变频器调试与故障处理方法

1 引言
变频器应用领域涉及到钢铁、化学、汽车、机床、电机机械、食物、造纸、水泥、矿业、石油、工厂建筑等等。通过变频器的功能参数的设置调试，就可以实现相应的功能，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择，在实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数因为和实际使用情况有很大关系，且有的还相互联系关系，因此要根据实际使用情况进行设定和调试。变频器安装后调试的好与坏就决定了变频器的使用寿命、应用效果以及运行的不乱性等等，终极反映出的效果就是企业经济利益的大小，调好了可能一天所节约的用度无法估计，调不好的话可能损失惨重。以下是笔者在普传变频器使用中的经验总结，但愿能给其他用户提供参考，使变频器能在我国更好地推广使用，为我国企业带来更大的经济效益。

2 变频器调试的步骤
变频器能够成功的应用到各种负载中,得到长期不乱的运行,现场调试很枢纽,必需按照相应的步骤进行。
2.1 变频器的空载通电前的检修
（1）将变频器的电源输入端子经由漏电保护开关接到电源上;
（2）将变频器的接地端子接地;
（3）确认变频器名牌标签的电压频率等级与电网的是否相吻合，无误后送电;
（4）主接触器吸合，风扇运转，用万用表ac档测试输入电源电压是否在尺度规范内;
（5）认识变频器的操纵键盘键；
以普传为例：fwd（正向运行键：令驱动器正向运行）、rev（反向运行键：令驱动器反向运行）、esc/displ（退出/显示键：退出功能项的数据更改，故障状态退出，退出子菜单或由功能项菜单进入状态显示菜单）、stop/reset（休止复位键：令驱动器休止运行，异常复位，故障确认）、prg（参数设定/移位键）、set（参数设定键：数值修改完毕保留，监督状态下改变监督对象）、▲ （参数变更/加减键：设定值及参数变更使用，监督状态下改变给定频率）、jog（寸动运行键：按下寸动运行，松开休止运行），不同变频器操纵键的定义基本相同。
（6）运行变频器到50hz，测试变频器u、v、w三相输出电压平衡；
（7）断电完全没显示后，接上电机线。
2.2 变频器带电机空载运行
（1）设置电机的基本额定参数，要综合考虑变频器的工作电流。
（2）设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。v/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电念头系统可以运行的最高频率，因为变频器自身的最高频率可能较高，当电念头容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电念头及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电念头进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电念头的额定电压进行设定。转矩类型指的是负载是恒转矩负载仍是变转矩负载。用户根据变频器使用仿单中的v/f类型图和负载特点，选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条v/f曲线供用户选择，用户在使用时应根据负载的性质选择合适的v/f曲线。为了改善变频器启动时的低速机能，使电机输出的转矩能知足出产负载启动的要求，要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中，转矩的控制较复杂。在低频段，因为电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以晋升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。普传变频器则为用户提供两种选择：42种v/f晋升方式，自动转矩晋升。
（3）变频器的频率设置及运行控制均为键盘模式，按运行键、休止键，观察电机是否能正常地启动、休止。
（4）认识变频器运行发生故障时的保护代码，观察热保护继电器的出厂值，观察过载保护的设定值，需要时可以修改。变频器的使用职员可以按变频器的使用仿单对变频器的电子热继电器功能进行设定。电子热继电器的门限值定义为电念头和变频器两者的额定电流的比值，通常用百分数表示。当变频器的输出电流超过其容许电流时，变频器的过电流保护将堵截变频器的输出。因此，变频器电子热继电器的门限电流的最大值不超过变频器的最大容许输出电流。
（5）运行变频器到满频，测试输出电压及电流，看是否与键盘监督的值相吻合。
2.3 带载试运行
（1）手动操纵变频器面板的运行休止键，观察电机运行休止过程及对变频器的监督，看是否有异常现象。
（2）假如启动、休止电机过程中变频器泛起过流保护动作，应重新设定加速、减速时间。电机在加、减速时的加速度取决于加速转矩，而变频器在启、制动过程中的频率变化率是用户设定的。若电机滚动惯量或电机负载变化，按预先设定的频率变化率升速或减速时，有可能泛起加速转矩不够，从而造成电机失速，即电机转速与变频器输出频率不协调，从而造成过电流或过电压。因此，需要根据电机滚动惯量和负载公道设定加、减速时间，使变频器的频率变化率能与电机转速变化率相协调。检查此项设定是否公道的方法是先按经验选定加、减速时间进行设定，若在启动过程中泛起过流，则可适当延长加速时间；若在制动过程中泛起过流，则适当延长减速时间。另一方面，加、减速时间不宜设定太长，时间太长将影响出产效率，特别是在频繁启、制动的运行工况下。
（3）假如变频器仍旧存在运行故障，应尝试增加最大电流的保护值，但是不能取消保护，应留有至少10%～20%的保护余量。
（4）假如变频器运行故障仍是发生，应更换更大一级功率的变频器。
（5）假如变频器带动电机在启动过程中达不到预设速度，可能有两种情况：
● 系统发气愤但愿械共振，可以从电机运转的声音进行判定。采用设置频率跳跃值的方法，可以避开共振点。一般变频器能设定三级跳跃点。v/f控制的变频器驱动异步电机时，在某些频率段，电机的电流、转速会发生振荡，严峻时系统无法运行，甚至在加速过程中泛起过电流保护使得电机不能正常启动，在电机轻载或滚动惯量较小时更为严峻。普通变频器均备有频率跨跳功能，用户可以根据系统泛起振荡的频率点，在v/f曲线上设置跨跳点及跨跳宽度。当电机加速时可以自动跳过这些频率段，保证系统能够正常运行。
● 电机的转矩输出能力不够，不同品牌的变频器出厂参数设置不同，在相同的前提下，带载能力不同，也可能因变频器控制方法不同，造成电机的带载能力不同；或因系统的输出效率不同，造成带载能力会有所差异。对于这种情况，可以增加转矩晋升量的值。假如达不到，可用手动转矩晋升功能，不要设定过大，电机这时的温升会增加。对于风机和泵类负载，应减少降转矩的曲线值。
2.4 变频器与上位机相连接的系统调试
设定完成后，假如系统中有上位机，将变频器的控制线直接与上位机控制线相连，并将变频器的操纵模式改为端子控制。根据上位机系统的需要，调定变频器接收频率信号端子的量程0～5v或0～10v，以及变频器对模拟频率信号采样的响应速度。假如需要另外的监督表头，应选择模拟输出的监督量，并调整变频器输出监督量端子的量程。

3 变频器常用功能参数　
因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述利便，本文以普传变频器基本参数名称为例。因为基本参数是各类型变频器几乎都有的，完全可以做到触类旁通。
3.1 加减速时间
加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电念头加速时须限制频率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。
加速时间设定要求：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；减速时间设定的要点是：防止平滑滤波电路电压过高，不使再生过压而使变频器跳闸。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、停电念头观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操纵几回，便可确定出最佳加减速时间。
3.2 转矩晋升
又叫转矩补偿，是为补偿因电念头定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而人为的把低频率范围v/f增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动晋升以补偿起动转矩，使电念头加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会泛起低速时的输出电压过高,而铺张电能的现象,甚至还会泛起电念头带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。
3.3 电子热过载保护
本功能为保护电念头过热而设置，它是变频器内cpu根据运转电流值和频率计算出电念头的温升，从而进行过热保护。本功能只合用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电念头上加装热继电器。
电子热保护设定值(%)=[电念头额定电流(a)/变频器额定输出电流(a)]×100%。
3.4 频率限制
即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操纵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。

4 变频器调试时常见题目处理方法
4.1 外部的电磁感应干扰处理方法
假如变频器附近存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵入变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严峻时甚至损坏变频器。进步变频器自身的抗干扰能力虽然重要，但因为受装置本钱限制，在外部采取噪声按捺措施，消除干扰源显得更公道，更必要。以下几项措施是对噪声干扰实行“三不”原则的详细方法。
（1）变频器附近所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，如rc吸收器；
（2）尽量缩短控制回路的配线间隔，并使其与主线路分离；
（3）指定采用屏蔽线的回路，必需按划定进行，若线路较长，应采用公道的中继方式；
（4）变频器接地端子应按划定进行，不能同电焊，动力接地混用；
（5）变频器输入端安装噪声滤波器，避免由电源进线引入干扰。
以上即为不输出干扰、不传送干扰、不接受干扰的“三不”原则。
4.2 变频器对周边设备的影响及故障防范
变频器的安装使用也将对其他设备产生影响，因此，研究应该采取哪些措施长短常必要的。
（1）电源高次谐波
因为目前的变频器几乎都采用pwm控制方式，在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，对电源系统产生严峻影响，通常采用的处理措施是：采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分离；在变频器输入侧加装滤波电抗器，降低高次谐波分量。
（2）对于有进线电容器的场合因高次谐波电流将使电容电流增加，造成发烧严峻，必需在电容前串接电抗器，以减小谐波分量。
此外，因为变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后仍能保持继承运行;

5 普传变频器pi7000 在注塑机的应用调试案例
注塑机是对各种塑料进行加热、融熔、搅拌、增压后，将塑料流体注入模具控内，完成工件一次注塑成型的设备。它的工序过程基本是相同的，每一个工序都需要不同的压力和流量，也就是说被加工的工件不都是在最大压力或流量下工作的。传统方式其压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调节的，而油泵电机在恒速运转，造成电能的铺张。若用变频器来调节油泵电机的转速，实时知足压力和流量的需求，这样既经济又实用。有关单位已成功地使用普传变频器改造了的注塑机，取得了明显的经济效益，因此用变频器改造注塑机节能是值得向泛博用户推广的。根据实际经验，属中、小型注塑机用变频器改造后的节电率一般在20%～60%。注塑机信号一般为主控制器流量阀或压力阀输出0～1a的直流信号，供应变频器，以控制变频器的输出频率，从而达到根据工艺需要调节油压的目的，实现节能。变频器—选用普传pi7000z系列专用变频器，过载能力强，具有流量、压力双反馈信号接口，按注塑工艺要求，取双信号和叠加来控制主油泵电机转速。
（1）pi7000注塑机系列变频用具有注塑机所需要的控制方式
● 如在控制时注塑机流量阀或压力阀输出只有一路0～1a直流信号时，信号直接接入控制板i2或v2（正信号）和v3（负信号，gnd）口，电流信号经由控制板i2或v2和v3之间3个串联的1ω/2w电阻（r85或r88）取样，将取样电压供应cpu来控制变频器的输出。
● 如注塑机主控制器输出两路0～1a直流信号，第一路信号接到控制板i2（正信号）和v3（负信号,gnd）口，第二路信号接到控制板v2（正信号）和v3（负信号,gnd）口，电流信号经由控制板i2/v2和v3之间3个串联的1ω/2w电阻（r85和r88）取样，将取样电压供应cpu来控制变频器的输出。
（2）变频器参数设置
从v2口输入0～1a直流信号时：f04=1,f69的o 01=0.00v（v2输入最小电压）,o 02=3.00v（v2输入最大电压）；
从i2口输入0～1a直流信号时：f04=2，f69的o 04=0.00ma（i2输入最小电流），o 05=20.00ma（i2输入最大电流）；
从v2/i2同时输入两路0～1a直流信号时：f04=3,f69的o 01=0.00v（v2输入最小电压），o 02=3.00v（v2输入最大电压），f69的o 04=0.00ma（v2输入最小电流），o 05=20.00ma（i2输入最大电流）。
详细连线如附图所示。

附图注塑机与变频器信号连接图

f09=2.0（加速时间2s）；
f10=2.0（减速时间2s）；
其它功能参数采用默认值。

6 实际使用中必需留意的事项
控制电路简朴，目前变频器在注塑机上的应用不仅是一台变频器对一台电念头的简朴运行方式，大型注塑机还有多泵集中控制方式，在实际使用中必需留意：
（1）要充分了解所选用变频器的技术机能、使用要求、内部功能并充分施展其特长；
（2）要充分了解被使用设备的工艺要求、技术性、使用要求包括负荷等；
（3）要充分了解被使有用设备的现有控制电路，液压油路、各种附件的功能以不变或起码更动原有设备的零部件为原则，如何巧妙取得控制信号，实现现有设备与变频器的最简朴的结合是十分重要的；
（4）变频器有时会对注塑机的温度控制造成谐波干扰，应采取一定措施，如保证设备良好接地；变频器的输入、输出线绕磁环后或并上高频吸收电容后再接入；对注塑机的控制电源采取隔离措施等。还要考虑环境、操纵简便、易于维护等因素。简述如下：注塑机的控制采用电脑板（单片机），其压力设定，时序设定可按工艺前提人为给定，利用电脑板的输出电量值，控制压力比例调节阀，从而调节主油泵的压力大小。它的输出是个线性的电流ma量值，经电流转换器变成4～20ma，直接接入到变频器控制输入端，从而改变变频器的输出频率，也就改变了主油泵电念头的转速，达到调压、节电双重目的。控制方案特点：简便可靠、不需更改原电路、调节利便、控制精确。
采用变频器改造注塑机，调试简朴，具有明显的经济效益，值得推广。

7 结束语
变频器在应用调试时一定要按照调试的步骤来，充分理解变频器的功能参数并设置好，充分了解负载的工艺要求，充分考虑现场环境，防患于未然，争取一次性调试成功，能够不乱长期的运行，避免不必要的损失。