李同成，孫志華，張冰

(山東濱州渤?；钊邢薰?，山東濱州256602)

1　變頻器的工作原理及應(yīng)用選型

1.1　變頻器的工作原理

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流器件、中間直流部分、逆變器件和控制器件4個(gè)部分組成。

1.2　變頻器的應(yīng)用選型需注意以下幾點(diǎn):

1)采用變頻器的目的;

2)變頻器的負(fù)載類型;

3)變頻器與負(fù)載的匹配問題;

許多數(shù)控機(jī)床因在加工過程中需要無級(jí)變速，所以主軸采用變頻器控制。例如:主軸電動(dòng)機(jī)功率11KW，根據(jù)設(shè)備的特性和功率選用了ATV71HD11N4Z383型電動(dòng)機(jī)用變頻器，因其功率較大，我們?cè)谶x用所配制動(dòng)電阻的同時(shí)一并選用了相應(yīng)的制動(dòng)單元以提高其制動(dòng)能力。根據(jù)機(jī)床的功能、負(fù)載及其匹配選用合理的變頻器不僅達(dá)到了機(jī)床的設(shè)計(jì)要求，而且提高了機(jī)床的性能，延長了其使用壽命。

2　基本參數(shù)的配置與優(yōu)化

變頻器功能參數(shù)有很多，一般都有數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)參數(shù)供用戶選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，沒必要對(duì)每一個(gè)參數(shù)都進(jìn)行設(shè)置和調(diào)試，多數(shù)只要采用出廠設(shè)定值即可。但有些參數(shù)由于和實(shí)際使用情況有很大關(guān)系，并且有的還相互關(guān)聯(lián)，因此要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行設(shè)定和調(diào)試。由于不同類型變頻器功能有所差異，而相同功能參數(shù)的名稱也不一定相同，以我們現(xiàn)用的施耐德變頻器基本參數(shù)名稱為例。

2.1　加減速時(shí)間

將加減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;加減速時(shí)間設(shè)定要點(diǎn)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。在調(diào)試中經(jīng)常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先設(shè)定較長加減速時(shí)間，通過起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無過電流、過電壓報(bào)警;然后將加減速設(shè)定時(shí)間逐漸縮短，以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報(bào)警為原則，重復(fù)操作幾次，便可確定出最佳加減速時(shí)間。

2.2　轉(zhuǎn)矩提升

轉(zhuǎn)矩提升又叫轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，是為補(bǔ)償因電動(dòng)機(jī)定子繞組電阻所引起的低速時(shí)轉(zhuǎn)矩降低，而把低頻率范圍V/F增大的方法。設(shè)定為自動(dòng)時(shí)，可使加速時(shí)的電壓自動(dòng)提升以補(bǔ)償起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)加速順利進(jìn)行。如采用手動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，根據(jù)負(fù)載特性，尤其是負(fù)載的起動(dòng)特性，通過試驗(yàn)可選出較佳曲線。對(duì)于變轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如選擇不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)低速時(shí)的輸出電壓過高，而浪費(fèi)電能的現(xiàn)象，甚至還會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載起動(dòng)時(shí)電流大，而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。

2.3　電子熱過載保護(hù)

為保護(hù)電動(dòng)機(jī)過熱而設(shè)置，它是變頻器內(nèi)CPU根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)電流值和頻率計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的溫升，從而進(jìn)行過熱保護(hù)。

2.4　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(shè)定信號(hào)源出故障，而引起輸出頻率的過高或過低，以防損壞設(shè)備的一種保護(hù)功能。在應(yīng)用中按實(shí)際情況設(shè)定即可。此功能還可作限速使用，將車床限制在一定速度內(nèi)，不會(huì)因?yàn)樗俣冗^高損壞機(jī)床和危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

3　運(yùn)行過程中存在的問題及其對(duì)策

3.1　過載

過載是變頻器比較頻繁的故障，平時(shí)看到過載現(xiàn)象我們首先應(yīng)該分析一下到底是電機(jī)過載還是變頻器自身過載，由于馬達(dá)過載能力較強(qiáng)，只要變頻器參數(shù)表的電機(jī)參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，一般不會(huì)出現(xiàn)電機(jī)過載。而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報(bào)警。變頻器過載經(jīng)常是因?yàn)榧铀贂r(shí)間短、直流制動(dòng)量大或電網(wǎng)電壓太低等原因引起，一般可以通過延長加速時(shí)間、延長制動(dòng)時(shí)間、檢查電網(wǎng)電壓等解決。

3.2　過流

過流是變頻器報(bào)警最為頻繁的現(xiàn)象。當(dāng)電流過大時(shí)變頻器啟動(dòng)過流保護(hù)，變頻器停止工作。我們首先要排除由于參數(shù)問題而導(dǎo)致的故障，可以從外部電器和變頻器本身分析過流原因。

3.3　過壓、欠壓

過電壓報(bào)警一般是出現(xiàn)在停機(jī)的時(shí)候，其主要原因有可能是減速時(shí)間太短或制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元損壞造成的。而欠壓也是我們?cè)谑褂弥薪?jīng)常碰到的問題，主要是因?yàn)橹骰芈冯妷禾?，整流橋某一路損壞或可控硅三路中有工作不正常的都有可能導(dǎo)致欠壓故障的出現(xiàn)，也有可能主回路接觸器損壞導(dǎo)致直流母線電壓損耗，在充電電阻上面有可能導(dǎo)致欠壓。當(dāng)遇到過壓、欠壓故障時(shí)，應(yīng)先檢查檢測(cè)電路是否完好，然后再對(duì)外部電源進(jìn)行檢查。

3.4　過熱

過熱也是一種比較常見的故障，主要原因:周圍溫度過高;風(fēng)機(jī)堵轉(zhuǎn);溫度傳感器性能不良;馬達(dá)過熱。例如:一臺(tái)數(shù)控車床主軸采用施耐德變頻器，操作者反映在運(yùn)行半小時(shí)左右報(bào)警。由于運(yùn)行一段時(shí)間后才有故障，所以溫度傳感器壞的可能性不大，可能變頻器的溫度確實(shí)太高，通電后發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢，防護(hù)罩里面堵滿了很多灰塵，經(jīng)打掃后開機(jī)運(yùn)行良好，運(yùn)行數(shù)小時(shí)后沒有再報(bào)此故障。

4　結(jié)束語

在數(shù)控機(jī)床的使用過程中，會(huì)遇到許多關(guān)于變頻器的問題，造成變頻器故障的原因也是多種多樣。以上只是本人在實(shí)踐中的一點(diǎn)心得，還需要我們不斷學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，更好地利用變頻器服務(wù)于生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn):

［1］原魁.變頻器基礎(chǔ)及應(yīng)用［M］.冶金工業(yè)出版社.

［2］韓安榮.通用變頻器及其應(yīng)用［M］.機(jī)械工業(yè)出版社.