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SIEMENS  CPU模塊系列技術參數(shù)

一 加減速時間--加速時間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間，減速時間是指從最大頻率下降到0所需時間。通常用頻率設定信號上升、下降來確定加減速時間。在電動機加速時須限制頻率設定的上升率以防止過電流，減速時則限制下降率以防止過電壓。

加速時間設定要求：將加速電流限制在變頻器過電流容量以下，不使過流失速而引起變頻器跳閘；減速時間設定要點是：防止平滑電路電壓過大，不使再生過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據(jù)負載計算出來，但在調試中常采取按負載和經驗先設定較長加減速時間，通過起、停電動機觀察有無過電流、過電壓報警；然后將加減速設定時間逐漸縮短，以運轉中不發(fā)生報警為原則，重復操作幾次，便可確定出加減速時間。
　　
二 轉矩提升--又叫轉矩補償，是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉矩降低，而把低頻率范圍f/V增大的方法。設定為自動時，可使加速時的電壓自動提升以補償起動轉矩，使電動機加速順利進行。如采用手動補償時，根據(jù)負載特性，尤其是負載的起動特性，通過試驗可選出較佳曲線。對于變轉矩負載，如選擇不當會出現(xiàn)低速時的輸出電壓過高，而浪費電能的現(xiàn)象，甚至還會出現(xiàn)電動機帶負載起動時電流大，而轉速上不去的現(xiàn)象。
　　
三 電子熱過載保護--本功能為保護電動機過熱而設置！它是變頻器內CPU根據(jù)運轉電流值和頻率計算出電動機的溫升，從而進行過熱保護。本功能只適用于“一拖一”場合，而在“一拖多”時，則應在各臺電動機上加裝熱繼電器。

電子熱保護設定值(%)=[電動機額定電流(A)/變頻器額定輸出電流(A)]×100%。
　　
四 頻率限制--即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設定信號源出故障，而引起輸出頻率的過高或過低，以防損壞設備的一種保護功能。在應用中按實際情況設定即可。此功能還可作限速使用，如有的皮帶輸送機，由于輸送物料不太多，為減少機械和皮帶的磨損，可采用變頻器驅動，并將變頻器上限頻率設定為某一頻率值，這樣就可使皮帶輸送機運行在一個固定、較低的工作速度上。
　　
五 偏置頻率--有的又叫偏差頻率或頻率偏差設定。其用途是當頻率由外部模擬信號(電壓或電流)進行設定時，可用此功能調整頻率設定信號最低時輸出頻率的高低，如圖1。有的變頻器當頻率設定信號為0%時，偏差值可作用在0～fmax范圍內，有的變頻器(如明電舍、三墾)還可對偏置極性進行設定。如在調試中當頻率設定信號為0%時，變頻器輸出頻率不為0Hz，而為xHz，則此時將偏置頻率設定為負的xHz即可使變頻器輸出頻率為0Hz。
六 頻率設定信號增益----此功能僅在用外部模擬信號設定頻率時才有效。它是用來彌補外部設定信號電壓與變頻器內電壓(+10v)的不*問題；同時方便模擬設定信號電壓的選擇，設定時，當模擬輸入信號為最大時(如10v、5v或20mA)，求出可輸出f/V圖形的頻率百分數(shù)并以此為參數(shù)進行設定即可；如外部設定信號為0～5v時，若變頻器輸出頻率為0～50Hz，則將增益信號設定為200%即可。
　　
七 轉矩限制----可分為驅動轉矩限制和制動轉矩限制兩種。它是根據(jù)變頻器輸出電壓和電流值，經CPU進行轉矩計算，其可對加減速和恒速運行時的沖擊負載恢復特性有顯著改善。轉矩限制功能可實現(xiàn)自動加速和減速控制。假設加減速時間小于負載慣量時間時，也能保證電動機按照轉矩設定值自動加速和減速。

驅動轉矩功能提供了強大的起動轉矩，在穩(wěn)態(tài)運轉時，轉矩功能將控制電動機轉差，而將電動機轉矩限制在最大設定值內，當負載轉矩突然增大時，甚至在加速時間設定過短時，也不會引起變頻器跳閘。在加速時間設定過短時，電動機轉矩也不會超過最大設定值。驅動轉矩大對起動有利，以設置為80～100%較妥。

制動轉矩設定數(shù)值越小，其制動力越大，適合急加減速的場合，如制動轉矩設定數(shù)值設置過大會出現(xiàn)過壓報警現(xiàn)象。如制動轉矩設定為0%，可使加到主電容器的再生總量接近于0，從而使電動機在減速時，不使用制動電阻也能減速至停轉而不會跳閘。但在有的負載上，如制動轉矩設定為0%時，減速時會出現(xiàn)短暫空轉現(xiàn)象，造成變頻器反復起動，電流大幅度波動，嚴重時會使變頻器跳閘，應引起注意。
　　
八 加減速模式選擇----又叫加減速曲線選擇。一般變頻器有線性、非線性和S三種曲線，通常大多選擇線性曲線；非線性曲線適用于變轉矩負載，如風機等；S曲線適用于恒轉矩負載，其加減速變化較為緩慢。設定時可根據(jù)負載轉矩特性，選擇相應曲線，但也有例外，筆者在調試一臺鍋爐引風機的變頻器時，先將加減速曲線選擇非線性曲線，一起動運轉變頻器就跳閘，調整改變許多參數(shù)無效果，后改為S曲線后就正常了。究其原因是：起動前引風機由于煙道煙氣流動而自行轉動，且反轉而成為負向負載，這樣選取了S曲線，使剛起動時的頻率上升速度較慢，從而避免了變頻器跳閘的發(fā)生，當然這是針對沒有起動直流制動功能的變頻器所采用的方法。
　　
九 轉矩矢量控制----矢量控制是基于理論上認為：異步電動機與直流電動機具有相同的轉矩產生機理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規(guī)定的磁場電流和轉矩電流，分別進行控制，同時將兩者合成后的定子電流輸出給電動機。因此，從原理上可得到與直流電動機相同的控制性能。采用轉矩矢量控制功能，電動機在各種運行條件下都能輸出最大轉矩，尤其是電動機在低速運行區(qū)域。

現(xiàn)在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據(jù)負載電流大小和相位進行轉差補償，使電動機具有很硬的力學特性，對于多數(shù)場合已能滿足要求，不需在變頻器的外部設置速度反饋電路。這一功能的設定，可根據(jù)實際情況在有效和無效中選擇一項即可。

與之有關的功能是轉差補償控制，其作用是為補償由負載波動而引起的速度偏差，可加上對應于負載電流的轉差頻率。這一功能主要用于定位控制。
　　
十 節(jié)能控制----風機、水泵都屬于減轉矩負載，即隨著轉速的下降，負載轉矩與轉速的平方成比例減小，而具有節(jié)能控制功能的變頻器設計有V/f模式，這種模式可改善電動機和變頻器的效率，其可根據(jù)負載電流自動降低變頻器輸出電壓，從而達到節(jié)能目的，可根據(jù)具體情況設置為有效或無效。

要說明的是，九、十這兩個參數(shù)是很*的，但有一些用戶在設備改造中，根本無法啟用這兩個參數(shù)，即啟用后變頻器跳閘頻繁，停用后一切正常。究其原因有：(1)原用電動機參數(shù)與變頻器要求配用的電動機參數(shù)相差太大。(2)對設定參數(shù)功能了解不夠，如節(jié)能控制功能只能用于V/f控制方式中，不能用于矢量控制方式中。(3)啟用了矢量控制方式，但沒有進行電動機參數(shù)的手動設定和自動讀取工作，或讀取方法不當。

高壓變頻調速系統(tǒng)雖然是一種非常高效的調速裝置，但是在運行中，仍然有2%-4%左右的損耗，這些損耗都變成熱量，最終耗散在大氣中。如何把這些熱量順利的從變頻器中帶出來，是變頻器設計中一個非常重要的問題。

高壓變頻器的發(fā)熱部件主要是兩部分：一是整流變壓器，二是功率元件。功率元件的散熱方式是關鍵。現(xiàn)代變頻器一般采用空氣冷卻或者水冷。在功率較小時，采用空氣冷卻就能夠滿足要求。在功率較大時，則需要在散熱器中通水，利用水流帶走熱量，因為散熱器一般都有不同的電位，所以必須采用絕緣強度較好的水，一般采用純凈水，它比普通蒸餾水的離子含量還要低。在水路的循環(huán)系統(tǒng)中，一般還要加離子樹脂交換器，因為散熱器上的金屬離子會不斷的溶解到水中，這些離子需要被吸附清除。

1、變頻器容量的選擇
變頻器容量的選擇是一個重要且復雜的問題，要考慮變頻器容量與電動機容量的匹配，容易偏小會影響電動機有效力矩的輸出，影響系統(tǒng)的正常運行，甚至損壞裝置，而容量偏大則電流的諧波分量會增大，也增加了設備投資。

1.1 變頻器容量選擇的步驟：

變頻器容量選擇可分三步：

（1）了解負載性質和變化規(guī)律，計算出負載電流的大小或作出負載電流圖I=f(t)。

（2）預選變頻器容量及其他

（3）校驗預選變頻器。必要時進行過載能力和起動能力的校驗。若都通過，則預選的變頻器容量便選定了；否則從（2）開始重新進行，直到通過為止。

在滿足生產機械要求的前提下，變頻器容量越小越經濟。

1.2 基于不用電動機負載電流下變頻器容量的選擇

一般地說，變頻器的容量有三種表示方法：①額定電流；②適配電動機的額定功率。③額定視在功率。不管是哪一種表示方法，歸根到底還是對變頻器額定電流的選擇，應結合實際情況根據(jù)電動機有可能向變頻器吸收的電流來決定。通常變頻器的過載能力有兩種：①1.2倍的額定電流，可持續(xù)1分鐘；②1.5倍的額定電流，可持續(xù)1分鐘；而且變頻器的允許電流與過程時間呈反時限的關系。如1.2(1.5)倍的額定電流可持續(xù)1min；而1.8(2.0)倍的額定電流，可持續(xù)0.5min。這就意味著：①不論任何時候向電動機提供在1min（或0.5min）以上的電流都必須在某些范圍內。②過載能力這個指標，對電動機來說，只有在起動（加速）過程中才有意義，在運行過程中，實際上等同于不允許過載。

下面討論如何根據(jù)電動機負載電流的情況來選擇變頻器的容量。

1.2.1 一臺變頻器只供一臺電動使用，即一拖一。

在計算出負載電流后，還應考慮三個方面的因素：①用變頻器供電時，電動機電流的脈動相對工頻供電時要大些；②電動機的起動要求。即是由低頻低壓起動，還是額定電壓、額定頻率直接起動。③變頻器使用說明書中的相關數(shù)據(jù)是用該公司的標準電機測試出來的。要注意按常規(guī)設計生產的電機在性能上可能有一定差異，故計算變頻器的容量時要留適當余量。

（1）恒定負載連續(xù)運行時變頻器容量的計算。

由低頻低壓起動或由軟起動器起動，而變頻器只用來完成變頻調速時，要求變頻器的額定電流稍大于電動機的額定電流即可：IFN≥1.1IMN，其中，IFN—變頻器額定電流，IMN——電動機額定電流。

額定電壓、額定頻率直接起動時，對三相電動機而言，由電動機的額定數(shù)據(jù)可知，起動電流是額定電流的5—7倍。因而得用下式來計算變頻器的頻定電流。

IFN≥Imst/KFg

式中Imst—電動機在額定電壓，額定頻率時的起動電流。

KFg—變頻器的過載倍數(shù)

（2）周期性變化負載連續(xù)運行時變頻器容量的計算。

很多情況下電動機的負載具有周期性變化的特點。顯然，在此情況下，按最小負載選擇變頻器的容量，將出現(xiàn)過載，而按最大負載選擇，將是不經濟的。由此推知，變頻器的容量可在最大負載與最小負載之間適當選擇，以便變頻器得到充分利用而又不到過載。

首先作出電動機負載電流圖n=Φt)及I=f(t),然后求出平均負載電流Iav再預選變頻器的容量，關于Iav的計算采用如下公式：

Iav=（I1t1+I2t2+…+Ijtj+…）÷（t1+t2+…+tj+…）

考慮到過渡過程中，電動機從變頻器吸收的電流要比穩(wěn)定運行時大，而上述Iav沒有反映過渡過程中的情況。因此，變頻器的容量按IFN≥（1.1—1.2）Iav修正后預選（式中，Ij為第j段運行狀態(tài)下的平均電流，tj為第j段運行狀態(tài)下對應的時間，同時若過渡過程在整個工作過程中占較大比重，則系數(shù)(1.1—1.2)選偏大的值。

（3）非周期性變化負載連續(xù)運行時變頻器容量的計算。

這種情形一般難以作出負載電流圖，可按電動機在輸出最大轉矩時的電流計算變頻器的額定電流，可用該式IFN≥IM(max)/KFg（式中IM(max)）為電動機在輸出最大轉矩時的電流，確定。

1.2.2 一臺變頻器同時供多臺電動機使用，即一拖多

除了要考慮一拖一的幾種情形外，還可以根據(jù)以下三種情況區(qū)別對待。

（1）各臺電動機均由低頻低壓起動，在正常運行后不要求其中某臺因故障停機的電動機重新直接起動，這時變頻器容量按IFN≥IM(max)+ΣIMN，（式中ΣIMN，為其余各臺電動機的額定電流之和。IMst(max)為最大電動機的起動電流？

（2）一部分電動機直接起動，另一部分電動機由低頻低壓起動。

除了使電動機運行的總電流不超過變頻器的額定輸出電流之外，還要考慮所有直接起動電動機的起動電流，即IFN≥(ΣIMst’+ΣIMN’)/ KFg ，（式中，ΣMisty為所有直接起動電動機在額定電壓，額定頻率下的起動電流總和，ΣIMN為全部電動機額定電流的總和）。

上述是變頻器容量選擇的一般原則和步驟。生產實際中，還需要針對具體生產機制的特殊要求，靈活處理，很多情況下，也可根據(jù)經驗或供應商提供的建議，采用一些比較實用的方法。

2、變頻器起動加速為能力的校驗
在電動機起動（加速）的過程中電動機不僅要負擔穩(wěn)速運行的負載轉矩，還要負擔加速轉矩，如果生產機械對起動（加速）時間無特殊要求，可適當延長起動（加速為）時間來避讓峰值電流。若生產機械對起動（加速）時間有一定要求，就要慎重考慮。如前所述，變頻器的允許電流與過程時間呈反時限關系。如果電動機起動（加速）時，其電流小于變頻器的過載能力，則預選容量通過，如果電動機起動（加速）時，其電流已達到變頻器的過載能力，而要求的加速時間又與變頻器過載能力規(guī)定的時限發(fā)生沖突，這時，變頻器的容量應在預選容量的基礎上增容。