＲ）在多数情况下可将动作时间减少到一个 ２０１３年第４期・震蔟糍 孵Ｉ ８９ 变频器应用实例Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ａｐｐｔｉｃａ￣ｉｏｎｓ 变减潮ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｂｉａｎ ｐｊｎ．ＣＯｒｎ 的容量和配置。 风机和水泵是最普通的负载：对变频器的要求最为简 单，只要变频器容量等于电动机容量即可（空压机、深水 泵、泥沙泵、快速变化的音乐喷泉需加大容量）。 起重机类负载：这类负载的特点是启动时冲击很大， 因此要求变频器有一定余量。同时，在重物下放肘，会有能 量回馈，因此要使用制动单元或采用共用母线方式。 不均行负载：有的负载有时轻，有时重，此时应按照重 负载的情况来选择变频器容量，例如轧钢机机械、粉碎机 械、搅拌机等。 大惯性负载：如离心机、冲床、水泥厂的旋转窑，此类 负载惯性很大，因此启动时可能会振荡，电动机减速时有 能量回馈。。应该用容量稍大的变频器来加快启动，避免振 荡。配合制动单元消除回馈电能。 ２附录一ＡＣＳ ８００系列变频器常见参数设 置资料 （１】起动数据 它是设定电机信息的一组参数，只需在第一次运行时 设置以后就不需要再改变了，这一组参数代码范围从 ９９０１—９９１０共个１０参数。电机信息电机信息包括电机额 定电压（９９０５）额定电流（９９０６）额定频率（９９０７）额定速度 （９９０８）额定功率（９９０９）。这些参数的获得是从电机的铭牌数 据中得到。例如一台四极三相异步电动机Ｐｎ＝３０ ｋＷ， ９０ Ｉ建攘辍 睡・２０１３￣第４期 （车章矩控制宏）。用户以根据需要选择应用宏。 例如在利用变频做压力或流量控制系统中，就可以用 ＰＩＤ控制宏实现闭环控制。 （２）变频器控制参数 这些参数主要规定了变频器起动方式，包括：１０．０１、 １０．０２起动／停机／方向的命令的信号源，在外部控制时， 变频器的起动和停止应使用外部端子或通信的方式，而 ＡＢＢ８００变频器用外部端子又有多种组合，常用的可以设 为ＤＩ１一ＤＩ６的任何一个作用起动／停止的命令的输入端。 １０．０３是规定变频器所拖动电机的旋转方向，根据电 机学我们知道三相异步电机的旋转方向取决于输入三相 电源的相序，在需要双向运行 Ⅱ电梯、升降机等）的场合可 以把这个参数设为ＲＥＱＵＥＳＴ，由数字输入端子来控制电 机的旋转方向。１６．０１允许信号：要起动变频器将参数必需 设为ＹＥＳ。 （３）给定选择 外部控制选择。１１ＢＢ８００有两个控制源可以选择，即 ＥＸＴ１，ＥＸＴ２。当选择ＥＸＴ１时，变频器的起动由１０．０１所指 定的输入端子控制，频率由１１．０３所指定的方式给定。对于 ＰＩＤ应用宏，此时为开环控制，对于转矩控制宏，此时为速 度控制，当选择ＥＸＴ２时，变频器的起动及频率来源分别为 １０．０２，１１．０６；在ＰＩＤ宏及转矩控制宏下分别为闭环控制及 转矩控制方式。 频率给定源的选择１０．０３，１１．０６分别是ＥＸＴ１，ＥＸＴ２的 给定源，对于使用模拟作为给定时可以选择模拟输入端子 Ｉ ｎｖ ｅｒｔｅｒ Ａｐｐｌ，ｉｃ ａｔｉ ｏｎｓ变频器应用实例 变频网ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｂｉａｎｐｉｎ Ｃｏｒｎ 曩 Ｅ何一个作为给定，这里要说明的是ＡＩ１为 聂信号，ＡＩ２ ＡＩ３为０～２０ ｍＡ电流信号，当然 数字端子（即电动电位器）进行设定频率。 些场合中，如纸机在爬行时，不需要改变变 率就可以用恒速功能，ＡＢＢ８００变频器有１５ 用户选择。 算，一般在纸机传动中，不需正反转运行可以设定为单Ａ 或Ｂ输入即可；③２３．０１速度控制器增益；④２３．０２速度控 制器的微分时间。这些参数要根据具体的传动系统进行整 定，使稳定的动态性能指标均能满足要求。⑤９８．０１脉冲编 。“ ｉ 码器可选模块选择应设为ＹＥＳ。 ２）过程ＰＩＤ闭环控制。在压力流量等闭环控制系统 速时间 ‘ 中，反馈量往往是把压力或流量通过传感器转换为电压或 电流信号，这时就可以用过程ＰＩＤ控制，参数设置主要是 整定ＰＩＤ参数①４０．０１ ＰＩＤ控制器增益；②４Ｏ．０２ ＰＩＤ控制器 ＿ 寸间及积分类型的选择十分重要，特别是在 载时，如在纸机传动系统中，拖动烘缸的变 、・ 减速时间应大一些，如加速时间过短，起动 积分时间③４Ｏ．０３ ＰＩＤ控制器微分时间。 自由停机方式（即２１．０３设为ＣＯＡＳＴ）。在纸机传动系统中， 烘缸传动加速时间２Ｏ．Ｏ２可设为３Ｏ～４０ ｓ，减速时间可稍长 一３结语 变频器在于其他智能设备（ＰＬＣ、ＤＣＳ系统）配合后，可 实现多重控制策略和闭环调节，其本身也具备较为完善的 保护功能。但在实际应用和安装环境中，却存在许多误区。 正视矛盾的所在，规避风险，合理运用，才是提高变频器效 率和使用寿命的关键。 些，即２２．Ｏ３可设为４Ｏ一８０ ｓ，其余传动器加、减速时间均 可设为２０～３０ ｓ。对于参数２２．Ｏ６加速，减速积分类型选择， 有两种：？ 线型积分；ｌｓ形曲线。一般传动系统中均可用线型积 分。在电梯及复卷机传动系统中则用ｓ形曲线。 （５）限幅参数 限幅参数主要规定电流转矩最高运行频率等参数，在 ＡＢＢ８００系列变频器中，最大输出电流能达到２００％Ｉｈｄ，在 参考文献 转矩控制模式下最大输出能达３００％，一般来说，在纸机传 动控制中，都能满足要求，这些参数基本上不用修改。（参数 代码２０．０３２０．０４）对于最高运行频率，一般出厂设定５Ｏ Ｈｚ， ［１］郑旭东，关鸿权等．通用变频器运行过程中存在的问 题及对策［Ｉ】石化技术，２００１，４． ［２】田洪斌．变频器应用中几种常见故障分析及预防措 施Ｕ］吨工技术，２００６，５． ［３］张宾燕．ＳＰＷＭ变频调速应用技术【Ｍ】．北京：机械工 业出版．１９９７． 如果传动系统减速器选择合适的话，也不用修改，如果要 修改这一参数时，要注意的是在运行频率大于５０ Ｈｚ时为 恒功率调速，ＡＢＢ８００变频器修改最高运行频率时也设定 以下几个参数（以改为６５ Ｈｚ为例）９９．０７改为６５ Ｈｚ；２０．０８ 改为６５ Ｈｚ；１ １．０５改为１９５０ ｒ，ｍｉｎ（对于四极电机）。 （６ｌ闭环控制参数 闭环控制的实现对于ＡＢＢ８００变频器有两种途径：配 【４］瑞士ＡＢＢ ＡＣＳ ８００系列变频器硬件手册及技术资 料［ｚ】．２００３，１０ 作者简介 编码器反馈卡的速度闭环控制和过程ＰＩＤ控制。 １）速度闭环控制。此时要设定的参数有①５０．０１编码 夏际先（１９７８一），男，安徽寿县人，工程师，技师。目前 从事燃机电厂继电保护专业管理工作。 器每转的脉冲数，这一参数根据所选编码器来确定，一般 有３６０，５００，１０２４，２０４８……规格；②５０．０２编码器脉冲的计 ２０１３年第４期・建摄辍糕孵Ｉ ９１