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变频器参数功能的调试方法
文章导读：变频器参数功能的调试方法具体内容是：1基本功能参数1.1加减速时间加速时间F07，减速时间F08，出厂设定6s或20s。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。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电…
作者：来源： 日期：2013-12-29 11:15:54 人气：标签：
1基本功能参数
1.1加减速时间
加速时间F07，减速时间F08，出厂设定6 s或20 s。
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。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。
1.2转矩提升
转矩提升F09，出厂设定：通用型0.0（自动转矩提升），风机型0.1（二次方递减）。
转矩提升又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。
1.3 电子热过载保护
功能参数为F10、F11、F12、F13，出厂设定为“动作”。
本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。
1.4频率限制
频率限制上限F15，下限F16，出厂设定上限为70 Hz，下限为0 Hz。
即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
1.5偏置频率
频率偏置F18，出厂设定0.0，即输入信号为0时，变频器输出为0 Hz。
有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时，可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低。有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在0~fmax范围内，有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时，变频器输出频率不为0 Hz，而为x Hz，则此时将偏置频率设定为负的x Hz，即可使变频器输出频率为0 Hz。
1.6 频率设定信号增益
设定增益F17，出厂设定为100，即对标准信号0 V~10 V、4 mA~20 mA不增益（100%增益）。
此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10 V)的不一致问题；同时方便模拟设定信号电压的选择，设定时，当模拟输入信号为最大时(如10 V、5 V或20 mA)，求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可；如外部设定信号为0 V~5 V时，若变频器输出频率为0 Hz~50 Hz，则将增益信号设定为200%即可。
1.7 转矩限制
转矩限制：驱动转矩F40、制动转矩F41，出厂设定均为999，即不动作。
可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值，经CPU进行转矩计算，其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时，也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。
驱动转矩功能提供了强大的起动转矩，在稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速时间设定过短时，也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时，电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利，以设置为80%~100%较妥。
制动转矩设定数值越小，其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%，可使加到主电容器的再生总量接近于0，从而使电动机在减速时，不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上，如制动转矩设定为0%时，减速时会出现短暂空转现象，造成变频器反复起动，电流大幅度波动，严重时会使变频器跳闸，应引起注意。
1.8转矩矢量控制
转矩矢量控制F42，出厂设定为0，不动作。
矢量控制是基于理论上认为：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，分别进行控制，同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能，电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，尤其是电动机在低速运行区域。
现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制，由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿，使电动机具有很硬的力学特性，对于多数场合已能满足要求，不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定，可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。
与之有关的功能是转差补偿控制，其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差，可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。
2 高级功能参数
2.1 加减速模式选择
速度曲线H07，出厂设定0，不动作，即默认为直线加速型。
加减速模式选择又叫加减速曲线选择。一般变频器有直线形、曲线形（非线性）和S形三种曲线，如图1所示。通常大多选择线性曲线；曲线形曲线适用于变转矩负载，如风机等；S形曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性，选择相应曲线，但也有例外，例如在调试一台锅炉引风机的变频器时，先将加减速曲线选择非线性曲线，一起动运转变频器就跳闸，调整改变许多参数无效果，后改为S形曲线后就正常了。究其原因是：起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动，且反转而成为负向负载，这样选取了S形曲线，使刚起动时的频率上升速度较慢，从而避免了变频器跳闸的发生，当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。
2.2 反向旋转禁止
反转防止H08，出厂设定为0，即不动作。
对某些生产机械不允许反向运转，在这种场合，必须采用此功能。当采用键盘指令反向运行或用模拟信号输入控制时出现负模拟量（或接线接错电压反向），如果不采用反向禁止就会出现严重后果。这个功能最容易被忽略。
2.3 节能控制
节能运行H10，出厂设定通用型为0（不节能运行）、风机型为1（节能运行）。
风机、水泵都属于减转矩负载，即随着转速的下降，负载转矩与转速的平方成比例减小，而具有节能控制功能的变频器设计有专用V/f模式，这种模式可改善电动机和变频器的效率，其可根据负载电流自动降低变频器输出电压，从而达到节能目的，可根据具体情况设置为节能运行或不节能运行。当采用通用型变频器拖动风机或水泵时，需要将此功能设为节能运行。
3 造纸厂中富士变频器的调试实例
下面是以造纸厂中所用变频调速拖动系统中变频器为例，说明功能参数的调试步骤。
变频器的参数调整主要考虑到生产工艺的特殊要求，综合现场实际进行相关功能参数的设定。控制信号是由可编程控制器或电位器提供的0 V~10 V直流电压，控制一台或多台变频器实现同步转速。随着卷径的变化和张力的变化，需要同时由PLC或者手动改变电位器来调整变频器的频率。为了防止断纸，需要将各变频器调整好，以防非正常跳闸或转速的急剧变化。调试步骤为：
3.1 首先设定基本功能参数中的非调试参数
频率设定F02=1：设定端子12为控制信号电压输入（0 V~+10 V）；
基本频率F04=50；
额定电压F05=380 V；
最高输出电压F06=380 V；
最高输出频率F03=100 Hz（根据现场需要设定）；
上限频率F15=100 Hz（根据现场需要设定）；
转矩提升F09=0.0：自动转矩提升；
频率偏置F18=0.0：无输入控制信号电压时频率为0 Hz；
频率设定信号增益F17=100：采用标准控制信号电压0 V~+10 V。
3.2 对需要调试的基本参数进行调试
加减速时间F07、F08调试：以出厂的默认值进行试机，看变频器是否跳闸，如果跳闸则加减速时间太短，可以增大加减速时间，到变频器不再跳闸为止。
电子热过载保护F10、F11、F12：此参数需要根据经验及现场观察确定，可设过流电流为额定电流的125％，过流时间为5 min，变频器由此参数进行计算而保护电动机过电流。即F10=1，F11=125，F12=5。
转矩矢量控制：转矩矢量控制只适用于一个变频器带一台电动机的场合，而且需要测定电动机常数：额定电流、空载电流、一次电阻、基本频率时的漏抗等，作为变频器控制电机时的电机模型数据。用转矩矢量控制时需要进行电动机自整定，变频器自动测定电机的相关参数。通过自整定，可以自动测定和写入电机的数据，整定原理为，在电动机停止状态，电动机自动测量电动机的一次电阻和对基本频率的漏抗，然后在电动机运行状态，自动测量电动机的空载电流，所测量数据自动写入P06、P07、P08。自整定步骤如下：
首先设定电动机参数，容量P02，额定电流P03，设定电动机自整定P04=2，将F02改为0由键盘控制。
然后由键盘面板控制进行空载起动电动机，按照加速时间加速至基本频率的二分之一进行空载电流的整定，再按照设定的减速时间减速，当面板显示“执行中”消失时，表示自整定结束。最后再将F02改回1。
由于在这个生产线上，负载不常出现急剧变化，所以转矩限制设为默认值，即不动作。
3.3 高级功能参数调试
加减速模式调试：考虑到加减速过程会对纸张的卷绕有较大影响，所以采用S形曲线，使加减速开始和结束时缓慢地输出频率。S形曲线有强型和弱型之分，强型变化的曲线更为合适。可以配合加减速时间共同调整。即设定H07=2，S形加减速模式（强型）。
3.4 试机运转
观察有无跳闸情况发生，同时测量电机在低速时有无发热现象，根据运转情况再进行一次参数整定。若运转正常，将数据保护起来，即设定F00=1。参数整定结束。
总之，变频器的功能参数的调试，需要根据现场工艺设备情况综合考虑，经过多次调试才能使变频器发挥其功用。现在的变频器集成了越来越多的功能，如 ABB公司的变频器加入了部分PLC的功能，使我们在调试中更加方便，也使变频器的适应性更强，但同时也要求调试人员具有较广的基础知识。本文以富士变频器为例，对现场中常用的调试方法进行总结，以方便更多的人了解变频器功能参数的调试方法，同时也可以触类旁通，较快地学会其它类型的变频器功能参数的调试方法。
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1.1加减速时间
加速时间F07，减速时间F08，出厂设定6 s或20 s。
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。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。
1.2转矩提升
转矩提升F09，出厂设定：通用型0.0（自动转矩提升），风机型0.1（二次方递减）。
转矩提升又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。
1.3 电子热过载保护
功能参数为F10、F11、F12、F13，出厂设定为“动作”。
本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。
1.4频率限制
频率限制上限F15，下限F16，出厂设定上限为70 Hz，下限为0 Hz。
即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。
1.5偏置频率
频率偏置F18，出厂设定0.0，即输入信号为0时，变频器输出为0 Hz。
有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时，可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低。有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在0~fmax范围内，有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时，变频器输出频率不为0 Hz，而为x Hz，则此时将偏置频率设定为负的x Hz，即可使变频器输出频率为0 Hz。
1.6 频率设定信号增益
设定增益F17，出厂设定为100，即对标准信号0 V~10 V、4 mA~20 mA不增益（100%增益）。
此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10 V)的不一致问题；同时方便模拟设定信号电压的选择，设定时，当模拟输入信号为最大时(如10 V、5 V或20 mA)，求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可；如外部设定信号为0 V~5 V时，若变频器输出频率为0 Hz~50 Hz，则将增益信号设定为200%即可。
1.7 转矩限制
转矩限制：驱动转矩F40、制动转矩F41，出厂设定均为999，即不动作。
可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值，经CPU进行转矩计算，其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时，也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。
驱动转矩功能提供了强大的起动转矩，在稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速时间设定过短时，也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时，电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利，以设置为80%~100%较妥。
制动转矩设定数值越小，其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%，可使加到主电容器的再生总量接近于0，从而使电动机在减速时，不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上，如制动转矩设定为0%时，减速时会出现短暂空转现象，造成变频器反复起动，电流大幅度波动，严重时会使变频器跳闸，应引起注意。
1.8转矩矢量控制
转矩矢量控制F42，出厂设定为0，不动作。
矢量控制是基于理论上认为：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，分别进行控制，同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能，电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，尤其是电动机在低速运行区域。
现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制，由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿，使电动机具有很硬的力学特性，对于多数场合已能满足要求，不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定，可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。
与之有关的功能是转差补偿控制，其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差，可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。
2 高级功能参数
2.1 加减速模式选择
速度曲线H07，出厂设定0，不动作，即默认为直线加速型。
加减速模式选择又叫加减速曲线选择。一般变频器有直线形、曲线形（非线性）和S形三种曲线，如图1所示。通常大多选择线性曲线；曲线形曲线适用于变转矩负载，如风机等；S形曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性，选择相应曲线，但也有例外，例如在调试一台锅炉引风机的变频器时，先将加减速曲线选择非线性曲线，一起动运转变频器就跳闸，调整改变许多参数无效果，后改为S形曲线后就正常了。究其原因是：起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动，且反转而成为负向负载，这样选取了S形曲线，使刚起动时的频率上升速度较慢，从而避免了变频器跳闸的发生，当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。
2.2 反向旋转禁止
反转防止H08，出厂设定为0，即不动作。
对某些生产机械不允许反向运转，在这种场合，必须采用此功能。当采用键盘指令反向运行或用模拟信号输入控制时出现负模拟量（或接线接错电压反向），如果不采用反向禁止就会出现严重后果。这个功能最容易被忽略。
2.3 节能控制
节能运行H10，出厂设定通用型为0（不节能运行）、风机型为1（节能运行）。
风机、水泵都属于减转矩负载，即随着转速的下降，负载转矩与转速的平方成比例减小，而具有节能控制功能的变频器设计有专用V/f模式，这种模式可改善电动机和变频器的效率，其可根据负载电流自动降低变频器输出电压，从而达到节能目的，可根据具体情况设置为节能运行或不节能运行。当采用通用型变频器拖动风机或水泵时，需要将此功能设为节能运行。
3 造纸厂中富士变频器的调试实例
下面是以造纸厂中所用变频调速拖动系统中变频器为例，说明功能参数的调试步骤。
变频器的参数调整主要考虑到生产工艺的特殊要求，综合现场实际进行相关功能参数的设定。控制信号是由可编程控制器或电位器提供的0 V~10 V直流电压，控制一台或多台变频器实现同步转速。随着卷径的变化和张力的变化，需要同时由PLC或者手动改变电位器来调整变频器的频率。为了防止断纸，需要将各变频器调整好，以防非正常跳闸或转速的急剧变化。调试步骤为：
3.1 首先设定基本功能参数中的非调试参数
频率设定F02=1：设定端子12为控制信号电压输入（0 V~+10 V）；
基本频率F04=50；
额定电压F05=380 V；
最高输出电压F06=380 V；
最高输出频率F03=100 Hz（根据现场需要设定）；
上限频率F15=100 Hz（根据现场需要设定）；
转矩提升F09=0.0：自动转矩提升；
频率偏置F18=0.0：无输入控制信号电压时频率为0 Hz；
频率设定信号增益F17=100：采用标准控制信号电压0 V~+10 V。
3.2 对需要调试的基本参数进行调试
加减速时间F07、F08调试：以出厂的默认值进行试机，看变频器是否跳闸，如果跳闸则加减速时间太短，可以增大加减速时间，到变频器不再跳闸为止。
电子热过载保护F10、F11、F12：此参数需要根据经验及现场观察确定，可设过流电流为额定电流的125％，过流时间为5 min，变频器由此参数进行计算而保护电动机过电流。即F10=1，F11=125，F12=5。
转矩矢量控制：转矩矢量控制只适用于一个变频器带一台电动机的场合，而且需要测定电动机常数：额定电流、空载电流、一次电阻、基本频率时的漏抗等，作为变频器控制电机时的电机模型数据。用转矩矢量控制时需要进行电动机自整定，变频器自动测定电机的相关参数。通过自整定，可以自动测定和写入电机的数据，整定原理为，在电动机停止状态，电动机自动测量电动机的一次电阻和对基本频率的漏抗，然后在电动机运行状态，自动测量电动机的空载电流，所测量数据自动写入P06、P07、P08。自整定步骤如下：
首先设定电动机参数，容量P02，额定电流P03，设定电动机自整定P04=2，将F02改为0由键盘控制。
然后由键盘面板控制进行空载起动电动机，按照加速时间加速至基本频率的二分之一进行空载电流的整定，再按照设定的减速时间减速，当面板显示“执行中”消失时，表示自整定结束。最后再将F02改回1。
由于在这个生产线上，负载不常出现急剧变化，所以转矩限制设为默认值，即不动作。
3.3 高级功能参数调试
加减速模式调试：考虑到加减速过程会对纸张的卷绕有较大影响，所以采用S形曲线，使加减速开始和结束时缓慢地输出频率。S形曲线有强型和弱型之分，强型变化的曲线更为合适。可以配合加减速时间共同调整。即设定H07=2，S形加减速模式（强型）。
3.4 试机运转
观察有无跳闸情况发生，同时测量电机在低速时有无发热现象，根据运转情况再进行一次参数整定。若运转正常，将数据保护起来，即设定F00=1。参数整定结束。
总之，变频器的功能参数的调试，需要根据现场工艺设备情况综合考虑，经过多次调试才能使变频器发挥其功用。现在的变频器集成了越来越多的功能，如 ABB公司的变频器加入了部分PLC的功能，使我们在调试中更加方便，也使变频器的适应性更强，但同时也要求调试人员具有较广的基础知识。本文以富士变频器为例，对现场中常用的调试方法进行总结，以方便更多的人了解变频器功能参数的调试方法，同时也可以触类旁通，较快地学会其它类型的变频器功能参数的调试方法。
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