MM420～440变频器的使用及常见问题

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　　1.常见的接线和使用　　　　下图为配备相对完善的主回路接线。LKl为输入电抗器，考虑抗干扰时使用，还可接滤波器成品选件。LK2为输出电抗器，用于输出阻抗的匹配。当多台电机共用一个变频器时，常通过多台输出电抗器来分配，或者采用多个热继电器来隔离。接触器KM为便于断电检修使用。最简单的接线，可只用一个空气开关QF。　　使用操作面板AOP或BOP能满足就地操作。并有很多显示功能（长时间按住功能键F进行显示切换）。但要连接到现场的操作箱、操作台上时，引线太长，就难以实现。下图中电位器RW和转速表n是为了操作台上独立使用而设置的。电位器RW是手动给定（由程序参数P0700设定），转速表作输出显示。当无给定时，显示最小值或负值。这样的配置比使用操作面板方便、直观。电位器（R=4.7kΩ/25～3W）满量程给定一般对应0～50Hz时相应的电机转速。在零位时，为避免未转的错觉。可设置频率的最小值（P1080=5）。转速表接受变频器输出4～20nA的电流信号，如果转速表只能接受电压信号，需并接电阻R=5l0Ω／0.25W，将电流信号转换成电压信号。　　正反转操作指令，可将主令开关或按钮设置在操作箱、操作台上，也可用其驰连锁信号（由程序P0701～P0708参数设定）。MM430这些操作指令的公共接线是9号线，其他M系列则是8号线。使用时（包括给定），若通过接触器的辅助触头来闭合正反转指令。是不能正常运转的。必须在变频器先得电准备好的情况下，才能有效。电机要真正转起来，程序设置必须回到P0010=0的运行状态。　　当BOP操作面板上显示报警信号A0501、故障信号F001等时。是提示需要检查排除故障。故障信号输出是通过变频器内部继电器的无源接点。切断主回路电源和给定信号。变频器的复位，一般采取断电数秒后再送电，操作面板上的报警故障信号就会消失，回到正常显示。　　PTC热敏检测元件埋在电机定子里，信号接入控制板。当电机温度高于变频器参数设定值或出现故障时（由程序P0601～P0625参数设定），发出报警信号A05lO。重要电机或长期运行在低频率下的电机，常常采用该保护功能。　　电机启动过程中的时间设置、补偿、提升等，都是为了获得最大力矩。电机瞬间断电再启动等问题（自动捕捉再启动），都可以通过程序参数的设置来解决。　　　　2.变频器使用的常用程序参数设置（见附表）　　3.谐波及其对策　　　　（1）谐波的产生　　　　一般变频器的输出电压波形是正弦波形。但电流输出为PW_M载波波形（方波）。较低次谐波通常对电机负载影响较大，引起转矩脉动，使转矩过小。而较高次的谐波又使变频器输出电缆的漏电流增加，电机转速虽高但出力不足，故变频器输出的高低次谐波都必须抑制。　　电压型变频器的整流部分采用二极管不可控桥式整流电路，中间滤波部分采用大电容作为滤波器，所以整流器的输入电流实际上是电容器的充电电流，呈较为陡峭的脉冲波，其谐波分量较大。另外，逆变元件的开关噪声，也会产生射频干扰。　　我国于1984年和1993年通过了“电力系统谐波管理暂行规定”及GB／T-14549i-93标准，用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。为了消除谐波，可采用以下对策。　　（2）对策　　　　1）设置功率补偿装置。大型变频器应配置功率补偿装置，如频繁正反启停的大中型轧机。必须配置自动功率因素补偿装置。有了它，不仅能自动补偿功率因数，而且还能克服变频器的谐波干扰。　　2）提高电源内阻抗。通常情况下，电源设备的内阻抗，可以起到缓冲变频器直流滤波电容的峰值电流和减弱无功功率的作用。这种内阻抗就是变压器的短路阻抗。当电源容量相对变频器容量越小时，则内阻抗值相对越大，反之越小。当电源内阻抗为≥4％时，可以起到很好的谐波抑制作用。电源内阻越大，谐波含量越小。所以选择给变频器供电的电源变压器时。最好选择短路阻抗大的变压器。　　3）安装电抗器。为从外部增加变频器供电龟源的内阻抗。在变频器的交流侧安装交流电抗器或在变频器的直流侧安装直流电抗器，或两侧同时安装，可以较好地抑制谐波电流。　　4）降低脉冲调制频率。脉冲调制频率过高，不仅最大电流要降低，而且射频干扰的强度也越大。一般选择≤4kHz。修改程序参数P1800=4。　　5）设置输出电抗器。交流输出电抗器不仅用于和多台电机并接的输出阻抗匹配，而且可抑制射频干拢信号通过接电机的导线向外传输。 '　　6）可靠接地。电机外壳的可靠接地，不仅是出于安全考虑。也是抑制射频干扰信号辐射的途径。　　7）使用专用滤波器。变频器供应商可提供配套的专用滤波器成品选件，该元件用于检测变频器谐波电流的幅值和相位，并产生一个与其幅值相同且相位正好相反的电流。从而可以非常有效地吸收谐波电流。　　4.负载电流问题　　　　（1）变频器的选型机械负载大体分为三种类型：恒转矩负载、风机泵类负载和恒功率负载。M系列的变频器的分类为；M420属通用型，M430属风机泵类专用型，M440为矢量控制方式型。针对不同的负载类型，初步选择类型后，还应设置控制方式参数（P1300）的内容。为满足生产机械的复杂性，P1300的内容里还增加了转矩提升、滑差补偿、电压软唐动等控制方式，其归根结底是个电流问题。例如P1310转矩连续提升，P1311加速度提升，P1312启动提升等参数值的设置。设置过大会出现报警信号A0501，操作面板上显示超电流限幅值。另一方面。频繁启动的大电流会使装置发热加大。　　（2）变频器功率的确定电机功率通常是指铭牌额定功率，而实际运行时，电机功率是个变数。负载轻时消耗功率少，负载重时消耗功率大。　　电机运行可分为两类：长期工作制和重复短时工作制。长期工作制的电机可以按其铭牌规定的数据长期运行。变频器可按电机铭牌数据进行选型，一般按1：1的额定铭牌功率选择。　　重复短时工作制的电机，其特点是重复性和短时性，即工作时间和停歇时闻交替进行，而且都比较短，按国家规定二者之和，不得超过60秒。重复短时工作制电机允许其一定过载且允许有一定的温升。此时，若根据电机铭牌数据来选择变频器，势必造成变频器的损坏。在参考电机铭牌数据的情况下要进行适当的放大。其实质也是电流的问题。电机额定铭牌功率P0307和变频器额定功率r0206应是两个慨念，一般变频器向电机提供的额定功率≥电机铭牌额定功率。电机使用的最大电流不要超过r0209。主要银据电机负载特性和变频器的过载倍数、过载时间长短、过载周期来选型。还有参数P1120和P1121斜坡上升下降时间需要调整，笔者在实践中调整时间最低降到过ls，也能正常工作。　　5.发热问题　　　　变频器的发热主要由主回路上的器件损耗产生的，如整流元件、逆变元件、电容器等，其他控制电路元件和工作电源发热较少。　　（1）发热原因　　　　1）当变频器出现过载时，功率单元因其流过的过载电流而增加温升，导致变频器过热。　　　　2）当变频器频繁正反的启停，功率单元相对长期工作在大电流区间，导致变频器过热。　　　　3）空间狭小和环境温度高，不利变频器装置的散热。　　由于变频器是电子装置，内含电解电容等元件，所以温度对其寿命影响比较大。通用变频器的环境运行温度一般要求-10℃～+50℃。如果能够采取措施尽可能降低变频器运行温度，那么变频器的使用寿命就能延长，性能也比较稳定。　　（2）采取措施为了保证变频器正常可靠运行，必须对变频器进行散热，通常采用以下措施：　　1）采用风扇散热：变频器有内置小风扇，也可再外置风扇。变频器的内置小风扇是将模块上的热量带走，若风扇不能正常工作，会发出A520等信号报警，应立即停止变频器运行。　　2）控制柜里应有足够的空间，并装有轴流风机，以利于变频器装壹散热。　　3）降低使用环境温度。有条件可在电气控制室内安装空调降温。　　4）单独安装空调：笔者曾见到在装有变频器和PLC的控制柜的外壳上（该控制柜是密封的）直接“背”了一个独立一体化空调。由于空调还具有抽湿功能，电控室的空调再将热气排到室外，可确保电子装置稳定地运行。