变频器参数的正确设置（变频器必须设置的5大参数）

为适应大多数工业应用对变频器进行设置，只需要最基本的设置来操作电机。了解这5个变频器参数变化，优化变频器设置，就可以适应大多数电机驱动应用。

学习目标

• 设置五个参数可以解决大多数变频器的应用问题。
• 变频器控制方法、电机FLA、加速度和减速时间。
• 速度和运行命令以及故障复位。

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变频器是使用快速作用的开关或绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的电子设备，将三相输入功率转换为可变频率和电压输出，用于电机速度控制。变频器设置这五个参数占大多数应用。

通过变频器，电动机可以用于运行广泛的应用，实现跨线操作或机械手段无法实现的控制。通过变频器控制的电机，用户可以通过匹配电机速度来维持准确的系统需求，优化系统效率。大多数变频器应用提高了系统效率，通常在不到一年的时间内节约能源回报。

与所有的电子产品一样，变频器功能上有了很大的进步，提供了更多的系统控制，有助于减少外部设备和可编程逻辑控制器（PLC）。变频器的设计和工程是为了使复杂的事情变得简单，大多数应用只需要最基本的设置来操作电机。

在大多数情况下，变频器的默认设置足以满足应用需要，不需要任何调整。通常情况下，为一个应用调整的设置不超过10个。下面详细列出了安装变频器的人员设置五大参数，来解释这些设置是什么以及为什么需要它们。

控制方法对变频器设置的影响

1 变频器的控制方法

安装变频器的人员通常第一个设置是控制方法。控制方法决定了变频器调节电机速度的能力。这些控制能力可分为三组：

• 伏-每赫兹电压控制
• 自感应矢量控制
• 闭环矢量控制

伏-每赫兹（V/f）控制是最常用的电机控制方法。它是三种拓扑结构中最基本的一种。

V/f控制将变频器的输出固定在预定的电压和频率曲线上，当变频器的速度指令被调整时，电机就会跟随。这些V/f模式可以被调整提供高的启动扭矩，或减少优化不需要恒定电压与频率关系的可变扭矩负载的效率。

自感应矢量控制是一种控制方法，可以对电机的速度进行更精细的控制。变频器可以使用各种不同的、复杂的控制方案实现这种控制。从本质上讲，复杂的算法被用来监测、解释和响应电流反馈，提供精确的电机控制。查看这种控制方法的最简单方法是将其视为不需要编码器的精确电机控制。

闭环矢量控制是目前最先进的电机控制方法。闭环矢量控制使用电机编码器来提供精确的速度反馈，消除变频器控制中因响应电流反馈而产生的任何误差。添加编码器可以告诉VFD电机正在做什么，以及它是如何对负载做出反应的。

为什么要调整控制方式？

调整控制方法是为了满足电机驱动应用的需要。有些应用很简单，只需要在一个近似的速度下运行，而其他应用则需要精确和动态的电机控制。每种控制方案都能实现应用需求，限制是为了使系统启动和运行而进行的设置。

V/f控制通常用于不需要精确速度控制的系统，如风扇或泵。在最基本的V/f控制方法中，电机被允许从指令速度中漂移。速度的轻微变化对整个系统的性能影响不大，因为其他驱动程序会调整速度以维持系统需求。

例如，如果一个风扇被要求半速运行而不能维持需求，那么大多数系统配置，通过VFD的PI回路或外部设备，将提高速度指令，提供满足需求的电机速度。V/f控制是最常用的控制方法，因为它几乎不需要设置就能实现。

大多数变频器制造商，通过多年的应用经验，已经为大多数泵和风扇应用配置了他们的默认设置。这些默认值提供了最佳的节能效果，几乎不需要设置。甚至可变扭矩的应用，如压缩机，也可以利用V/f控制易于设置的优势。

自感应矢量控制方法改善了过程控制减少了维护。例如，自感应矢量控制可将电机速度调节到电机额定速度的1/200以内，提供动态速度控制，在低速时提供高启动扭矩，并且无需外部设备就可以可限制电流和扭矩。为了提供这些先进的电机控制能力，变频器需要电机特性信息，如电机空载电流、电阻和电感。

为了获得这些关键信息，变频器将通过一个简单的电机调整运行，要求通过键盘输入基本的电机铭牌数据，如额定电流、电压和速度。从这种控制中应用最多包括搅拌机、洗衣机、冲床和冲压机等。

闭环矢量控制增加了速度反馈信号，最大限度地提高过程控制和减少维护。闭环矢量控制可以实现精确的速度控制，低至一个转速，零速时的高启动扭矩，零速控制，以及扭矩调节。这些功能用于那些偏差不能超过几个转速的应用，否则产品输出将不符合其设计规格。

例如，许多挤出机使用编码器反馈，将电机速度保持在精确的要求，确保产品符合规格。编码器反馈还能确保精确的扭矩监测，使变频器对可能堵塞或损坏机器的高扭矩情况作出反应。在自感应矢量控制中提出的相同的电机调整要求，在闭环矢量控制中也需要，优化电机控制，减少编码器反馈所需的补偿。

VFD越是了解电机的特性，它就越能更好地运行电机。无论是否有电机反馈，都是如此。挤出机、高速主轴和恒定张力开卷机等应用可以利用闭环矢量控制的优势。

变频器的电机额定电流设置

2. 什么是电机额定电流设置？

由于大多数变频器的控制方法设置已经默认为最常见的应用，变频器安装人员真正的第一个设置是电机额定电流设置。电机的设计是允许在额定功率和额定电压下运行，在铭牌上的额定电流下连续运行。用电机的额定电流对变频器进行设置，为正在运行的电机配置变频器的电子热过载。

为什么要设置电机额定电流设置？

尽管变频器是天然的软启动器，但电机在短暂的时间内会超过额定电流，如在启动、冲击加载、快速减速或过度的应用循环中。长时间的高电流会导致电机发热过大，会导致使用寿命降低和过早失效。负载或联轴器的机械损坏，也可能出现锁定转子的情况。随着时间的推移，负载的磨损也会导致电流的增加，可能超过电机的额定电流。

为了避免电机故障，变频器的电机额定电流设置为电机的铭牌额定电流。在变频器内实施电子热过载，可以对电机过载进行保护。使用变频器的电子热过载允许用户不用机械式电机过载，从而减少了成本、潜在的故障点以及与维护过载触点的完整性有关的任何维护要求。

变频器的电子过载保护功能根据输出电流、输出频率、电机热特性和时间来估计电机过载水平。当变频器检测到电机过载时，就会触发故障，变频器输出关闭，保护电机免受热故障。

这些过载曲线可以根据电机的能力来设置。许多泵风扇电机是为可变扭矩负载设计的，这意味着它们不是为降低速度时的额定电流设计的。

提供降低的连续过载是为了减少维护，确保电机运行寿命最大化。变频器有预先配置的过载，考虑到许多不同的电机类型，包括40:1速度范围的可变扭矩负载，100:1速度范围的恒定扭矩负载和非常规的电机，如永磁电机（见图1）。

加速和减速时间

3. 什么是电机驱动系统的加速和减速时间？

变频器是天然的软启动器。它们在改变速度时可以减少浪涌电流。为了实现这一目标，变频器根据设置的加速和减速时间来启动和停止电机。这些时间或斜率定义了驱动器从零速度到最大频率所需的时间。可以有固定的速率或多套速率，根据操作条件或通过发送到变频器的命令进行调整（见图2）。

为什么要设置加速/减速时间？

使用适当的加速和减速时间将大大减少启动时的浪涌电流和改变速度时的电流激增。这使电机发热更少和动力系统的寿命增加（更少的动态高扭矩变化）。变频器还将这些电流与线路隔离。因此，没有大的浪涌需要由变压器提供，这可能会导致不必要的加热或影响供应电压，从而可能影响变频器的性能或系统中的其他负载。

变频器被默认为预期应用的最常用的加速和减速时间。风机/水泵驱动器将有较长的斜坡时间，而通用工业变频器将有较短的斜坡时间。这有助于简化安装过程，并非所有的默认值都适用于每一种应用。需要调整这些斜坡时间，保持电流在变频器和电机的限制范围内。

根据负载的惯性，启动/停止负载的速度有可能比变频器和电机的电流能力所允许的要快。加速/减速过快会导致更高的电流，可能会给变频器和电机带来负担，导致过载或过流故障。设定正确的加速和减速时间可以确保系统的正常性能，同时确保无故障运行。

加速/减速曲线的关键点发生在每个斜坡的开始和停止处。这是需要最大扭矩或电流来实现所需电机运动的地方。因此，在整个斜坡时间需要保持较低的情况下，可以对这些点进行调整减少总的斜坡时间。这些点被称为抽动或S曲线计时调整。这些设置延长了加速或减速坡道的高应力点的时间，减少对整个启动/停止时间的影响（见图3）。

电机控制需要速度和运行命令

4. 什么是速度和运行命令？

变频器在运行的每一刻都需要两样东西：运行命令和速度参考。运行命令告诉驱动器它应该运行电机，而速度参考告诉变频器应该运行什么频率。这两个输入都是提供电机控制所必需的。否则，电机将处于空转状态。设置或不设置是变频器安装人员最常见的技术支持故障排除之一。

为什么我需要设置速度和运行指令？

设置变频器的速度和运行指令更多的是关于如何选择电机的运行，而不是关于他们是否希望电机运行。大多数制造商默认他们的变频器是由数字和模拟输入操作的。触点和继电器被送入变频器，以制定变频器的运行指令。然后，模拟输入被用来提供速度参考。这些模拟量可以是0-10 V dc、 /-10 V dc、0-20 mA或4-20 mA信号。每种参考源都有自己的好处。电压信号产生简单，容易理解，电流信号传播距离较长，不容易受到附近电气噪声的影响。其他控制途径是通过直接的键盘控制或通过网络通信完成的。

每一个参考都为变频器提供了电机运行所需的准确速度。电机速度控制基准越精确，变频器在满足系统需求方面就越精确。准确地满足系统需求意味可以实现更高的节能效益。任何命令接口的目标都是实现系统所需的控制，使效率、质量和安全最大化。

故障复位

5. 什么是变频器的故障复位？

变频器的外部有许多条件，可能导致工作条件超出其规格。为了保持产品的使用寿命和防止故障，加入触发故障保护自己。可能导致变频器故障条件的例子包括激进启动时间、激进停止时间、失去电源和锁定转子条件。

为什么在配置变频器时要设置故障复位？

许多变频器具有自动故障复位功能。该功能允许检测到其设置范围之外的条件，触发故障，保护自身、电机和机械系统的其他部分。故障复位功能允许用户检测事件，如果被消除，则复位到正常运行。自动复位的目的是为了克服故障，保持连续运行。停机要花钱，自动复位功能允许系统在经认证的工作人员检查之前，对那些被认为没有必要停止生产的事件保持运行。

这方面的一个例子是由雷雨引起的电压尖峰。这些都是很少发生的情况，不应该需要进一步分析。在这种情况下，硬盘会自行停止运行，保护自己。自动复位功能允许在没有用户干预的情况下启动备份，节省时间和金钱。

一定要设置5个变频器参数

有很多方法可以实现变频器技术，使电机控制需求自动化。变频器的设置可能很复杂，但大多数应用只需要很少的设置就能启动和运行。此外，已经简化了安装过程。一种方法是通过应用程序的启动程序或向导。

这些程序引导安装人员通过使用问答菜单对他们的变频器进行设置，确保应用被设置为所需的操作。变频器的设计是为了便于使用，并通过优化效率、质量和安全，使其投资回报率最大化。

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