西门子MicroMaster440变频器常用参数的设置

西门子MicroMaster440变频器常用参数的设置摘要本文以西门子MircoMaster440变频器为例，说明变频器常用参数的设置方法。关键词控制方式；加减速时间；转动惯量；快速调试；动态缓冲；负载制动；转矩提升一般变频器的参数有数百甚至上千个，对这些参数进行合理正确的设置是使变频器高效运行并且满足用户要求的前提，那么，如何进行设置呢？本文以西门子MicroMaster440变频器为例进行说明。1变频器的控制方式它是由负载的力矩特性所决定的，电动机的机械负载转矩特性由下式决定：P=Tn/9550式中：P：电动机功率KW.T：电动机转矩N*M.n：电动机的转速rpm。转矩T与转速n的关系可分为3种：①恒转矩：转速变化时转矩恒定的负载。如传送带，起重机等；②恒功率：转速和转矩成反比关系，但是二者之积恒定不变。如机床主轴；③变转矩：转矩随着转速的变化按照一定的函数关系变化的负载。如风机，泵类等。当参数变频器控制方式P1300=0时变频器工作在线性U/F方式，此方式能够适应大多数恒转矩负载。如果负载是风机，泵类则P1300=1。在变频调速的时候系统可能会发生共振现象，从而造成系统工作异常甚至机械损坏，为此变频器提供了可跳转频率的功能，P1091~P1094用于设置跳转频率点P1101用于设置跳频带宽，从而避免共振。当P1300=3时变频器的工作在可编程的U/F控制方式P1320.P1322.P1324提供了可编程频率坐标，P1321.P1323.P1325提供了可编程的电压坐标，该方式能在某一特定频率下为电动机提供特定的转矩以适应负载的变化。矢量控制是仿照直流电动机的控制思想对异步电动机进行控制，首先将定子三相电流通过坐标换算成励磁电流分量和电枢电流分量并且分别对这2个量进行控制。因此电动机的机械特性是非常硬的而且具有很高的动态响应能力。根据需要可以将P1300=20/21无/有反馈矢量控制或P1300=22/23无/有反馈的矢量转矩控制以满足负载的控制精度。2加/减速时间加速时间定义为输出频率从0上升到最大频率所需要的时间，减速时间定义为输出频率从最大下降到0所需要的时间。加/减速时间设置的合理与否对电动机的起动，停止，以及调速系统对速度变化的响应都有很大的影响。加速时间的设置应该把电动机的定子电流限制在变频器的额定电流以内而不使过流保护装置动作。电动机在减速过程中处于再生发电制动状态，其回馈的能量通过逆变器上的续流二极管反送到直流母线的电解电容器上，从而使其起两端的电压升高。因此减速时间的设置是以直流母线的电压不超过过电压报警值即可。加速时间的计算公式：ta=（Jm+Jl）*n/（9.56*（Tma-Tl））减速时间的计算公式：tb=（Jm+Jl）*n/（9.56*（Tmb-Tl））式中：Jm：电动机惯量Jl：负载惯量.n：电动机转速Tma：电动机的驱动转矩Tmb：电动机的制动转矩Tl：负载转矩.利用公式加/减速时间就可以计算出来，但是也可以用经验法来进行计算：首先，使拖动系统全速运行（工作频率为50Hz），然后切断电源使拖动系统处于自由制动状态，用秒表测量出其转速下降到0rpm所需要的时间，即可以知道其转动惯量的大小。通常时间常数可选择为按自由制动时间的1/5~1/3。最后重复上述过程，观察变频器有无过流或过压报警，调整加/减速时间的设定值，以无报警为原则确定最佳时间常数。3转动惯量的设置电动机与所带负载的转动惯量的设置往往被忽视，认为只要加/减速时间设置正确就可以保证系统正常工作，其实如果其设置不当会导致系统震荡或者变频器报警等等。转动惯量公式：J=T/（dω/dt）式中T：电动机转矩.ω：电动机角速度.t：时间。电动机与负载转动惯量的获得方法：首先让变频器工作在适当的频率，如：5Hz~10Hz，分别让电动机空载和带负载运行，读出参数r0333电动机额定转矩和r0345电动机的起动时间，然后设置参数P0341电动机的转动惯量和P0342驱动装置总惯量与电动机惯量之比。这样变频调速系统才能达到令人满意的效果。4快速调试在使用变频器驱动电动机之前必须进行快速调试。参数P0010=1(开始进行快速调试);在调试过程当中一定要向变频器正确输入电动机的铭牌参数。当变频器的额定功率大于其所驱动的电动机的额定功率时应该合理设置参数P0640（电动机的过载因子）以防止电动机因过载而损坏。在有/无传感器反馈的的矢量控制方式下电动机的数据自动检测（P1910）必须处在冷态（常温）下进行。如果电动机运行的环境温度与缺省值（20℃）相差很多时还必须设置P0625(电动机运行的环境温度)为实际温度值。P3900=3（结束快速调试，进行电动机计算单不进行I/O复位）则接通电动机进行参数自动检测，当检测完成后报警A0541自动消失，变频器进入“运行准备就绪”状态。5动态缓冲功能本功能用于定义在电压下降或者瞬时欠电压时变频器自动进行欠压补偿。适当降低频率以发电机模式来运行电动机，通过负载能量回馈并与此能量供给变频器来维持不跳闸运行。首先使参数P2800=1使能动态缓冲功能然后根据公式P1245[V]=P1245[%]*1.414*P0210（电源电压）设定动态缓冲接通电平P1245的值，如果设置过大将会干扰传动装置的正常运行。最后根据P1256选择的对应措施确定动态缓冲的保持速度折算为变频器的输出频率P1257。直流电压控制器的配置P1240=2[最大直流电压控制器（动态缓冲使能）]。6负载制动当生产机械要求迅速减速或停车时就会产生电动机再生发电制动能量的消耗的问题，负载的动能由电动机转换成电后能通过逆变器上的续流二极管反送回直流母线。由于直流电能无法通过交-直不可控整流电路回送给交流电网而仅靠直流母线上的电解电容器来吸收，所以在电解电容器上形成“泵升电压”使直流母线的电压升高，而且过高的直流电压将导致变频器产生过电压报警。因此MM440变频器提供了电阻能耗制动功能，利用其内部的制动单元和外部的制动电阻将制动时产生的回馈电能以热能的形式消耗掉从而保证变频调速系统的可靠制动。我国的电网电压波动较大，故此不能因为电网电压的升高导致使制动单元误动作，制动限值电压所以应该足够高。但是应该尽量使变频器工作在额定电压附近，这样有利于其安全运行所以参数P2172(直流电路的门限电压）必须根据现场的实际情况进行合理设置，然后P1240=1（直流电压控制器的配置：最大直流电压控制器使能动力制动）。停止周期P1237根据负载情况可以选择数值1~5（工作停止周期：5%，10%，20%，50%，100%）。制动电阻阻值和容量的选择应该不小于选型手册中给出的数值，否则将会导致变频器和制动电阻的损坏。7转矩提升本功能又叫转矩补偿，它是补偿因电动机定子绕组的电阻而引起的在低速时电动机的转矩下降，而把低频率范围的U/F增大的方法。参数P1310连续提升，P1311加速提升，P1312起动提升应该根据负载的机械特性通过试验而确定合适的数值，当P1310，P1311，P1312一起使用时提升值是各个提升值共同作用的结果，但是这些参数的优先级别为：P1310＞P1311＞P1312。P1316（提升结束点的频率）：提升结束频率相对于电动机额定频率的百分比。在参数设置的时候一定要遵循从小到大的原则，否则在负载比较轻的情况下被过分提升了的U/F将使电动机的磁路处于过饱和的状态，此时励磁电流的波形将畸变为峰值很大的尖顶波而引起变频器的过电流跳闸。只有正确合理的设置变频器的参数，才能充分发挥它的性能，使变频调速系统的各项控制指标达到令人满意的水平。参考文献[1]西门子MicroMaster4400.12kw~250kw标准变频器使用大全.2007.SIEMENS.[2]张燕宾.变频调速460问.机械工业出版社,2006.[3]李方圆.变频器行业实践.中国电力出版社.2006.