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1、53Design&research 设计与研究作者简介：张 平（1981-），男，工程师。主要从事电气工程监造工作。收稿日期：2013-08-02变频器重要参数的设定张 平（海军驻江南造船（集团）有限责任公司军事代表室,上海201913）摘 要：本文首先强调了变频器参数设定的重要性，然后分析了变频器几个重要参数的设定方法，最后分析了某船电力推进系统SIMOVERT MASTERDRIVES系列变频器电机参数设定问题。关键词：变频器；参数；重要性；设定方法中图分类号：U665.11 文献标识码：AImportant Parameters Setting of Frequency Converte
2、r ZHANG Ping(Navel Representatives Offi ce of Jiangnan shipyard(group)Co.,Ltd.,Shanghai 201913)Abstract:This article fi rstly introduces the importance of frequency converters parameters setting,then several parameters setting ways of the frequency converter are analyzed in detailed,fi nally analyze
3、s the parameter setting problem of a certain ship electric propulsion system SIMOVERT MASTERDRIVES series inverter motor.Key words:Frequency converter;Parameters;importance;Setter method1 引言变频器是利用交流电动机的同步转速随电机电压频率变化而变化的特性，来实现电动机调速运行的装置。给所使用的电机装置设速度检出器（PG），将实际转速反馈给控制装置进行控制的，称为“闭环”；不设PG运转的，就称为“开环”。通用变
4、频器多为开环方式，也有的机种利用选件可进行PG反馈。目前，变频交流调速已遍布冶金、电力、铁路、运输、化工、民用等各个领域。在船舶行业，广泛应用于各类工程船舶,变频器参数设定的正确与否，将直接影响它的合理使用。2 几个重要参数的设定 2.1 V/f 类型的选择 V/f 类型的选择，包括最高频率、基本频率和转矩类型等。最高频率是变频器-电动机系统可以运行的最高频率，由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定；基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电流电压设定；转矩类型指的是负载是恒转矩负载，
5、还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的V/f类型图和负载的特点，选择其中的一种类型。我们根据电机的实际情况和实际要求，最高频率设定为83.4 Hz；基本频率设定为工频50 Hz；负载类型：50 Hz以下为恒转矩负载，50 Hz83.4 Hz为恒功率负载。2.2 如何调整启动转矩 调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能,使电机输出的转矩能满足生产启动的要求。在异步电机变频调速系统中,转矩的控制较复杂。在低频段,由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持V/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。但是，漏阻抗的影响不仅与频率有关，还
6、和电机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。2.3 如何设定加、减速时间 电机加速度dw/dt取决于加速转矩（Tt、T1），而变频器在启、制动过程中的频率变化率则由用户设定。若电机转动惯量J、电机负载变化按预先设定的频54Design&research 设计与研究下面以某船电力系统变频器电机参数设定为例，说明变频器参数设定的重要性。某船电力推进系统选用了西门子公司生产的SIMOVERT MASTERDRIVES系列全数字矢量控制变频器，其额定输入电压690 V，额定输出电流860
7、A，额定频率16 Hz。该变频器为交直交电压型，功率单元采用IGBT模块。在试验过程中曾出现过这样的问题：按照“专家应用的参数设置”步骤设置完必需参数后，起动电动机开始运行。空载时电机运行正常，转速平稳；当逐渐增加负载后，随着负载的增大，电机电流越来越不稳定，出现了剧烈振荡，400 A的电流值振幅达到80 A左右。原先我们以为是闭环控制的PI调节器参数设置不当，反复修改调节器参数却效果不明显，经过仔细核查，发现电动机的额定励磁电流值设置错误，误将电机手册中的空载电流值当作额定励磁电流输入了变频器，使得系统在机械额定工作点上所需的产生磁场的电流分量定标错误，从而导致上述电流振荡现象的产生。后将此
8、参数正确设置后，负载电流不再出现振荡现象，电流波形非常平滑。4 结语 综上所述，虽然制造商在开发、制造变频器时充分考虑了用户的需要，设计了多种可供用户选择的设定、保护和显示功能，但如何充分发挥这些功能，合理使用变频器，仍是用户需要注意的问题，一些项目的设定值仍需摸索，以便用好变频器，充分发挥其在生产中的作用。参考文献1 SIMOVERT MASTERDRIVES使用大全M西门子电气传动有限公司 (SEDL).2004.安全作业提供了坚实的基础，获得了高度好评。参考文献 1 中华人民共和国标准.船用起货机绞车G,GB7389-87.2 徐灏等.机械设计手册(第3卷)M.北京:机械工业出版社,19
9、92.3 杨可祯等.机械设计基础M.北京:高等教育出版社,1979.4 孟宪法等.船舶辅助机械M.北京:人民交通出版社,1985.5 史美堂.金属材料及热处理M.上海:上海科学技术出版社,1983.率变化率升速或减速时，有可能出现加速转矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机转动惯量和负载合理设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否合理的方法，是按经验选定加、减速时间设定。若在启动过程中出现过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中出现过流，则适当延长减速时间；另一方面，加、减速时间不宜设定太
10、长，时间太长将影响生产效率，特别是频繁启、制动时。2.4 频率跨跳 V/f控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段电机的电流、转速会发生振荡，严重时系统无法运行，甚至在加速过程中出现过电流保护，使得电机不能正常启动，在电机轻载或转动量较小时更为严重。因此，变通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统出现振荡的频率点，在V/f曲线上设置跨跳点及跨跳点宽度，当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统正常运行。2.5 过负载率设置 该设置用于变频器和电动机过负载保护。当变频器的输出电流大于过负载率设置值和电动机额定电流确定的OL设定值时，变频器则以反时限特性进行过负载保护（OL），过负载保护动作时变频器停止输出。2.6 电机参数的输入 变频器的参数输入项目中有一些是电机基本参数的输入，如电机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要，将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥，一定要根据电机的实际参数正确输入，以确保变频器的正常使用。3 某船SIMOVERT MASTERDRIVES系列变频器电机参数设定（上接第66页）6 结论 起货机改装修理后，空车运转无明显噪音和振动；挂重试验，运转平稳顺畅。修理效果非常明显，完全满足起货放货需要。经过改装修理，为船舶正常