西门子变频器参数在实际应用中的调试

【摘 要】探讨了西门子6SE70变频器的快速调试、控制方式、加减速时间、频率限制、转矩限幅参数设置。

【关键词】变频器;控制方式;参数设定

Siemens inverter parameters in the practical application debugging

LI Xiu-shan

(Tangshan Stainless Steel Co., Ltd. Tangshan 063000 China)

【Abstract】Study on parameter setting of speed test;control manner;up and down speed time; Frequency limit;additional given frequency and torque limiter in SIEMENS 6SE70 inverter.

【Key words】Inverter;Control manner;Parameter setting

0.引言

随着工业生产水平提高及现代控制理论的发展,在交流调速技术中,由于变频调速的调速性能与可靠性在不断完善,价格也在不断降低,特别是它的节电效果明显,实现变频调速极为方便,因此,在一切需要速度控制的场合,变频器以其操作方便、体积小、控制性能高而获得广泛的应用。变频器在使用中出现的一些问题很多情况下都是因为变频器参数设置不当引起的。西门子变频器可设置的参数有几千个,只有系统、合适、准确地设置参数才能充分利用变频器性能。不过有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和反复调试。现在西门子6SE70系列的变频器应用很广泛，以它为例下面主要介绍这一系列几个经常用到的需要调试的参数。

1.快速调试

在使用变频器驱动电机前,必须进行快速调试。通常进行如下步骤进行快速调试：

1.1送电前检查装置和电机

1.2基本参数设定

1.2.1 出厂参数设定

P60=2(缺省)

P366=0(PMU面板控制)

P970=0(启动参数复位)

1.2.2 简单参数设定

P60=3(简单应用参数设定，设定控制参数)

P95=0(异步电机)

P100=1(V/F 开环控制)

P101=电机额定电压

P102=电机额定电流

P104=功率因数

P107=电机额定频率

P108=电机额定转速

P368=0（设定和命令源为PMU+MOP）

P370=1（启动简单应用参数设置）

P60=0(结束简单设定)

快速调试完成后,进行了必要的电动机数据的计算,并将其他所有的参数恢复到它们的缺省设置值。

2.控制方式

变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性决定,电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定:

P=Tn/9550

式中: P-电动机功率(kW) ;T-转矩(N.m); n-转速(r/min)。

转矩T与转速n的关系根据负载种类可分为3种[2]。

(1)即使速度变化转矩也不大变化的恒转矩负载,此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。

(2)随着转速的降低,转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。

(3)转速越高,转矩越小的恒功率负载。此类负载如扎机、机床主轴、卷取机等。

根据负载的类型西门子6SE70系列的变频器提供了6种控制方式，可以通过P100来选择。P100设为0: 带叠加速度控制的V/f控、P100设为1:V/f控制、P100设为2: 纺织应用的V/f控，变频器工作于线性V/f控制方式,将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。P100设为3: 频率控制(不带测速机)、P100设为4: 速度控制、P100设为5:转矩控制。变频器工作于矢量转矩控制，3、4、5都为矢量控制。选择哪种控制方式要根据生产工艺的要求来选择，以满足不同的性能。

3.加减速时间

加速时间就是速度从0上升到最大速度所需时间，减速时间是指从最大速度下降到0所需时间。通常用速度设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制速度设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。西门子变频器可以通过P462、P464来设定这个两个时间。

加减速时间计算公式为:

加速时间: ta=(JM+JL )n/9156(TMA-TL)

减速时间: tb=(JM+JL)n/9156(TMB-TL)

式中: JM―电机的惯量;JL―负载惯量;n―额定转速;TMA―电机驱动转矩;TMB―电机制动转矩;TL―负载转矩。

加速时间设定要求[3]：由于加速度与转矩电流有直接关系，所以要将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止中间直流电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后根据要求将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，确定出最佳加减速时间。

4.频率限制

变频器输出频率的上、下限幅值，也就是输出电动机转速限幅。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。西门子变频器可以通过P452、P483、P453、P484一起设定正反向最大频率。

5.转矩限幅

转矩限幅就是对电动机输出转矩进行限幅。输出转矩是根据变频器输出电压和电流值，经CPU进行转矩计算，其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时，也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。可以通过P492、498两个参数设定。

启动转矩功能提供了强大的起动转矩，在稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速时间设定过短时，也不会引起变频器跳闸。 制动转矩设定数值越小，其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。

6.结语

西门子的变频器应用的地方很多，变频器的品牌也愈来愈多,功能也不断完善和加强。正确地设置参数,对于变频器正确使用和发挥最佳性能是十分重要的。这些比较重要和常用的几个参数，在实际应用中有很强的实用性。变频器的控制参数是一个值得研究的问题，依靠致力于这项工作的有识之士的共同努力，使变频器在实际的应用中发挥更好的效果。

【参考文献】

［1］西门子(中国)有限公司.西门子变频器手册，2003.

［2］方大千.电气设备维护与故障处理.人民邮电出版社，2007,8.

［3］彭宏材.电机原理及拖动.机械工业出版社.