变频器压频比的正确设定
随着变频调速技术的发展,变频器调速已成为交流调速的主流,在化纤、纺织、钢铁、机械、造纸等行业得到广泛的应用。由于通用变频器一般采用V/f控制,即变压变频(VVVF)方式调速,因此,变频器在使用前正确地设定其压频比,对保证变频器的正常工作至关重要。变频器的压频比由变频器的基准电压与基准频率两项功能参数的比值决定,即基准电压/基准频率=压频比。基准电压与基准频率参数的设定,不仅与电动机的额定电压与额定频率有关(电机的压频比为电机的额定电压与额定频率之比),而且还必须考虑负载的机械特性。对于普通异步电机在一般调速应用时,其基准电压与基准频率按变频器出厂值设定(基准电压380V,基准频率50HZ),即能满足使用要求。但对于某些行业使用的较特殊的电机,就必须根据实际情况重新设定基准电压与基准频率的参数。由于变频器使用说明书以及有关书籍中没有对这两个参数作详细介绍,因此正确的设定该参数对于不少使用者来说,并非是件很容易的事。为此,本文结合变频调速的基本控制方式及负载的机械特性与基准电压基准频率参数的关系,列举实例,详细说明基准电压与基准频率参数的设定方法。
在基频以上调速时,频率从基频向上可以调至上限频率值,但是由于电机定子相电压不能超过电机额定电压,因此电压不再随频率变化,而保持基准电压值不变,这时电机主磁通必然随频率升高而减弱,转矩相应减小,功率基本保持不变,属于恒功率调速区。基准频率为恒功率调速区的最低频率,是恒转矩调速区与恒功率调速区的转折点,而基准电压值在整个恒功率调速区内不再随频率变化而改变。
三、负载的机械特性与基准电压、基准频率的设定。
合理地使用变频器,必须了解所驱动负载的机械特性。根据不同的使用目的,负载基本上可分为恒转矩负载、恒功率负载以及平方转矩负载等三类。恒转矩负载其所需转矩基本不受速度变化的影响(T=定值),对于该类负载,变频器的整个工作区最好运行在基频以下,这时变频器的输出特性正好能够满足负载的要求。恒功率负载在转速越高时,所需转矩越小(T×N=定值),对于恒功率负载来说,电机的工作频率若运行在基频以上,其所要求的机械特性将与变频器的输出特性相吻合。至于平方转矩负载,它所要求的转矩与转速的平方成正比(T/N2=定值),电机应运行在基频以下较为合理。需要注意的是:平方转矩负载的工作频率绝不能超过工频(除非变频器容量大一个等级),否则变频器与电机将严重过载。
四、设定实例
例一:一台化纤纺丝计量泵电机,型号为FTY-550-6,即550(W)6极三相永磁同步电动机。铭牌参数如下:工作电压:62.5-125-475(V),工作频率:25-50-190(HZ),电机功率:275-550-2090(W),转速:500-1000-3800(r/min),电流:4(A)。其工作范围较宽,铭牌参数与一般异步电动机不同,左边的数值为电机正常工作时(不失步)的下限,右边数值为电机正常工作时的最大值,中间值为额定值(50HZ时)。该电机压频比为125V/50HZ=2.5,使用三垦SAMCO-IIHF1.5K变频器。若只按电机参数设定,电机的额定电压与额定频率值即为变频器的基准电压与基准频率值,基准电压(代码为cd005)设为125(V),基准频率(cd006)为50(HZ)(出厂值)不变,这样设定,电机工作在基频以下时,电机驱动计量泵毫无问题,但计量泵属于恒转矩负载,若在计量泵要求较高转速如90(HZ)时,那么频率虽然可调至90(HZ),但此时电机工作电压仍为125(V),实际压频比为125V/90HZ=1.39,电磁转矩变小,无法提供负载所需的转矩,使计量泵不能正常工作。正确的设定应为:cd005=475(V),cd006=190(HZ),在这里基准电压虽设为475(V),但由于该变频器不具有升压功能,其实际输出电压由输入电压的最大值所决定,所以这样设定只对增大V/f图形的斜率有效,并不是真能达到475(V)。因此也可以这样设定:cd005=380(V),cd006=152(HZ),变频器的压频比仍为380(V)/152(HZ)=2.5不变,电机整个工作段都处于恒转矩调速范围,满足了负载特性的要求。