在通用變頻器組成的調(diào)速系統(tǒng)中，經(jīng)常遇到因轉(zhuǎn)矩提升功能設(shè)定錯(cuò)誤而造成起動(dòng)失敗的問(wèn)題，而安裝調(diào)試人員常因找不到問(wèn)題的原因而釆用錯(cuò)誤方法解決，往往造成資金浪費(fèi)、延誤工期或給系統(tǒng)留下保護(hù)缺陷等損失，現(xiàn)結(jié)合幾個(gè)典型事例就轉(zhuǎn)矩提升功能設(shè)定討論。

1、因轉(zhuǎn)矩提升功能設(shè)定錯(cuò)誤造成的故障
通用變頻器一般都具有轉(zhuǎn)矩提升功能，不同品牌產(chǎn)品的功能含義有所不同，如富士產(chǎn)品定義了轉(zhuǎn)矩提升1和轉(zhuǎn)矩提升2；美國(guó)A-B公司產(chǎn)品則定義了直流升壓、起動(dòng)升壓、運(yùn)行升壓、和運(yùn)行/加速升壓。在轉(zhuǎn)矩提升功能中，有許多提升模式供用戶選擇，同一廠家不同系列的產(chǎn)品，其出廠設(shè)定有所不同，如果系統(tǒng)調(diào)試時(shí)忽視了轉(zhuǎn)矩提升參數(shù)的設(shè)定修改，當(dāng)負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，將導(dǎo)致過(guò)流跳閘，造成起動(dòng)失敗。

①泵類負(fù)載因工藝條件變化引起的起動(dòng)失敗
山鋁第二鋁廠管道化容出工程料漿泵系統(tǒng)試車，兩臺(tái)料漿泵選用固液兩相流渣泵，配用90kW電機(jī)，額定電流164A ，選用富士FRN90P9S-4CE變頻器，額定電流176A，供應(yīng)商負(fù)責(zé)調(diào)試，起動(dòng)時(shí)約在12Hz時(shí)電機(jī)堵轉(zhuǎn)，隨后過(guò)流跳閘，起動(dòng)失敗數(shù)次，兩臺(tái)泵結(jié)果相同，后來(lái)，調(diào)試者將電機(jī)過(guò)載值由164A增加到185A，電機(jī)完成起動(dòng)，筆者得知這一情況后，認(rèn)為這種做法是錯(cuò)誤的，由此造成了電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)缺陷(已超過(guò)變頻器額定電 流)，可能因此造成較大損失，調(diào)出設(shè)定參數(shù)，得知變頻器功能碼(LCD顯示)07轉(zhuǎn)矩提升1保持了出廠設(shè)定值0.1，轉(zhuǎn)矩提升功能設(shè)定為強(qiáng)減轉(zhuǎn)矩特性，按常規(guī)該設(shè)定能夠滿足泵類負(fù)載的起動(dòng)要求，但經(jīng)過(guò)調(diào)查，該系統(tǒng)因工藝流程影響，泵的出口存有初始?jí)毫?，致使料漿泵起動(dòng)力矩增大，造成電機(jī)起動(dòng)失敗，后將轉(zhuǎn)矩提升碼改設(shè)為0.0，選擇了自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升模式，電機(jī)起動(dòng)正常。

②恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載應(yīng)正確選擇轉(zhuǎn)矩提升曲線
山鋁氧化鋁廠引進(jìn)德國(guó)貝爾公司的平盤過(guò)濾機(jī)，傳動(dòng)電機(jī)15kW，配用富士FRN22G9S變頻器控制，國(guó)內(nèi)設(shè)備配套商調(diào)試，試車時(shí)因轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置過(guò)高發(fā)生過(guò)載保護(hù)(實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小)，該調(diào)試人員亦釆取增大過(guò)載值的方法，提高過(guò)載定值1.5倍，完成起動(dòng)。后改為自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定后，變頻器在起動(dòng)過(guò)程中能夠根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)給出提升值，高質(zhì)量地完成起動(dòng)過(guò)程，并保證了電機(jī)過(guò)載定值不大于電機(jī)的額定電流。

③轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定對(duì)特殊負(fù)載起動(dòng)的重要性
在某變頻技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)上，據(jù)深圳某公司(經(jīng)銷進(jìn)口變頻器)工程技術(shù)專家介紹，該公司參加的山鋁水泥廠4#水泥回轉(zhuǎn)窯技術(shù)改造中，將63.6×65m水泥回轉(zhuǎn)窯由直流傳動(dòng)改為交流傳動(dòng)，把原直流電機(jī)Z2-111型155kW電機(jī)改為Y315L2-8型110kW電機(jī)，選用美國(guó)A-B公司1336S-B250HP變頻器控制，試車時(shí)，水泥窯起動(dòng)正常，但下料后停車再起動(dòng)時(shí)，約在10Hz左右總是因電機(jī)堵轉(zhuǎn)造成過(guò)流跳閘，最大電流高達(dá)530A，調(diào)試人員分析認(rèn)為，其原因是水泥窯帶 物料起動(dòng)時(shí)因物料堆積角大，起動(dòng)時(shí)造成負(fù)載偏心，増大了回轉(zhuǎn)窯的起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩所致，遂調(diào)整V/F圖在37Hz時(shí)輸出額定電壓，起動(dòng)成功，但完成起動(dòng)后變頻器進(jìn)入恒功率運(yùn)行，因電機(jī)磁通過(guò)大導(dǎo)致電機(jī)鐵芯飽和發(fā)熱，20Hz時(shí)電流高達(dá)380A，無(wú)功電流約占80%，為使電機(jī)正常運(yùn)行，調(diào)試人員釆取了水泥窯起動(dòng)后將V/F圖調(diào)整復(fù)原的方法加以解決，但是，因水泥窯工藝需要，經(jīng)常臨時(shí)停窯，反復(fù)調(diào)整V/F圖很不方便，為此，該公司技術(shù)人員聯(lián)系美國(guó)A-B公司編制專用軟件，以克服這一技術(shù)難題，開(kāi)拓回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的廣闊市場(chǎng)，但A-B公司因投資過(guò)高沒(méi)有采納，在此情況下，該技術(shù)人員與某院校合作，提出了利用PLC參與控制，設(shè)置9種起動(dòng)頻率組合，起動(dòng)后利用按鈕 改變運(yùn)行曲線的控制方案，以此滿足回轉(zhuǎn)窯變頻調(diào)速的控制需要。筆者根據(jù)多年來(lái)回轉(zhuǎn)窯施工的經(jīng)驗(yàn)，會(huì)后與發(fā)言人進(jìn)行了研討，證明了其對(duì)回轉(zhuǎn)窯起動(dòng)過(guò)程分析的錯(cuò)誤和最終控制方案的不經(jīng)濟(jì)性。

筆者早在1986年山鋁氧化鋁廠6#熟料窯建設(shè)工程中，曾經(jīng)對(duì)回轉(zhuǎn)窯的起動(dòng)特性、運(yùn)行狀況做過(guò)測(cè)試分析，該回轉(zhuǎn)窯(φ4.5×90m)選用2臺(tái)ZD2-132-1B 200kW/440V直流電機(jī)傳動(dòng)，起動(dòng)后正常運(yùn)行負(fù)荷只有30%，電機(jī)的富裕容量主要用于克服回轉(zhuǎn)窯(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大)短時(shí)的起動(dòng)阻轉(zhuǎn)矩，造成了很大的資金及能源浪費(fèi)，因此，只要能夠有效提高電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，回轉(zhuǎn)窯傳動(dòng)電機(jī)的容量是可以大幅度減小的。對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)而言，其低頻段(約1/3基頻)輸 出電壓很低，輸出轉(zhuǎn)矩過(guò)小，是調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)失敗的主要原因，為此，變頻器制造商在此區(qū)間設(shè)置了有效的轉(zhuǎn)矩提升功能(通過(guò)提高輸出電壓實(shí)現(xiàn))，當(dāng)轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定不能滿足電機(jī)所需起動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，將產(chǎn)生過(guò)流，變頻器檢測(cè)計(jì)時(shí)，達(dá)到設(shè)定后封鎖輸出，起動(dòng)失敗?？梢宰C明，回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行時(shí)，在揚(yáng)料板的作用下物料始終分布在一側(cè)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與起動(dòng)時(shí)相差不大而與物料堆積角關(guān)系不大，4#水泥窯起動(dòng)失敗時(shí)，變頻器始終在同一頻率下保護(hù)動(dòng)作，但起動(dòng)時(shí)間設(shè)定相差很大，每次物料所達(dá)到的高度也不相同，因此，水泥窯起動(dòng)失敗的主要原因，并不是發(fā)言人所說(shuō)的因物料堆積造成負(fù)荷偏心使窯體轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，引起該點(diǎn)負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩過(guò)大而過(guò)流跳閘，而是變頻器低速時(shí)起動(dòng)提升轉(zhuǎn)矩過(guò)小，起動(dòng)過(guò)程中不足以克服物料偏心和窯體熱彎產(chǎn)生的附加阻力矩，造成負(fù)載下起動(dòng)失敗。

對(duì)于選用PLC參與控制的方案，是很不經(jīng)濟(jì)的，筆者認(rèn)為，只要在1/3基頻以下的低速區(qū)間設(shè)置足夠的轉(zhuǎn)矩提升，在其他頻率段基本保持恒轉(zhuǎn)矩下V/F曲線的斜率，是能夠圓滿完成回轉(zhuǎn)窯調(diào)速控制的。后經(jīng)了解，水泥廠的技術(shù)人員在4#窯運(yùn)行2個(gè)月后，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)調(diào)整轉(zhuǎn)矩提升參數(shù)，順利地解決了這一問(wèn)題。目前，系統(tǒng)已正常運(yùn)行了半年，控制簡(jiǎn)單，節(jié)能顯著。

2、不同負(fù)載采用變頻調(diào)速時(shí)的起動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)及轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定
由于變頻器的變頻變壓特性，使得系統(tǒng)對(duì)不同負(fù)載的起動(dòng)各有特點(diǎn)，在設(shè)定轉(zhuǎn)矩提升時(shí)，應(yīng)事先分析起動(dòng)過(guò)程特點(diǎn)，利用監(jiān)視器顯示起動(dòng)電流，邊確認(rèn)邊調(diào)節(jié)，一般在滿足起動(dòng)要求的情況下，提升值越小越好，這樣做可減小對(duì)系統(tǒng)的沖擊或避免造成過(guò)流保護(hù)。

①通風(fēng)機(jī)負(fù)載也稱平方轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩與速度的平方成反比)負(fù)載， 起動(dòng)條件良好，一般制造商都提供了由弱到強(qiáng)多種減負(fù)載特性曲線供用戶選擇，可按2中原則設(shè)定，但對(duì)于系統(tǒng)出口存在初始正壓的通風(fēng)機(jī)負(fù)載，應(yīng)考慮附加負(fù)載轉(zhuǎn)矩的影響，減小減轉(zhuǎn)矩幅值。

②恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載近似理想的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因其負(fù)載轉(zhuǎn)矩為一恒定值，故按其實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小在一族恒定斜率的V/F曲線中設(shè)定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩提升即可。

③特殊負(fù)載回轉(zhuǎn)窯性質(zhì)的負(fù)載，正常運(yùn)行時(shí)是一大轉(zhuǎn)動(dòng)貫量的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，但是，其帶物料熱態(tài)下的起動(dòng)過(guò)程中，由于物料偏心和窯體輕微熱彎的作用，此時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩是一與時(shí)間有關(guān)的復(fù)合性轉(zhuǎn)矩，并由此使系統(tǒng)的起動(dòng)條件惡化，正是回轉(zhuǎn)窯熱態(tài)起動(dòng)的這種特殊性，使許多業(yè)內(nèi)人士束手無(wú)策，望而卻步，這也是變頻調(diào)速推廣應(yīng)用十年來(lái)，至今沒(méi)在回轉(zhuǎn)窯拖動(dòng)中推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

由上述分析可知，要解決回轉(zhuǎn)窯熱態(tài)起動(dòng)困難與其調(diào)速范圍廣、正常運(yùn)行要求節(jié)能的矛盾，就要充分了解負(fù)載在各種起動(dòng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩特性，選用具有較高轉(zhuǎn)矩提升性能的變頻器(一般變頻器在設(shè)定轉(zhuǎn)矩提升時(shí)，電壓提升通常在10%及以下：如明電THY-FREC-VT210S的提升只有5%，有的變頻器對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的提升，V/f曲線是一族不同斜率的直線，難以滿足回轉(zhuǎn)窯類負(fù)載的起動(dòng)、節(jié)能運(yùn)行要求)，合理設(shè)定不同頻率(轉(zhuǎn)速)段的V/F曲線斜率，從而滿足回轉(zhuǎn)窯起動(dòng)、大范圍調(diào)速和節(jié)能運(yùn)行的要求(有些品牌的變頻器，低頻段提升電壓可高達(dá)20%）。目前，有些變頻器具備了轉(zhuǎn)矩自動(dòng)提升功能，可望較好的解決這個(gè)問(wèn)題。

3、變頻器轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題
①對(duì)起動(dòng)條件差的傳動(dòng)系統(tǒng)，選用變頻器時(shí)應(yīng)注意核查待選品牌、規(guī)格變頻器的轉(zhuǎn)矩提升功能能否滿足系統(tǒng)要求，其確定的恒轉(zhuǎn)矩U/F曲線是否斜率可變，以免因選型有誤造成損失，這一點(diǎn)對(duì)電機(jī)可能在低速區(qū)(1/3基頻以下)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn) 行時(shí)尤為重要。
 ②在設(shè)定變頻器轉(zhuǎn)矩提升功能時(shí)，要事先分析負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性和起動(dòng)條件，選擇相應(yīng)的提升(減弱)方式，設(shè)定時(shí)應(yīng)根據(jù)監(jiān)視器顯示的起動(dòng)電流狀況，邊確認(rèn)邊調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)處于最佳起動(dòng)狀態(tài)。
③系統(tǒng)在起動(dòng)過(guò)程中跳閘，應(yīng)注意區(qū)分起動(dòng)加速時(shí)間是否合適、機(jī)械負(fù)荷是否過(guò)大(機(jī)械制動(dòng)作用)等原因，然后確定轉(zhuǎn)矩提升的設(shè)定。
④在轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定時(shí)，應(yīng)注意在滿足起動(dòng)要求的情況下，盡量減少提升量，避免對(duì)系統(tǒng)造成沖擊和產(chǎn)生過(guò)流現(xiàn)象。
作者：姜樸(山東鋁業(yè)工程有限公司)、張晶(山東鋁業(yè)公司動(dòng)力廠)

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