解释了前5个VFD参数的变化

变频驱动器(VFD)是使用快速开关或绝缘栅双极晶体管(IGBT)的电子设备，将三相输入功率转换为可变频率和电压输出，用于电机速度控制。VFD设置包含编程，5个参数变化占大多数应用程序。

通过vfd，电动机可用于运行各种应用，以实现跨线操作或机械手段无法实现的控制。使用vfd控制的电机，用户可以通过匹配电机速度来优化系统效率，以保持精确的系统需求。大多数VFD应用提高系统效率并在通常不到一年的时间内提供VFD节能投资的回报。

与所有电子产品一样，vfd具有先进的能力和功能，提供更多的系统控制，以帮助消除外部设备和可编程逻辑控制器(plc)。由于这些创新，人们可能会被为其应用程序编程vfd的前景所淹没是可以理解的。然而，大多数应用只需要最基本的设置来操作电机。这是因为vfd的设计和工程使复杂变得简单。

在大多数情况下，VFD的默认设置将足以满足应用程序，不需要任何调整。通常，对一个应用程序调整的设置不超过12个。下面详细列出了VFD安装人员编程的前五个参数设置，以解释设置是什么以及为什么需要它们。

控制方法对变频器编程的影响

1.什么是控制方法，因为它适用于vfd ?

VFD安装人员通常设置的第一个设置是控制方法。控制方法规定了驱动器调节电机速度的能力。这些控制能力可以分为三组:伏/赫兹控制、自传感矢量控制和闭环矢量控制。

伏/赫兹(V/f)控制是最常用的电机控制方法。它是三种拓扑中最基本的。

V/f控制将驱动器的输出固定在预定义的电压和频率曲线上，以便电机在VFD的速度命令调整时遵循。这些V/f模式可以调整以提供高启动扭矩或降低以优化不需要恒定电压与频率关系的可变扭矩负载的效率。

自感觉矢量控制是一种控制方法，提供了一个更微调的控制电机的速度。vfd可以使用各种不同和复杂的控制方案来实现这种控制。从本质上讲，复杂的算法用于监控、解释和响应电流反馈，以提供精确的电机控制。然而，看待这种控制方法最简单的方法是将其视为不需要编码器的精确电机控制。

闭环矢量控制是目前最先进的电机控制方法。顾名思义，闭环矢量控制使用电机编码器提供精确的速度反馈，并消除由响应电流反馈而产生的VFD控制中的任何错误。添加编码器告诉VFD电机正在做什么，以及它如何响应负载。

我为什么要调整控制方法?

调整控制方式是满足电机驱动应用需要的功能。有些应用程序很简单，只需要以近似的速度运行，而其他应用程序则需要精确和动态的电机控制。这些控制方案中的每一个都实现了应用程序的需求和/或限制了系统启动和运行所涉及的编程。

V/f控制通常用于不需要精确速度控制的系统，如风扇或泵。在最基本的V/f控制方法中，允许电机从命令速度滑出(漂移)。速度的微小变化对整体系统性能的影响很小，因为其他驱动器编程将调整速度以维持系统需求。

例如，如果一个风扇被要求以一半的速度运行，不能维持需求，那么大多数系统配置，通过VFD的PI环路或与外部设备，将提高速度命令提供所需的电机速度，以满足需求。V/f控制是最常用的控制方法，因为它几乎不需要编程来实现。

通过多年的应用经验，大多数驱动器制造商已经为大多数泵和风扇应用配置了默认设置。这些默认设置提供了最佳的节能，几乎没有编程要求。即使是非可变扭矩的应用，如压缩机，也可以利用V/f控制，因为它易于设置。

自传感矢量控制方法改善了过程控制，减少了维护。例如，自传感矢量控制将电机速度调节到电机额定速度的1/200内，提供动态速度控制，从高启动转矩降至低速，并在没有外部设备的情况下限制电流和转矩。为了提供这些先进的电机控制功能，VFD需要特定的电机特性信息，如电机空载电流、电阻和电感。

为了获得这些关键信息，VFD将进行简单的电机调优，需要通过键盘输入基本的电机铭牌数据，如额定电流、电压和速度。从这种控制中受益最多的应用包括搅拌机、洗衣机和冲床/冲压机。

闭环矢量控制增加速度反馈信号，最大限度地提高过程控制和最小化维护。闭环矢量控制允许精确的速度控制到一转/分，零速度时的高启动扭矩，零速度控制和扭矩调节。这些特性用于不能偏离超过几RPM的应用程序，否则产品输出将不符合其设计规范。

例如，许多挤出机使用编码器反馈来保持电机速度到精确的要求，以确保产品符合其规格。编码器反馈还确保准确的扭矩监测，使VFD能够对可能堵塞或损坏机器的高扭矩条件作出反应。在闭环矢量控制中，为了优化电机控制并减少编码器反馈所需的补偿，需要在自感知矢量控制中做出相同的电机调谐要求。

VFD越了解电机的特性，它就能更好地运行电机。不管有没有运动反馈，这都是正确的。应用如挤出机，高速主轴和恒张力放卷机利用闭环矢量控制。

电机满载安培(FLA)的VFD设置

2.什么是电机满载安培?

由于大多数VFD的控制方法设置已经默认为其最常见的应用，任何VFD安装程序编写的真正的第一个设置是电机的满载安培(FLA)或电机额定电流设置。电机的设计允许在额定功率和额定电压下运行时，在铭牌上的额定电流下连续运行。用电机的FLA额定值编程VFD，可配置正在运行的电机的VFD电子热过载。

为什么我要设置电机满载安培?

虽然vfd是天然的软起动器，但电机可以在短时间内超过其额定电流，例如在启动、冲击加载、快速减速或过度应用循环期间。然而，长时间的大电流会导致电机过热，从而导致寿命缩短和过早故障。由于负载或联轴器中的机械损伤，也可能发生转子锁住的情况。随着时间的推移，负载磨损也会导致电流增加，可能超过电机FLA。

为了避免电机故障，VFD的电机FLA设置将被编程为电机铭牌FLA。在驱动器内实现VFD的电子热过载满足国家电气规范(NEC)和当地法规对电机过载保护的要求。使用VFD的电子热过载允许用户消除机械电机过载，从而消除了成本，潜在的故障点，以及与维护过载触点完整性相关的任何维护要求。

VFD的电子过载保护功能根据输出电流、输出频率、热电机特性和时间估计电机过载水平。当VFD检测到电机过载时，故障被触发，VFD输出关闭，以保护电机免受热故障。

这些过载曲线可以设置为电机的能力。许多泵风机电机是为可变扭矩负载设计的，这意味着它们不是为额定电流在减速时设计的。

减少持续过载，减少维护，确保电机运行寿命最大化。vfd具有预配置的过载，以考虑许多不同的电机类型，包括40:1速度范围可变转矩负载，100:1速度范围恒转矩负载和非常规电机，如永磁电机(见图1)。

加减速次数

3.电机驱动系统的加速和减速时间是多少?

vfd是天然的软启动器。它们在改变速度时减少涌流。为了实现这一点，VFD根据编程的加速和减速时间启动和停止电机。这些时间或斜坡速率定义了驱动器从零速度到最大频率所需的时间。可以有固定的速率，也可以有多组速率，这些速率可以根据操作条件或通过发送到VFD的命令进行调整(参见图2)。

为什么要设置加速/减速时间?

使用适当的加速和减速时间将显著减少启动时的涌流和改变速度时的电流涌流。这将增加电机(更少的热量)和动力系统寿命(更少的动态高扭矩变化)。VFD还将这些电流与线路隔离。因此，变压器不需要提供大的浪涌，这可能会导致不必要的加热或影响其供电电压，这可能会影响VFD性能或系统上的其他负载。较低的浪涌电流意味着电力公司由于电流/功率浪涌而产生的需求费用被消除。

vfd默认为基于其预期应用的最常用的加速和减速时间。风扇/泵驱动将有更长的斜坡时间，而通用工业驱动将有更短的斜坡时间。这有助于简化安装过程。然而，并非所有默认值都适用于每个应用程序。调整这些斜坡时间将需要保持电流在驱动器和电机的限制。

根据负载的惯性，可以比基于驱动器/电机的当前能力允许的更快地启动/停止负载。剧烈的加速/减速率将导致更高的电流，这可能会对驱动器和电机造成负担，并导致过载或过流故障。设置正确的加速和减速时间可以确保正常的系统性能，同时确保无故障运行。

加速/减速曲线的关键点出现在每个斜坡的开始和停止处。这是最大的扭矩或电流需要使期望的电机运动。因此，在总体坡道时间需要保持较低的情况下，可以对这些点进行调整以减少总坡道时间。这些点被称为猛然调整或s曲线定时调整。这些设置延长了加速或减速斜坡的高应力点的时间，以减少对整体启动/停止时间的影响(参见图3)。

电机控制需要速度和运行源

4.速度和运行源是什么?

VFD在其运行的每一刻都需要两样东西:运行命令和速度参考。运行命令告诉驱动器它应该操作电机，而速度参考告诉VFD运行什么频率。两个输入都需要提供电机控制。否则，电机处于空闲状态。设置或缺乏设置是最常见的一种技术支持故障排除调用VFD安装程序将作出。

为什么我需要设置速度和运行命令?

设置VFD的速度和运行命令更多的是关于如何选择运行电机，而不是他们是否希望电机运行。大多数制造商默认他们的驱动器从数字和模拟输入操作。触点和继电器被馈送到驱动器以执行驱动器的运行命令。然后使用模拟输入来给驱动器提供速度参考。这些模拟参考可以是0- 10v dc， +/- 10v dc, 0- 20ma或4- 20ma信号。每个参考源都有自己的好处。电压基准易于产生和理解，而电流信号传播较远的距离，不容易受到附近电噪声的影响。其他的控制途径是通过直接键盘控制或通过网络通信来实现的。

这些参考中的每一个都为VFD提供了运行电机所需的准确速度。VFD的电机速度控制参考越准确，VFD在实现系统需求时就越准确。准确满足系统需求意味着变频器能获得更高的节能效益。任何命令接口的目标都是实现系统所需的控制，最大限度地提高效率、质量和安全。

故障复位

5.VFD上的故障复位是什么?

驱动器外部有许多条件，可能导致超出其规格的操作条件。为了维持产品寿命并防止故障，vfd合并并触发故障以保护自身。可能导致VFD故障的条件示例包括主动启动时间、主动停止时间、功率损失和转子锁定条件。

配置vfd时为什么要设置故障复位?

许多vfd包含自动故障复位功能。该功能允许驱动器检测到超出其编程范围的情况，并触发故障以保护自身、电机和机械系统的其余部分。故障复位功能允许用户检测事件，如果消除复位驱动器回到正常操作。自动复位的目的是克服有害故障，保持连续运行。停机时间需要花费金钱，自动重置功能允许系统在被认为没有必要停止生产的事件中保持运行，直到经过认证的工作人员检查。

这方面的一个例子是由雷暴引起的电压峰值。这些都是罕见的情况，不需要进一步分析。驱动器停止自己在这种情况下工作，从而保护自己。自动重置功能允许驱动器在不需要用户干预的情况下启动备份，节省时间和金钱。

请务必设置VFD的前5个参数

VFD技术有许多实现自动化电机控制需求的方法。VFD设置可能很复杂，但大多数应用程序只需要很少的调整就可以启动和运行。此外，vfd简化了安装过程。一种方法是通过应用程序启动例程或向导。

这些例程引导安装程序通过使用问答菜单编程驱动器的过程，以确保应用程序被编程为所需的操作。vfd设计易于使用，并通过优化效率、质量和安全性来最大限度地提高投资回报率(ROI)。

克里斯托弗Jaszczolt是一个产品经理，安川美国公司．由内容经理马克·霍斯克编辑，控制工程， CFE传媒，mhoske@cfemedia.com．

关键词:变频驱动编程，变频器配置

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