变频器转矩提升功能应用

    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启动失败的问题。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、启动升压、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，当负载启动转矩较大时，将导致过流跳闸，造成启动失败。    调整启动转矩是为了改善变频器启动时的低速性能，使电动机输出的转矩能满足生产机械启动的要求。在异步电动机变频调速系统中转矩的控制较为复杂，在低频段，由于电动机电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持U/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电动机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。可是，电动机漏阻抗的影响不仅与频率有关，还和电动机电流的大小有关，准确补偿是很困难的。近年来国外开发了一些能自行补偿的变频器，但所需计算量大，硬件、软件都较复杂，因此一般变频器均由用户进行人工设定补偿。转矩提升量为    转矩提升量= (0Hz时输出电压／额定输出电压)×100%    如VF61变频器的设定范围为0~20%。    【实例1】如某厂两台料浆泵选用固液两相流渣泵，配用90kW电动机，额定电流164A。选用富士FRN90P9S - 4CE变频器，额定电流176A，在系统调试启动中频率约在12Hz时电动机堵转，随后变频器过流跳闸，启动失败数次，两台泵结果相同。    调出设定参数，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，致使料浆泵启动力矩增大，造成电动机启动失败，故应将转矩提升码改为0.0，选择了自动转矩提升模式，电动机启动正常。    【实例2】如某厂引进德国贝尔公司的平盘过滤机，传动电动机15kW，配用富士FRN22G9S变频器控制，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），调试中曾采取增大过载值（1.5倍）的方法完成启动。但增大过载值使系统的保护性能下降，而采用变频器的自动转矩提升功能，变频器在启动过程中能够根据负载情况自动给出提升值，高质量地完成启动过程。    【实例3】某水泥厂4号水泥回转窑驱动电动机为Y315L2 -8、110kW交流电动机，选用美国A-B公司1336s - B250HP变频器控制。试车时，水泥窑启动正常，但下料后停车再启动时，频率约在10Hz左右总是因电动机堵转造成变频器过电流保护动作，最大电流高达530A。分析其原因是水泥窑带物料启动时因物料堆积角大，启动时造成负载偏心，增大了回转窑的启动阻转矩所致。调整变频器压频比U/f为37Hz时输出额定电压，启动成功。但完成启动后变频器进入恒功率运行，因电动机磁通过大导致电动机铁芯饱和发热，20Hz时电流高达380A，无功电流约占80%。为使电动机正常运行，采取了水泥窑启动后将U/f调整复原的方法加以解决。但是，因水泥窑工艺需要，经常临时停窑，反复调整U/f很不方便。    解决这一影响工艺生产问题的方法是，在实际测试得出回转窑启动后的正常运行负荷只有30%，为此，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窑调速控制的。通过反复试验调整转矩提升参数，顺利地解决了这一问题。    由于不同负载的启动情况各异，在设定转矩提升时，应事先分析电动机启动过程的特点，利用监视器显示启动电流，边调节、边确认，一般在满足启动要求的情况下，提升转矩值越小越好，这样做可减小电动机损耗以及对系统的冲击或避免造成过流保护。