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变频器的安装及调试

变频器的安装及调试

点击数:7237 次   录入时间:03-04 11:56:25   整理:http://www.55dianzi.com   变换电路

    当输出频率为0hz时,拖动系统是否有爬行现象,如有,则应适当加入直流制动。

    (5)拖动系统的负载试验

    负载试验的主要内容有:

    如FMax》fn,则应进行最高频率时的带载能力试验。也就是在正常负载下能否带得动。

    在负载的最低工作频率下,应考察电机的发热情况。使拖动系统工作在负载所要求的最低转速下,施加该转速下的最大负载,按负载所要求的连续运行时间进行低速运行试验,观察电机的发热情况。

    过载试验可按负载可能出现的过载情况及持续时间进行试验,观察拖动系统能否继续工作。

    调整完后,变频器正式负载运行,一般应观察两小时以上,保证可靠工作。

    以上这些是变频器调试的最基本的步骤。在变频器调试过程中,还可能遇到各种各样的情况。如变频器的干扰和抗干扰,功率因数的补偿,闭环的运行等,都要通过具体的实践来逐步掌握。

    4.2.3 闭环运行

    这里再谈谈闭环运行。它是变频器的最主要的一个功能。许多场合只有通过闭环运行才能体现出自动控制的优点。

    (1)闭环系统的原理

    闭环运行就是选取拖动系统的某一个物理量(如温度、压力、张力、液位等),在某一点(该点对整个系统的运行应具有关键作用或带有普遍性)用相应的传感器或变送器(如热电偶、远传式压力表、温度变送器、压力变送器、张力传感器等)检测后送到pid调节仪上,与系统的期望值(可在pid上设定)进行比例、积分、微分的运算处理,然后送到变频器的频率输入端子,来调节变频器的频率,进而调节电机的转速,使整个拖动系统处于自动调节、稳定运行的状态。

    系统的检测值称为反馈信号,期望值称为给定信号,或目标信号,系统的调节过程就是这两个信号反复地比较、运算,使其尽量接近的过程。这里以恒压供水为例介绍一下。如下图13所示。

     

中低压变频器的安装与调试分析 电源

     

    图中水泵电机由变频器vvvf供电。sp是压力传感器,检测管道上的压力,也可以用压力变送器,远传式压力表等,由变频器供给其电源+24v或+5v。它检测到管道压力后变换成4—20ma电流或0—5v的电压信号反送给变频器。

    将变频器设定为pid有效后,变频器有两个模拟信号输入端子:

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    目标信号输入端。即给定端vrf。是一个与压力的控制目标相对应的值。有变频器上的电位器进行设定。也可以由键盘直接给定。当采用专用的pid控制仪时,由专用的sv设定窗口设定。它除了和所要求的压力的控制目标有关外,还与压力变送器sp的量程有关,设定时要与相关的量程相当。

    反馈信号输入端。即辅助给定端vpf。它接受从压力传感器sp反馈回来的信号。

    (2)控制的过程

    设:xt为目标信号,其大小与所要求的管道压力相对应。xf为压力变送器的反馈信号。则变频器输出频率fx的大小有合成信号(xt—xf)决定。

    如管道压力p超过了目标值,则xf》xt→(xt—xf)《0→变频器的输出频率fx↓→电动机转速nx↓→管道压力p↓→直至与所要求的目标压力相符(xt≈xf)为止。

    反之,如管道压力p低于目标值,则xf《xt→(xt—xf)》0→变频器的输出频率fx↑→电动机转速nx↑→管道压力p↑→直至与所要求的目标压力相符(xt≈xf)为止。

    上述过程存在着一个矛盾:一方面,我们要求管道的实际压力(其大小与xf成正比)应无限接近于目标压力(其大小与xt成正比),就是说,要求(xt—xf)→0;另一方面,变频器的输出频率fx又是由xt和xf相减的结果来决定的,可以想象,如果把(xt—xf)直接作为给定信号xg的话,系统将是无法工作的。

    如何解决上述问题,这就引出了pid的用法。

    (1)比例(p)环节解决上述问题的方法是:将(xt—xf)进行放大后再作为频率给定信号,即:

    xg=kp(xt-xf)

    式中kp——比例增益(即放大倍数)。

     

中低压变频器的安装与调试分析 电源

     

    上述关系如14图所示。由于xg是(xt--xf)成比例地放大的结果,故称此环节为比例环节。显然,kp越大,则:

    (xt-xf)=xg/kp

    越小,xf越接近于xt。这里,xf只能是无限接近于xt,却不能等于xt。就是说,xf和xt之间总会有一个差值,通常称为静差,用&epSILon;表示,静差值应该越小越好。

    比例增益环节的引入,又出现了新的矛盾:为了减小静差,应尽量增大比例增益,但由于系统有惯性,因此,kp太大了,又容易引起被控量(压力)忽大忽小,形成振荡。如图15所示。

     

中低压变频器的安装与调试分析 电源

     

    (2)积分(i)环节引入积分环节的目的是

    使给定信号xg的变化与乘积kp(xt-xf)对时间的积分成正比。就是说,尽管kp(xt-xf)一下子增大(或减小)了很多,但xg只能在“积分时间”内逐渐的增大(或减小),从而减缓了xg的变化速度,防止了振荡。积分时间越长,xg的变化越慢。

    只要偏差不消除,(xt-xf≠0),积分就不停止,从而能有效的消除静差。如图15所示。

    但积分时间太长,又会发生在被控量(压力)急剧变化时,被控量(压力)难以迅速恢复的情况。

    (3)微分(d)环节微分环节的作用是:可根据偏差的变化趋势,提前给出较大的调节动作,从而缩短调节时间,克服了因积分时间太长而使恢复滞后的缺点。如图15所示。

    变频器一般在内部都设定了简单的pi调节器。这对于较简单的闭环控制,如供水、简单的风压控制,可以满足要求。但对于较复杂的控制场合,如空压机、空调、离心风机闭环,温度,液位等,一般都要加专用的pid调节仪才能得到较好的控制。pid调试时,要参照对应的说明书,仔细的调整各个参数,以期达到最佳的运行效果,使系统能自动的、稳定的运行。

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    5 结束语

    本文在自己多年从事变频器安装调试的基础上,粗略的谈了下变频器最基本的安装调试方法,以及在安装调试过程中一些简单问题的处理方法。目的是总结自己的经验,并与业界同仁相互交流,共同探讨变频器的使用方法,以期更好的发挥变频器的强大作用,更好的服务于广大的工矿企业用户。同时也为变频器的使用者提供一份不太成熟的手册似的工具。当然,随着控制系统的复杂,越来越多的先进的控制方法正不断应用于工控系统,如plc、dcs控制、工控机等,因篇幅有限,这里不能一一陈述,还望读者海涵。因本人能力有限,文章中的缺点和错误也在所难免,望广大的同行不吝指教。现在随着我国国民经济的发展,节能降耗已成为殛待解决的问题,相信我们所从事的行业必将成为国家节能降耗的最直接的手段,为国民经济的发展付出自己的努力。



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