中心論題：
- 控制方式選擇
- 快速調試
- 加減速時(shí)間調整
- 轉動(dòng)慣量設置
解決方案：
- 控制方式的選擇由負荷的力矩特性決定
- 在使用變頻器驅動(dòng)電機前，必須進(jìn)行快速調試
- 加速時(shí)間設置的約束是將電流限制在過(guò)電流范圍內
- 減速時(shí)間設置的約束是防止直流回路電壓過(guò)高
近十多年來(lái)，隨著(zhù)大規模集成電路、計算機控制技術(shù)以及現代控制理論的發(fā)展，特別是矢量控制技術(shù)的應用，使得交流變頻調速技術(shù)逐步具備了寬調速范圍、高穩速精度、快動(dòng)態(tài)響應，以及在四象限作可逆運行等良好的技術(shù)性能，調速特性可與直流電力拖動(dòng)相媲美。在交流調速技術(shù)中，由于變頻調速的調速性能與可靠性在不斷完善，價(jià)格也在不斷降低，特別是它的節電效果明顯，實(shí)現變頻調速極為方便，因此，在一切需要速度控制的場(chǎng)合，變頻器以其操作方便、體積小、控制性能高而獲得廣泛的應用。變頻器在使用中出現的一些問(wèn)題大多情況下都是因為變頻器參數設置不當引起的。西門(mén)子Micromaster 440變頻器可設置的參數有幾千個(gè)，只有系統合適、準確地設置參數才能充分利用變頻器性能。
控制方式選擇
變頻器控制方式的選擇由負荷的力矩特性決定，電動(dòng)機的機械負載轉矩特性P= Tn/ 9 550 （1）
式中：P為電動(dòng)機功率（kW）；T為轉矩（N•m）；n為轉速（r/ min）。
轉矩T與轉速n的關(guān)系根據負載種類(lèi)大體可分為3種:即使速度變化，轉矩也不太變化的恒轉矩負載，此類(lèi)負載如傳送帶、起重機、擠壓機、壓縮機、羅茨風(fēng)機等;隨著(zhù)轉速的降低，轉矩按轉速的平方減小的負載，此類(lèi)負載如風(fēng)機、各種液體泵等;轉速越高，轉矩越小的恒功率負載，此類(lèi)負載如軋機、機床主軸、卷取機等。
變頻器提供的控制方式有V/f控制、矢量控制、力矩控制。V/f控制中有線(xiàn)性V/f控制、拋物線(xiàn)特性V/f控制。將變頻器參數P1300設為0，變頻器工作于線(xiàn)性V/f控制方式，將使調速時(shí)的磁通與勵磁電流基本不變。適用于工作轉速不在低頻段的一般恒轉矩調速對象。
將P1300設為2，變頻器工作于拋物線(xiàn)特性V/f控制方式，這種方式適用于風(fēng)機、水泵類(lèi)負載。這類(lèi)負載的軸功率N 近似地與轉速n 的三次方成正比。
其轉矩M近似地與轉速n的平方成正比。對于這種負載，如果變頻器的V/f特性是線(xiàn)性關(guān)系，則低速時(shí)電機的可用轉矩遠大于負載轉矩，從而造成功率因數和效率的嚴重下降。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著(zhù)輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數保持在適當的范圍內。
可以進(jìn)一步通過(guò)設置參數使V/f 控制曲線(xiàn)適合負載特性。將P1312在0至250之間設置合適的值，具有起動(dòng)提升功能。將低頻時(shí)的輸出電壓相對于線(xiàn)性的V/f 曲線(xiàn)作適當的提高以補償在低頻時(shí)定子電阻引起的壓降導致電機轉矩減小的問(wèn)題，適用于大起動(dòng)轉矩的調速對象。
變頻器V/f 控制方式驅動(dòng)電機時(shí)，在某些頻率段，電機的電流、轉速會(huì )發(fā)生振蕩，嚴重時(shí)系統無(wú)法運行，甚至在加速過(guò)程中出現過(guò)電流保護，使得電機不能正常啟動(dòng)，這在電機輕載或轉矩慣量較小時(shí)更為嚴重?？梢愿鶕到y出現振蕩的頻率點(diǎn)，在V/f曲線(xiàn)上設置跳轉點(diǎn)及跳轉頻帶寬度，當電機加速時(shí)可以自動(dòng)跳過(guò)這些頻率段，保證系統能夠正常運行。從P1091 至P1094 可以設定4 個(gè)不同的跳轉點(diǎn)，設置P1101確定跳轉頻帶寬度。
有些負載在特定的頻率下需要電機提供特定的轉矩，用可編程的V/f控制對應設置變頻器參數即可得到所需控制曲線(xiàn)。設置P1320、P1322、P1324 確定可編程的V/f特性頻率坐標，對應的P1321、P1323、P1325為可編程的V/f特性電壓坐標。
參數P1300設置為20，變頻器工作于矢量控制。
這種控制相對完善，調速范圍寬，低速范圍起動(dòng)力矩高，精度高達0.01%，響應很快，高精度調速都采用矢量控制SVPWM。
參數P1300設置為22，變頻器工作于矢量轉矩控制。這種控制方式是目前國際上最先進(jìn)的控制方式，其他方式是模擬直流電動(dòng)機的參數，進(jìn)行保角變換而進(jìn)行調節控制的，矢量轉矩控制是直接取交流電動(dòng)機參數進(jìn)行控制，控制簡(jiǎn)單，精確度高。
快速調試
在使用變頻器驅動(dòng)電機前，必須進(jìn)行快速調試。
參數P0010設為1、P3900設為1，變頻器進(jìn)行快速調試?？焖僬{試完成后，進(jìn)行了必要的電動(dòng)機數據的計算，并將其它所有的參數恢復到它們的默認設置值。
在矢量或轉矩控制方式下，為了正確地實(shí)現控制，非常重要的一點(diǎn)是，必須正確地向變頻器輸入電動(dòng)機的數據，而且，電動(dòng)機數據的自動(dòng)檢測參數P1910必須在電動(dòng)機處于常溫時(shí)進(jìn)行。當使能這一功能（P1910 =1）時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一個(gè)報警信號A0541，給予警告，在接著(zhù)發(fā)出ON 命令時(shí)，立即開(kāi)始對電動(dòng)機參數的自動(dòng)檢測。
加減速時(shí)間調整
加速時(shí)間就是輸出頻率從0 上升到最大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是指從最大頻率下降到0 所需時(shí)間。加速時(shí)間和減速時(shí)間選擇的合理與否對電機的起動(dòng)、停止運行及調速系統的響應速度都有重大的影響。加速時(shí)間設置的約束是將電流限制在過(guò)電流范圍內，不應使過(guò)電流保護裝置動(dòng)作。電機在減速運轉期間，變頻器將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。傳動(dòng)系統中所儲存的機械能轉換為電能并通過(guò)逆變器將電能回饋到直流側?；仞伒碾娔軐е轮虚g回路的儲能電容器兩端電壓上升。因此，減速時(shí)間設置的約束是防止直流回路電壓過(guò)高。加減速時(shí)間計算公式為
ta=（JM+JL）n/9.56（TMA-TL） （加速時(shí)間） （2）
tb=（JM+JL）n/9.56（TMB-TL） （減速時(shí)間） （3）
式中：JM為電機的慣量；JL為負載慣量；n為額定轉速；TMA為電機驅動(dòng)轉矩；TMB為電機制動(dòng)轉矩；TL為負載轉矩。
加減速時(shí)間可根據公式算出來(lái)，也可用簡(jiǎn)易試驗方法確定。首先，使拖動(dòng)系統以額定轉速運行（工頻運行），然后切斷電源，使拖動(dòng)系統處于自由制動(dòng)狀態(tài)，用秒表計算其轉速從額定轉速下降到停止所需要的時(shí)間。加減速時(shí)間可首先按自由制動(dòng)時(shí)間的1/2到1/3進(jìn)行預置。通過(guò)起、停電動(dòng)機觀(guān)察有無(wú)過(guò)電流、過(guò)電壓報警，調整加減速時(shí)間設定值，以運轉中不發(fā)生報警為原則，重復操作幾次，便可確定出最佳加減速時(shí)間。
轉動(dòng)慣量設置
電機與負載轉動(dòng)慣量的設置往往被忽視，通常認為只需加減速時(shí)間的正確設置就可以保證系統正常工作。其實(shí)，轉動(dòng)慣量設置不當會(huì )使得系統振蕩，調速精度也受到影響。轉動(dòng)慣量公式為J=T/（d/dt） （4）
電機與負載轉動(dòng)慣量的獲得方法一樣，讓變頻器工作頻率在合適的值，5 至10 Hz。分別讓電機空載和帶載運行，讀出參數r0333（額定轉矩）和r0345（電動(dòng)機的起動(dòng)時(shí)間），再將變頻器工作頻率換算成對應的角速度，代入公式（4）計算得電機與負載轉動(dòng)慣量。設置參數P0341（電動(dòng)機的慣量）與參數P0342（驅動(dòng)裝置總慣量/電動(dòng)機慣量的比值），這樣變頻器就能更好的調速。
結語(yǔ)
變頻器的品牌愈來(lái)愈多，功能也不斷完善和加強。如何正確地設置參數，對于正確使用變頻器和發(fā)揮其最佳性能是十分重要的。本文對于應用西門(mén)子Micromaster 440 變頻器進(jìn)行調速時(shí)的參數設置給出了參考。
