1引言

近十多年來，隨著大規(guī)模集成電路、計算機控制技術以及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，特別是矢量控制技術的應用，使得交流變頻調速技術逐步具備了寬調速范圍、高穩(wěn)速精度、快動態(tài)響應，以及在四象限作可逆運行等良好的技術性能，調速特性可與直流電氣傳動相媲美。在交流調速技術中，由于變頻調速的調速性能與可靠性等性能在不斷完善，價格也在不斷降低，特別是它的節(jié)電效果明顯，實現(xiàn)交流電機調速極為方便，因此，在一切需要速度控制的場合，變頻器以其操作方便、體積小、控制性能高而獲得廣泛的應用。變頻器在使用中出現(xiàn)的一些問題，很多情況下都是因為變頻器參數(shù)設置不當引起的。西門子micromaster440變頻器可設置的參數(shù)有幾千個，只有系統(tǒng)地、合適地、準確地設置參數(shù)才能充分利用變頻器性能。

2控制方式選擇

變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性所決定，電動機的機械負載轉矩特性根據(jù)下列關系式?jīng)Q定：

p= t n/ 9550

式中：p——電動機功率（kw）

t——轉矩（n. m）

n——轉速（r/ min）

轉矩t與轉速n的關系根據(jù)負載種類大體可分為3種［2］。

（1）即使速度變化轉矩也不大變化的恒轉矩負載，此類負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機等。

（2）隨著轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載。此類負載如風機、各種液體泵等。

（3）轉速越高，轉矩越小的恒功率負載。此類負載如軋機、機床主軸、卷取機等。

變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有線性v/f控制、拋物線特性v/f控制。將變頻器參數(shù)p1300設為0，變頻器工作于線性v/f控制方式，將使調速時的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。

將p1300設為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。這類負載的軸功率n近似地與轉速n的3次方成正比。其轉矩m近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的v/f特性是線性關系，則低速時電機的許用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數(shù)和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數(shù)保持在適當?shù)姆秶鷥取?/p>

可以進一步通過設置參數(shù)使v/f控制曲線適合負載特性。將p1312在0至250之間設置合適的值，具有起動提升功能。將低頻時的輸出電壓相對于線性的v/f曲線作適當?shù)奶岣咭匝a償在低頻時定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問題。適用于大起動轉矩的調速對象。

變頻器v/f控制方式驅動電機時，在某些頻率段，電機的電流、轉速會發(fā)生振蕩，嚴重時系統(tǒng)無法運行，甚至在加速過程中出現(xiàn)過電流保護，使得電機不能正常啟動，在電機輕載或轉矩慣量較小時更為嚴重?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩的頻率點，在v/f曲線上設置跳轉點及跳轉頻帶寬度，當電機加速時可以自動跳過這些頻率段，保證系統(tǒng)能夠正常運行。從p1091至p1094可以設定4個不同的跳轉點，設置p1101確定跳轉頻帶寬度。

有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩，用可編程的v/f控制對應設置變頻器參數(shù)即可得到所需控制曲線。設置p1320、p1322、p1324確定可編程的v/f特性頻率座標，對應的p1321、p1323、p1325為可編程的v/f 特性電壓座標。

參數(shù)p1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。這種控制相對完善，調速范圍寬，低速范圍起動力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調速都采用svpwm矢量控制方式。

參數(shù)p1300設置為22，變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前國際上最先進的控制方式，其他方式是模擬直流電動機的參數(shù)，進行保角變換而進行調節(jié)控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動機參數(shù)進行控制，控制簡單，精確度高。

3快速調試

在使用變頻器驅動電機前，必須進行快速調試。參數(shù)p0010設為1、p3900設為1，變頻器進行快速調試，快速調試完成后，進行了必要的電動機數(shù)據(jù)的計算，并將其它所有的參數(shù)恢復到它們的缺省設置值。在矢量或轉矩控制方式下，為了正確地實現(xiàn)控制，非常重要的一點是，必須正確地向變頻器輸入電動機的數(shù)據(jù)，而且，電動機數(shù)據(jù)的自動檢測參數(shù)p1910必須在電動機處于常溫時進行。當使能這一功能（p1910 =1）時，會產生一個報警信號a0541，給予警告，在接著發(fā)出on 命令時，立即開始電動機參數(shù)的自動檢測。

4加減速時間調整

加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間，減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。加速時間和減速時間選擇的合理與否對電機的起動、停止運行及調速系統(tǒng)的響應速度都有重大的影響。加速時間設置的約束是將電流限制在過電流范圍內，不應使過電流保護裝置動作。電機在減速運轉期間，變頻器將處于再生發(fā)電制動狀態(tài)。傳動系統(tǒng)中所儲存的機械能轉換為電能并通過逆變器將電能回饋到直流側。回饋的電能將導致中間回路的儲能電容器兩端電壓上升。因此，減速時間設置的約束是防止直流回路電壓過高。加減速時間計算公式為：

加速時間：ta=（jm+jl）n/9.56（tma-tl）

減速時間：tb=（jm+jl）n/9.56（tmb-tl）

式中： jm 一 電機的慣量

jl — 負載慣量

n — 額定轉速

tma— 電機驅動轉矩

tmb — 電機制動轉矩

tl — 負載轉矩

加減速時間可根據(jù)公式算出來，也可用簡易試驗方法［3］進行設置。首先，使拖動系統(tǒng)以額定轉速運行（工頻運行），然后切斷電源，使拖動系統(tǒng)處于自由制動狀態(tài)，用秒表計算其轉速從額定轉速下降到停止所需要的時間。加減速時間可首先按自由制動時間的1/2~1/3進行預置。通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警，調整加減速時間設定值，以運轉中不發(fā)生報警為原則，重復操作幾次，便可確定出最佳加減速時間。

5轉動慣量設置

電機與負載轉動慣量的設置往往被忽視，認為加減速時間的正確設置可保證系統(tǒng)正常工作［4］。其實，轉動慣量設置不當會使得系統(tǒng)振蕩，調速精度也會受到影響。轉動慣量公式：

 #p#分頁標題#e#

j=t/dω/dt

電機與負載轉動慣量的獲得方法一樣，讓變頻器工作頻率在合適的值，5～10hz。分別讓電機空載和帶載運行，讀出參數(shù)r0333額定轉矩和r0345電動機的起動時間，再將變頻器工作頻率換算成對應的角速度，代入公式，計算得出電機與負載轉動慣量。設置參數(shù)p0341（電動機的慣量）與參數(shù)p0342（驅動裝置總慣量/ 電動機慣量的比值），這樣變頻器就能更好的調速。

6結束語

變頻器的品牌愈來愈多，功能也不斷完善和加強。如何正確地設置參數(shù)，對于變頻器正確使用和發(fā)揮最佳性能是十分重要的