Подготовка и настройка частотного преобразователя. Подключение и настройка частотного преобразователя

Часто встречаю просьбы помочь с настройкой преобразователя частоты. В этой теме хочу рассказать как это сделать на конкретном примере, но тот же подход применим к любому преобразователю частоты с небольшими уточнениями. Условия задачи следующие:

Преобразователь частоты T-Verter E2-2P5-H1F (220V, 1/2 HP)
Двигатель 260-440V, 0.9-0.52 A, 60Hz, 0.13kW, 1570 rpm
Этот двигатель через червячный редуктор 1:20 крутит ходовой вал токарного станка 16Б05П, т. е. приводит через него продольную подачу. Требуется по-максимуму реализовать функции автоматической и быстрой подач станка, но без претензии на нарезание резьб т. к. без синхронизации со шпинделем это просто невозможно, да и частотник для этих целей подходит чуть более, чем никак. Итак:

Ну вот. Теперь, когда знаем как что подключать, мы готовы приступить к настройке параметров. И в следующем сообщении для начала разберемся где их найти и как менять значения.

MosAic 18 September 2016 - 23:20

• Город: Москва
• Имя: Сергей

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

Итак, давайте научимся находить и изменять параметры. Для этого находим в инструкции такую картинку (стр. 30):

Здесь вверху можно видеть схематическое расположение кнопок и их подписи. А в нижней части показаны возможные состояния преобразователя частоты и указано какие кнопки переводят его в другие состояния из текущего. Чтобы запрограммировать частотник достаточно просто подать на него питание. Можно пока не подключать ни двигатель ни управляющие сигналы ни переменный резистор. Изначально при включении питания мы попадаем в состояние, когда дисплей показывает установленную частоту, которая будет выдаваться на двигатель после запуска. Это левое верхнее состояние на нижней части картинки (Brief keypad operation flowchart), где вы видите на дисплее цифры 60.0. Стрелочками показаны два пути из этого состояния и возле этих стрелочек нарисованы клавиши, которые производят соответствующие переходы. Треугольнички (я буду называть их в дальнейшем +/-) просто приводят к изменению установленной частоты. Думаю здесь все понятно. А клавиша DSP/FUN переводит нас в режим выбора интересующего нас параметра. После ее нажатия на дисплее отражается буква F и пара цифр после нее. Эти цифры и есть номер выбранного параметра. Его номер можно менять клавишами +/-. Когда же нужный номер выбран, можно просмотреть его значение нажав клавишу DATA/ENT - на дисплее отразится его текущее значение. В таком состоянии значение можно изменять клавишами +/-, а изменив сохранить его снова нажав клавишу DATA/ENT. Запись нового значения произойдет в течение 0,5 с и мы опять вернемся в состояние выбора параметра (на дисплее отобразится F и две цифры). Если же другие параметры менять больше не нужно, то нажав клавишу DSP/FUN, можно вернуться в изначальное состояние с отображением установленной частоты, с которого все началось при включении питания.

Потренироваться можно на безобидном параметре 29 (только для этого частотника!, на других он может находиться под другим номером, как и все обсуждаемые здесь параметры, ищите их в своей инструкции по приводимым англоязычным названиям), который нельзя изменить. Его значение содержит номер версии прошивки частотника (Software version). В качестве упражнения посмотрите его. Это пригодится в дальнейшем т. к. в инструкции оговаривается, что некоторые возможности появились только с определенной версии.

А вторым упражнением можно поменять значения параметров 1 и 2 (Accel. time и Decel. time), которые содержат значения в секундах, отводимые преобразователю частоты на разгон с ноля до номинальной частоты двигателя и торможение с номинальной частоты до ноля соответственно. По умолчанию там стоит по 5 секунд. Это слишком много. Поставьте на свое усмотрение 0,5-1 с. Хотя можно и меньше при желании. Но лучше ограничиться разумной достаточностью.

MosAic 19 September 2016 - 01:35

• Город: Москва
• Имя: Сергей

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

На стр. 31-32 инструкци есть таблица с кратким перечнем всх доступных параметров, а ниже начинается их подробное описание. Но мы не будем строго следовать порядковым номерам т. к. логически это будет неправильно. Тем не менее, переберем их все. В этом сообщении перечисляются параметры 0, 1, 2, 4, 5, 25, 6, 7, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 22

Про параметр 0 написано "F_00 Factory adjustment parameter. Do not change.", что означает "Заводские подстройки. Не менять." Значит туда не лезем.

Параметры 1 и 2 описаны в предыдущем сообщении.

Параметр 4 (Motor rotation direction) - направление вращения мотора. Значение может быть либо 0 либо 1. Сменив значение этого параметра на другое, можно изменить направление вращения двигателя, как если бы мы поменяли местами любые два провода, идущие к двигателю. Рекомендовал бы не пользоваться им. Лучше перекинуть провода и быть уверенным, что при замене частотника не забудете про этот параметр и двигатель сразу будет вращаться в нужную сторону. По умолчанию значение 0.

Параметр 5 (V/F Pattern) - можете порассматривать графики напряжение-частота на стр. 34. Есть по три варианта для двигателей с номинальной частотой 50 и 60 Гц. Суть сводится к тому, что можно немного форсировать напряжение на двигателе на низкой частоте или наоборот на высокой. Это довольно тонкие настройки и чаще всего заморачиваться на их счет не стоит. Оставьте значение по умолчанию для вашего двигателя (1 для 50 Гц или 4 для 60 Гц). Мой случай второй, поставим 4.

Кстати, здесь уместно немного метнуться к параметру 25 (Factory setting). Он отличается от всех остальных тем, что не сохраняет своего значения. Считав значение вы всегда увидите 000. Но если попытаться записать в него 010, то произойдет сброс всех параметров преобразователя частоты к заводским установкам для двигателя 50 Гц. А если записать 020, то тоже к заводским, но для двигателя 60 Гц. Это может быть полезно, если вы записали только те параметры, которые меняли. А потом "что-то произошло" и частотник перестал правильно работать. Чтобы не набирать все параметры, достаточно будет сбросить его к заводским установкам и потом изменить всего несколько.

Параметры 6 и 7 (Frequency upper/lower limit) - верхний и нижний предел выходной частоты соответственно. Что бы вы не делали, выходная частота никогда не будет выше ограничения, установленного в параметре 6. Значит если вы планируете разогнать двигатель выше номинальных оборотов, то в этот параметр нужно записать пропорционально большее значение по сравнению с номинальной частотой. Не рекомендовал бы разгонять больше, чем вдвое. Балансировка ротора делается для номинальных оборотов. На сильно более высоких почти наверняка возникнет вибрация и подшипникам не поздоровится. Во всяком случае, обратите на это внимание. В моем случае удвоенная частота это 120 Гц.
С нижней частотой чуть по-другому. Если вы попытаетесь задать частоту ниже, чем указано в параметре 7 (с клавиатуры или внешним потенциометром - не важно), но не нулевую, то двигатель будет продолжать вращаться со скоростью из параметра 7. И только когда зададите частоту 0 Гц преобразователь перестанет выдавать на двигатель что-либо. Вот такая петрушка. Но по умолчанию в этом параметре стоит 0. Так что просто не трогайте его, если нет какой-то специфической задачи.

Параметр 12 (Carrier frequency control) - Несущая частота ШИМ. В общем, вам не обязательно знать что это такое. Оставьте как есть. Имеет смысл изменять только если двигатель сильно пищит при работе на высокой частоте. Иногда изменение этого параметра может помочь с уровнем шума. По умолчанию стоит 5. При установке значений от 7 и выше - частотник не может выдать полную мощность. На других частотниках этот параметр может устанавливаться в других единицах! Подробности смотрите в инструкции!

Параметр 13 (Torque compensation) - это некоторая модификация к параметру 5. Позволяет дополнительно приподнять напряжение на двигателе на низких частотах. Есть очень выразительная картинка как он влияет на паттерн на верху стр. 37. По умолчанию значение 0. Вот так и оставьте. Этот параметр тоже относится к тонким настройкам, меняйте только при необходимости и разобравшись что делаете.

Параметр 14 (Stop method) - способ остановки двигателя. Есть два варианта - тормозить или отпустить. Во втором случае все просто. Частотник полностью отключается от двигателя по команде Стоп и дальше он крутится по инерции как хочет, пока не затормозится трением. А в первом случае торможение будет контролироваться частотником, причем в два этапа. Сначала частота будет уменьшаться до значения, указанного в параметре 16 (braking starting frequency) со скоростью, заданной параметром 2. А по достижении этой скорости через двигатель будет пропускаться постоянный ток, который будет тормозить двигатель дальше (уровень постоянного тока устанавливается параметром 17 (braking level) в пределах 0-20% от номинального тока двигателя) на протяжении времени, заданного параметром 15 (braking time). Вот такая история. В моем случае останавливаться двигателю конечно нужно быстро. Поэтому оставим все параметры по умолчанию. Это даст контролируемое торможение (параметр 14=0) вплоть до частоты 1,5 Гц (параметр 16=1,5) и потом торможение постоянным током 8% (параметр 17=8) в течение 0,5 секунды (параметр 15=0,5). Хороший компромисс между скоростью торможения и разогревом двигателя.

Параметр 18 (Motor rated current) - желательно просто указать номинальный ток двигателя в % от максимального выходного тока частотника. В моем случае это 0,9 А от 2,3 А т. е. 39%. Это значение тока используется частотником для защиты двигателя от перегрева. Позволяется в течение минуты поддерживать ток до 150% от номинального тока двигателя, потом частотник выдает ошибку и перестает мучить двигатель. Кстати, можно обратить внимание на эту цифру 150% и понять почему частотник лучше брать на мощность в 1,5-2 раза большую, чем ваш двигатель. И это не единственная причина, есть еще и разница при динамическом торможении, но об этом как-нибудь в другой раз. В данном конкретном частотнике защита даже пытается учесть, что на низких оборотах двигатель плохо охлаждается т. к. крыльчатка охлаждения сидит на его собственном валу, но я бы не доверял этому. Асинхронные двигатели, которые продолжительное время работают на малых оборотах, обязательно должны иметь принудительное охлаждение. Подробности на стр. 38 для самых любознательных.

Параметр 22 (Reverse Lock-Out) - еще один предохранительный параметр. Если его установить в 1, то частотнику будет жестко запрещено вращать двигатель в обратную сторону, даже если управляющие сигналы будут просить об этом. По умолчанию значение 0, мне нужно так и оставить, продольная подача пригодится в обе стороны.

Тут мы разобрали почти все "электрические" параметры. В следующем сообщении поговорим о настройке управляющих сигналов.

tyshchenko-59 19 September 2016 - 08:16

• Город: г.Абаза р.Хакасия
• Имя: Александр Тыщенко

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

Сергей давай начнём сначала пошагово:включаем питание,на табло 50.0 нажимаем DSP на табло F00 набираем 06 регулировка частоты нажимаем DATA выстовляем 120 нажимаем DATA на табло F06 нажимаем DSP на табло 120 нажимаем ПУСК двигатель набирает обороты до100 г и тут же сбрасывает где то до 10 г. на табло 120 в чём причина что я делаю не так?

tyshchenko-59 19 September 2016 - 09:58

• Город: г.Абаза р.Хакасия
• Имя: Александр Тыщенко

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

Попробовал начать с заводских установок ф25-020, прямой пуск ф28-1 ,ф04-1 реверс частота ф06-120 ,управление пуск-стоп ф10-1, режим остонова ф14 -0 тормаз.Реверс заработал но проблема не пропала плавают обороты на табло 100г включаешь плавный пуск обороты подымаются до 90г и тут же падают до 10г на табло 100г обороты 10г даже при стопе тоже самое сначала подём потом сброс и стоп и где же собака зарыта?

MosAic 19 September 2016 - 10:21

• Город: Москва
• Имя: Сергей

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

Сергей давай начнём сначала пошагово:включаем питание,на табло 50.0 нажимаем DSP на табло F00 набираем 06 регулировка частоты нажимаем DATA выстовляем 120 нажимаем DATA на табло F06 нажимаем DSP на табло 120 нажимаем ПУСК двигатель набирает обороты до100 г и тут же сбрасывает где то до 10 г. на табло 120 в чём причина что я делаю не так?

Саша, давай уточним. Двигатель у тебя под нагрузкой при этом или на валу вообще ничего нет? И еще что значит "тут же сбрасывает где то до 10 г. на табло 120"? Откуда ты взял 10? На глаз определил? Ведь говоришь на табло 120. Двигатель при этом начинает дрожать?

Ответ у меня уже есть с уверенностью 95%, но давай исключим оставшиеся 5%. Ответь пожалуйста на вопросы.

MosAic 19 September 2016 - 11:02

• Город: Москва
• Имя: Сергей

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

tyshchenko-59 , т. е. нагрузка все же есть. Как минимум это редуктор. Дело в том, что момент силы двигателя очень быстро уменьшается выше номинальной частоты двигателя. Если частота увеличена вдвое, то момент падает вчетверо. А ты, кстати, подключил мотор треугольником или не послушал меня?

Скорее всего происходит срыв зацепления ротора. Момент силы, противодействующий вращению двигателя, где-то на 100 Гц становится равен моменту силы двигателя. А при еще большей частоте превышает его и начинается котовасия. Надо увеличить момент двигателя. Во-первых в твоем случае обязательно треугольник, а потом уже остальные припарки меньшего значения.

BNC 19 September 2016 - 11:10

• Город: Иваново
• Имя: Александр

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

попробовал начать с заводских установок ф25-020, прямой пуск ф28-1 ,ф04-1 реверс частота ф06-120 ,управление пуск-стоп ф10-1, режим остонова ф14 -0 тормаз.Реверс заработал но проблема не пропала плавают обороты на табло 100г включаешь плавный пуск обороты подымаются до 90г и тут же падают до 10г на табло 100г обороты 10г даже при стопе тоже самое сначала подём потом сброс и стоп и где же собака зарыта?

Есть большое подозрение, что двигатель неисправен. Переведите в режим индикации тока и посмотрите. Вероятно идет ограничение по току. Хотя правильно пишут, может быть и опрокидывание.

MosAic 19 September 2016 - 11:20

• Город: Москва
• Имя: Сергей

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

Переведите в режим индикации тока и посмотрите.

К сожалению, этот частотник сильно упрощен. В нем нет возможности индикации тока. Только частота. Поскольку номинальное напряжение двигателя треугольником 260 В, а он подключен вообще звездой т. е. на 440 В, то при сетевом напряжении 220 В и номинальной мощности 0,13 кВт, скорее всего это именно опрокидывание. Сейчас поправит и поедем дальше.

BNC 19 September 2016 - 11:56

• Город: Иваново
• Имя: Александр

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

К сожалению, этот частотник сильно упрощен. В нем нет возможности индикации тока. Только частота. Поскольку номинальное напряжение двигателя треугольником 260 В, а он подключен вообще звездой т. е. на 440 В, то при сетевом напряжении 220 В и номинальной мощности 0,13 кВт, скорее всего это именно опрокидывание. Сейчас поправит и поедем дальше.

Просто был случай из практики. Вызвали - двигатель разгоняется и после разгона тормозится. Посмотрел ток, доходит до предела и идет ограничение. Обороты сбрасываются, ток в пределах, начинается опять разгон, цикл повторяется. Двиг. 50кВт. Приговору, двигатель в ремонт, им верить не хотелось. После моего ухода включили напрямую на 380. Потом позвонили и с каким-то восторгом рассказывали, как у них там бабахнуло. Бабахнуло, это синоним того, что они кричали в трубку.

MosAic 19 September 2016 - 12:33

• Город: Москва
• Имя: Сергей

Ликбез. Настройка преобразователя частоты.

Установку частотного преобразователя следует производить строго по инструкции. Особенно это важно для силовой части. Входные клеммы должны быть подключены только к фазам питающей сети, заземление к контуру заземления, а выходные клеммы – только к питаемому электродвигателю.

После подачи питания выбираем режим программирования, нажатием клавиши FUNC. Дисплей переходит в режим выбора функций. Клавишами со стрелками прокручиваем список функций (параметров), до тех пор, пока не появится та, значение которой мы хотим изменить. Повторное нажатие FUNC переключает редактор в режим установки значения параметров. Теперь стрелки работают на выбор требуемого значения. Прокрутив дисплей до требуемого значения, нажимаем кнопку STR. Автоматически попадаем на уровень выше и можем выбирать другую функцию. Повторное нажатие FUNC приведет к выходу в рабочий режим.

Сделаем настройки:

• A01 = 0 – частота вращения управляется с пульта клавишами
• A02 = 0 – двигатель запускается с пульта
• A03 = 50 – основная частота
• A04 = 50 – максимальная частота

Преобразователь будет работать от кнопок Run (запуск) и Stop (остановка). Во время работы на дисплее будет отображаться частота выходного напряжения. Частоту можно настраивать клавишами со стрелками, если выбрана функция F01.

Если двигатель работает и обороты регулируются, то можно настраивать контур обратной связи, если такой имеется и требуется его использование. В этом случае к клеммам аналогового входа подключается датчик сигнала обратной связи (например, давления), параметр A01 = 1. Все остальное зависит от конкретной конфигурации оборудования и требований к его работе.

Danfoss VLT HVAC

Имеет “мастер” (утилиту настройки) который облегчает подготовку двигателя к эксплуатации. При первом подключении включении двигателя, до подачи на него напряжения, на дисплее отображается ряд вопросов, на которые потребитель должен дать ответ при помощи выбора вариантов, прокручивая их кнопками направления. Необходимо подтвердить рабочую частоту сети; вид подключения двигателя: треугольник (delta), или звезда (grid); тип двигателя: асинхронный, синхронный.

Дальнейшие вопросы мастер предлагает в зависимости от типа выбранного двигателя. Для асинхронного двигателя надо указать его мощность, рабочее напряжение, частоту, ток, номинальную скорость – это все его паспортные, а не рабочие данные. Затем устанавливаются параметры скорости (лимиты) и разгона . После этого мастер спрашивает, нужна ли функция подхвата: “Active Flying start?” (для асинхронного двигателя), и т.д.

Убедившись, что включение в работу происходит нормально, то можно настраивать обратную связь, если это предусмотрено технологией оборудования, на которой двигатель будет эксплуатироваться.

Когда настройка производится для замкнутого контура регулирования, нужно выбрать другой мастер, тогда в меню Configuration Mode должен быть выбран параметр Closed Loop. (Дальше можно выбрать среди прочего источник сигнала обратной связи Feedback 1 Source и источник опорного сигнала Reference 2 Source. Это токовые входы 4-20 мА.)

При настройке контура обратной связи заданием является опорный сигнал (Reference) относительно которого работает компаратор контура. В зависимости от того, какую природу имеет управляющий сигнал (ток или напряжение) выбираются единицы измерения и устанавливаются пределы регулирования. Очень важно не ошибиться со знаком обратной связи – от этого будет зависеть реакция привода на сигнал ошибки. При “нормальном” регулировании сигнал обратной связи отрицательный и привод стабилизируется (в подавляющем большинстве применений требуется именно это), а при “инверсном” он ведет себя противоположным образом – либо идет “вразнос”, либо “сваливается”. Для управления скоростью этих процессов предназначены временные фильтры.

Также можно использовать ПИ регулятор и настроить привод под имеющуюся в механизме динамику. Пропорциональный коэффициент увеличивает быстродействие регулятора, однако, может привести к появлению колебаний скорости (рывков), которые даже могут оказаться незатухающими. То же самое происходит при уменьшении времени интегрирования. Оба параметра, по той причине, что динамика системы крайне редко поддается расчету, приходится подбирать опытным путем. (Лучше делать это методом половинного деления, так можно быстрее всего найти оптимальную точку на плоскости координат. Между прочим, оптимальные значения параметров ПИ-регулятора сами могут быть функцией какого-то состояния механизма).

Частотный преобразователь используется для изменения частоты напряжения, питающего трехфазный двигатель. Кроме того, частотник позволяет подключить трехфазный электрический двигатель к однофазной сети без потерь мощности. В случае, когда для этих целей применяются конденсаторы, последнее невыполнимо.

Подключение частотника предполагает размещение перед ним автоматического выключателя, работающего с током, равным номинальному (или ближайшему большему в ряду номинальных токов автоматов) потребляемому току двигателя. Если ПЧ адаптирован на работу от трехфазной сети, необходимо задействовать трехфазный автомат, имеющий общий рычаг. Такой подход позволяет в случае короткого замыкания одной из фаз оперативно обесточить и все остальные фазы. Характеристики тока срабатывания должны полностью соответствовать току одной фазы электрического двигателя. Если же частотник предназначен для однофазного питания, имеет смысл применить одинарный автомат, рассчитанный на утроенный ток одной фазы. В любом случае, установка частотника не должна осуществляется путем включения автоматов в разрыв нулевого или заземляющего провода. Здесь подключение выполняется только напрямую.

Далее настройка преобразователя частоты предусматривает присоединение его фазных проводов к соответствующим контактам электрического двигателя. Перед этим необходимо соединить в электродвигателе обмотки по схеме «треугольник» или «звезда». Конкретный тип соединения определяется характером напряжения, вырабатываемого непосредственно преобразователем частоты.

Как правило, на корпусе двигателя приведены два значения напряжения. В ситуации, когда вырабатываемому частотником напряжению соответствует меньшее из указанных, необходимо применить схему «треугольник». В противном случае обмотки соединяются по принципу «звезды».

Пульт управления, входящий в комплект поставки частотного преобразователя, располагают в удобном месте. Подключить его необходимо согласно схеме, приведенной в инструкции к ПЧ. Далее рукоятка устанавливается в нулевое положение и выполняется включение автомата. При этом на пульте загорается световой индикатор. Для работы преобразователя необходимо нажать кнопку «RUN» (запрограммировано по умолчанию). Затем необходимо немного повернуть рукоятку, чтобы электродвигатель начал постепенное вращение. В случае, если двигатель вращается в противоположную сторону, нажимается кнопка реверса. Далее следует настроить рукояткой необходимую частоту вращения. Важно учесть, что на пультах многих частотников отображается не частота вращения электрического двигателя (об/мин), а частота питающего электродвигатель напряжения, выраженная в герцах.