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变频调速系统转矩提升功能的设定

在VVVF通用变频器组成的调速系统中,经常遇到因转矩提升功能设定不当而造成起动失败的问题。通用变频器一般都具有转矩提升功能,不同品牌产品的功能含义有所不同:如富士产品定义了转矩提升1和转矩提升2;美国A-B公司产品则定义了直流升压、起动升压、运行升压、运行/加速升压。在转矩提升功能中,有许多提升模式供用户选择,同一厂家不同系列的产品,其出厂设定有所不同,如果系统调试时忽视了该参数的设定修改,当负载起动转矩较大时,将导致过流跳闸,造成起动失败。
1. 泵类负载因工艺条件变化引起的起动失败
1999年1月,山铝第二铝厂管道化容出工程料浆泵系统试车,两台料浆泵选用固液两相流渣泵,配用90kW电机,额定电流164A。选用富士FRN90P9S-4CE变频器,额定电流176A,供应商负责调试。起动中约在12Hz时电机堵转,随后过流跳闸,起动失败数次,两台泵结果相同。后来,调试者将电机过载值由164A增加到185A,电机完成起动。
笔者得知这一情况后,认为这种做法是错误的,由此造成了电动机过载保护缺陷(已超过变频器额定电流)。调出设定参数,知变频器功能码(LCD显示)07转矩提升1保持了出厂设定值0.1,转矩提升功能设定为强减转矩特性。由于该系统工艺流程影响,出口存有初始压力,致使料浆泵起动力矩增大,造成电机起动失败,后调试者将转矩码提升码改为0.0,选择了自动转矩提升模式,电机起动正常。
2. 恒转矩负载应正确选择转矩提升曲线
山铝氧化铝厂引进德国贝尔公司的平盘过滤机,传动电机15kW,配用富士FRN22G9S变频器控制,国内设备配套商调试。试车时因转矩提升设置过高发生过载保护动作(实际负载转矩较小),调试人员亦采取增大过载值(1.5倍)的方法完成起动。后改为自动转矩提升设定后,变频器在起动过程中能够根据负载情况自动给出提升值,高质量地完成起动过程。

3. 转矩提升设定对特殊负载起动的重要性
山铝水泥厂4号水泥回转窖技术改造中,将f3.6m×6.5m水泥回转窖Z2-111、155kW直流电机改为Y315L2-8、110kW交流电机,选用美国A-B公司1336S-B250HP变频器控制,试车时,水泥窖起动正常,但下料后停车再起动时,约在10Hz左右总是因电机堵转造成过流跳闸,最大电流高达530A。调试人员分析认为,其原因是水泥窖带料起动时因物料堆积角大,起动时造成负载偏心,增大了回转窖的起动阻转矩所致,遂调整U/f在37Hz时输出额定电压,起动成功。但完成起动后变频器进入恒功率运行,因电机磁通过大导致电机铁心饱和和发热,20Hz时电流高达380A,无功电流约占80%。为使电机正常运行,调试人员采取了水泥窖起动后将U/f调整复原的方法加以解决。但是,因水泥窖工艺需要,经常临时停窖,反复调整U/f很不方便,为此,技术人员与某院校合作,提出了利用PC参与控制,设置9种起动频率组合,起动后利用按钮改变运行曲线的控制方案,以此满足回转窖变频调速的控制需要。
实际上,选用PC参与控制的方案,是很不经济的,笔者认为,转窖起动后,正常运行负荷只有30%,只要在1/3基频以下的低速区间设置足够的转矩提升,在其他频率段基本保持恒转矩下U/f曲线的斜率,是能够圆满完成回转窖调速控制的。后经了解,水泥厂的技术人员在4号窖运行2个月后,通过反复试验调整转矩提升参数,顺利地解决了这一问题。目前,系统已正常运行了半年,控制简单,节能显著。
由于不同负载的起动情况各异,在设定转矩提升时,应事先分析起动过程特点,利用监视器显示起动电流,边调节、边确认,一般在满足起动要求的情况下,提升值越小越好,这样做可减小电机损耗以及对系统的冲击或避免造成过流保护。

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