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自动调谐VFD的好处

自动调谐有助于变频驱动器(VFD)控制具有特定电机设置的电机,并且有许多方法可以在特定设置和情况下获得最佳结果。请参阅五个自动调整提示。

保罗·艾弗里 2021年9月5日
礼貌:日本安川电气

学习目标

  • 当涉及到从变频驱动器(VFD)获得最大收益时,自动转向是一个很好的最佳实践。
  • 一个适当的自动调谐变频器将更有效(更低的电流相同的转矩)和更好的性能(更线性和稳定的运行)。
  • 对于特定的应用程序,vfd有许多自动调优类型。

变频驱动器(vfd)使世界各地的应用程序工作得更好,效率更高,并使设备更容易通过键盘显示进行交互。这些设备的制造商建议用户执行自动调优。

自动调谐帮助VFD控制电机与特定的电机设置。就像汽车公司不知道把可调节座椅放在新车的哪里一样,VFD制造商也不知道电机信息的最佳默认设置是什么。因此,它们默认采用行业标准。

例如,40 HP 480 V驱动器的制造商可能会默认其电机的全负载放大器设置为430.250,从工厂开始设置为52 a。这可能与新型高效发动机不匹配。正确设置放大器是获得适当性能的开始。执行自动调优很容易,所以让我们讨论需要做什么以及为什么在自动调优vfd。

图1:自动调整帮助VFD控制电机与特定的电机设置。礼貌:日本安川电气

图1:自动调整帮助VFD控制电机与特定的电机设置。礼貌:日本安川电气

vfd不像伺服系统

还有其他自动调优功能。正如自动调优这个名字所暗示的那样,任何根据用户要求自动计算和调整的操作都可以被称为自动调优功能。对于伺服电机和放大器(VFD和感应电机的近亲),自动调谐功能可能更多地与调整伺服对的负载有关。调整将有助于调整定位增益和速度环。当执行自动调整时,VFD自动调整要求负载与电机分离。

造成这种差异的原因是伺服电机和它们的放大器总是从一个制造商那里一起购买。一个简单的电机代码就是放大器需要知道的所有关于连接电机的信息。相反,VFD和电机有时仅由普通公司制造。品牌A电机可能会与品牌B VFD一起使用,这更符合标准。由于电机和VFD之间的这种不熟悉,自动调谐成为将良好的电机信息传递到驱动器的桥梁。

图2:自动调优指的是根据用户的要求自动计算和调整事情的任何操作。礼貌:日本安川电气

图2:自动调优指的是根据用户的要求自动计算和调整事情的任何操作。礼貌:日本安川电气

从自动调优中获取价值:好处

花费在提高VFD性能上的任何时间都是值得投入的。如果操作正确,正确的自动调谐VFD将更有效(相同扭矩下的电流更低)和更好的性能(更线性和更稳定的运行)。

通过从电机铭牌上给出VFD的实际电气规格,VFD将不必假定通用值,并产生多余的电机磁通,甚至可能饱和电机的磁场,这不会产生更多的电机扭矩,但可能会产生更多的电机损失(热)。另一个问题是执行自动调优需要多少时间?

如果从电机铭牌上可以很好地了解电机的规格,输入信息可能需要90秒左右,运行自动调谐可能需要额外的一分钟。

图3:一些测量值被用来填充单相感应电机电路模型。礼貌:日本安川电气

图3:一些测量值被用来填充单相感应电机电路模型。礼貌:日本安川电气

通过自动调优改变了什么

不是每个制造商都做相同的自动调整,但他们都有共同的调整。假设VFD完成了所有的工作是错误的。执行自动调整程序的人是积极参与的。当键盘上启动自动调节功能时,驱动用户需要输入典型的电机铭牌信息。如果用户可以直接输入,就不需要测量或计算满载安培。一些规格,如滑差频率和漏电电感只是在铭牌上暗示,最好由驱动器计算。

用户输入相关电机信息后,驱动器提示用户启动自动调谐过程,在此过程中,驱动器运行并测试电机,以计算铭牌上不易找到的电机规格。

自动调谐完成后,大多数VFD制造商将允许用户查看修改后的参数列表,以便在列表之前和之后进行简单检查,查看输入的内容以及测量或计算的内容。通常调整的项目包括:

  • 相间阻力
  • 电机额定电流
  • 电机空载电流
  • 电机额定转差
  • 节能系数
  • 漏电感
  • 饱和补偿
  • 电机铁损
  • Motor-rated权力。

一些测量值被用来填充单相感应电机电路模型如图3所示。这三个阶段应该是相同的。

例如,通过对定子施加直流电压,并用直流电流互感器(DCCTs)测量产生的电流,驱动器计算出线对线电阻,即R年代在模型中。模型的其余部分可以使用其他技术和测量进行计算,然后外推到三个阶段。这有助于驱动器更好地预测和补偿电机上不断变化的负载,从而更有效地调节电机运行。

图3:一些测量值被用来填充单相感应电机电路模型。礼貌:日本安川电气

图3:一些测量值被用来填充单相感应电机电路模型。礼貌:日本安川电气

当自动调优出错时该怎么办

与任何VFD和电机操作一样,可能会有陷阱,会绊倒自动调优。制造商有一个单独的故障列表,在自动调优程序中可能发生。最典型的错误发生在自动调优开始之前。在自动调优期间输入的任何值都将根据自动调优的驱动器大小所允许的值进行检查,并相互检查。

如果满载安培为100a,但输入的电机尺寸为40hp,驱动器将抛出一个故障,停止程序。即使马力和FLA是合理的,但超过了驱动器的额定,驱动器将停止自动调整,并显示一个关于数据输入错误的错误代码。

由于VFD的自动调谐程序是探测电机而不是负载,大多数需要旋转电机进行测量的自动调谐也需要在自动调谐期间断开电机和负载。VFD可以通过在旋转过程中绘制的安培来判断负载是否已被分离,并可能由于负载故障而不能完成并接受自动调整。

图5:在自动调整期间输入的任何值都将对照自动调整的驱动器大小所允许的值进行检查,并相互对照。提供:安川

图5:在自动调整期间输入的任何值都将对照自动调整的驱动器大小所允许的值进行检查,并相互对照。提供:安川

vfd的自动调优类型

VFD和电机自动调谐程序的最有效版本要求电机轴在空载时旋转。当马达转动自己的轴时,没有任何实际测量的替代品。然而,并非所有VFD和电机应用都允许轻松解耦。使用复杂的计算,可以使用不需要电机轴旋转的自动调整方法估计一些电机模型信息。

这些非旋转自动调谐有时被称为固定自动调谐。有些自动调谐非常基本,只需输入很少的信息,只需几秒钟。在大多数情况下,自动调谐将仅测量定子绕组和电机电缆中固有的电阻。

这又回到了线对线的电阻。这种简单的自动调节的优点是VFD可以补偿由于电压损失而降低的磁场强度。

在许多相同的vfd中,也有专门为永磁(PM)电机的自动调谐例程。一些PM自动调谐例程做的是常见的什么是与感应电机。然而,甚至更具体的信息,必要的一个适当的自动调谐的PM电机和更广泛的特性的测量,以及。

图6:使用驱动工具软件基线,它们有助于查看性能上的任何差异,并可以作为未来比较的基准。礼貌:日本安川电气

图6:使用驱动工具软件基线,它们有助于查看性能上的任何差异,并可以作为未来比较的基准。礼貌:日本安川电气

五个VFD自动调谐提示:如何改进自动调谐

大多数VFD自动调优是直接的,不需要大量的专业知识。但是,有一些东西可以改进VFD的自动调优。

  1. 某些电机特性,特别是电阻,将随着铜绕组温度的增加而变化。由于电机在正常运行时会从热到热,自动调节应该反映这种状态。窍门是要么运行自动调整多次或让电机运行一段时间,即使卸载,在执行您的旋转自动调整。
  2. 因为做一个固定的自动调更简单,它很容易满足于固定的自动调。虽然方便,但却是个错误。始终坚持非耦合旋转自动调谐。
  3. 自动调优通常可以在应用程序完全组装之前运行。有时,当电机只有20英尺的距离和有一个相对较短的电机电缆时,更容易做全旋转自动调整。随后,当应用程序完全组装好,电机距离驱动器75英尺,并已耦合到负载时,可以运行一个简单的线对线电阻。这种非旋转电阻调谐将不会影响电机测量,但将重新测试和更新增加的电阻由于较长的电机电缆。查看修改的VFD设置可以确认新的电阻测量。
  4. 执行调谐前和调谐后测量也可能有帮助。尝试使用VFD的内置监控显示器来完成一个包含监控前后值的表格。如果用户成功地从出厂默认设置进行自动调谐,则除直流母线电压外,后调谐中的所有VFD值都将低于预调谐,直流母线电压在稳定状态下基本保持恒定。
  5. 比较调优前和调优后性能的另一种方法是通过许多驱动工具软件制造商提供的免费趋势软件。这些基线有助于查看性能的差异,并可以作为未来比较的基准。

自动调谐是值得花费时间和金钱的

当要最大限度地利用vfd时,自动调优是一种很好的最佳实践。投资通常是几分钟的时间,而这些差异是值得付出努力的。变频器的电机型号越精确,电机控制的效率就越高。

保罗·艾弗里,高级产品培训工程师,美国日本安川电气有限公司.由Chris Vavra编辑,网页内容经理,控制工程, CFE Media and Technology,cvavra@cfemedia.com

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关键词:变频驱动,vfd

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什么挑战你会遇到自动调优vfd吗?


保罗·艾弗里
作者简介:Paul Avery,安川美国公司高级产品培训工程师
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