变频器转矩提升与启动频率参数的设定
图17 转矩控制与转速控制的时序图
(a) t1时段
变频器发出运行指令时,如未得到切换信号,则为转速控制模式。变频器按转速指令决定其输出频率的大小。同时,可以预置转矩上限; (b) t2时段
变频器得到切换至转矩控制的信号(通常从外接输入电路输入),转为转矩控制模式。变频器按转矩指令决定其电磁转矩的大小。同时,必须预置转速上限;
(c) t3时段
变频器得到切换至转速控制的信号, 回到转速控制模式;
(d) t4时段
变频器的运行指令结束,将在转速控制模式下按预置的减速时间减速并停止。
如果变频器的运行指令在转矩控制下结束,变频器 将自动转为转速控制模式,并按预置的减速时间减速并 停止。
4、3 转矩控制的应用
(1) 用于牵引与起重装置的起动过程中牵引装置主要有:电气机车、电梯、起重装置等。 (a) 牵引装置拖动系统的主要特点 ·负载的轻重就是随机的
以电气机车与电梯为例, 乘客时多时少, 无规律可循; ·对加、减速过程的要求很高
例如,装载液体的传输带以及起重与运输钢水包时,其加、减速过程必须十分平稳,起动时应毫无冲击,以保证液体不会溢出;电气机车与电梯等则还要求保证乘客的舒适感等等。
(b) 拖动系统的加速度
根据电力拖动的知识,加速度的计算公式就是:
tj—动态转矩,在忽略损耗转矩的情况下,等于电动机的电磁转矩与负载的阻转矩之差:
变频器转矩提升与启动频率参数的设定
tj＝tm－tl (20)
(c) 在转矩控制模式下起动的优点
在转速控制模式下,起动时的动态转矩不可能根据负载轻重自动进行调整。在预置起动转矩时,只能按负载最重的情况进行设定,故在起动瞬间容易产生冲击。例如,火车在起动时常常会有发生冲击的感觉。
图18 转矩控制用于起动
如采用转矩控制模式,可以使电动机的电磁转矩逐渐增大,直至能够克服负载转矩时,动态转矩与加速度才从0开始缓慢增加,从而使起动过程十分平稳。在图18中,图(a)就是负载较轻时的情形;图(b)就是负载较重时的情形。
由于转矩控制方式不能控制转速,所以,随着动态转矩的不断增大,加速度也必然不断增大,这又并非人们所希望的。因此,当拖动系统起动起来以后,有必要切换成转速控制方式,以便对转速进行控制。
(2) 用于恒张力控制 (a) 卷绕机械的工作特点
在各种薄膜或线材的收卷或放卷过程中,通常要求:被卷物的张力f必须保持恒定: f＝c 为此:
·被卷物的线速度v也必须保持恒定: v＝c 如图19(a)所示。 所以,卷绕功率就是恒定的: p＝f·v＝c (21)
l负载的阻转矩随被卷物卷径的增大而增大:
如图19(b)中之曲线②所示。
但为了保持线速度恒定,负载的转速必须随卷径的增大而减小:
如图19(c)中之曲线④所示。
变频器转矩提升与启动频率参数的设定
图19 转矩控制模式在张力控制中的应用
(b) 用转矩控制模式实现恒张力运行
令变频器在转矩控制模式下运行,将给定信号设定在某一值下不变。则电动机的电磁转矩tm也将不变,如图19(b)中之曲线①所示: tm＝c
而动态转矩tj则随着卷径d的增大而变为负值,如图19(b)中之曲线③所示。拖动系统将处于减速状态,满足图19(c)所示的转速变化规律。
改变给定转矩的大小,可以改变卷绕的松紧程度。 参考文献 (略) 作者简介
张燕宾(1937-) 男 高级工程师 退休前在宜昌市自动化研究所工作,曾任自动化研究所副所长、宜昌市科委驻深圳联络处主任; 宜昌市自动化学会理事长、湖北省自动化学会常务理事。著作: spwm变频调速应用技术(编著,机械工业出版社1997年12月初版; 2002年４月第二版); 变频调速应用实践(主编,机械工业出版社2001年1月出版); 变频器应用基础(副主编,机械工业出版社2003年1月出版)。
在实际调试过程中,常常有这样的情况,在电机起动困难或电机在起动过程中过流跳闸时,采取的措施就是重新设置在低频段有更大转矩提升的转矩提升曲线,甚至就是将变频器的允许过载能力调大,来解决电机起动中存在的问题。这样电机虽然能比较好的起动,但所选择的转矩提升曲线不能工作在相对最佳的状态,可能使电机运行在过激磁状态,从而使电机发热、无功损耗增加,功率因数降低;而调大变频器所允许的过载能力,则可能使变频器或电机失去应有的保护。起动过程中存在的难起动或过流跳闸的问题应采用合理设置起动频率参数来解决,而正常运行中存在的过流或不正常发热的问题,可以通过合理设置起动频率参数来解决,这一点在变频器的调试中应区分清楚,对变频器的正常运行就是很重要的。
变频器转矩提升与启动频率参数的设定
3、结束语
对于起动转矩大的变频调速系统来说,应首先考虑设置合适的起动频率参数,然后再根据负载实际情况设置合理的转矩提升曲线,这样的设置能更好地使变频器运行在较优化的状态,对变频器的运行及节能均有好处。 文章链接:中国化工仪器网
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