加速時(shí)間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時(shí)間,減速時(shí)間是指從最大頻率下降到0所需時(shí)間。通常用頻率設(shè)定信號(hào)上升、下降來(lái)確定加減速時(shí)間。在電動(dòng)機(jī)加速時(shí)須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過(guò)電流,減速時(shí)則限制下降率以防止過(guò)電壓。
加速時(shí)間設(shè)定將加速電流限制在變頻器過(guò)電流容量以下,不使過(guò)流失速而引起變頻器跳閘。
減速時(shí)間設(shè)定是防止平滑電路電壓過(guò)大,不使再生過(guò)壓失速而使變頻器跳閘。
加、減速時(shí)間是有公式可進(jìn)行計(jì)算的,舉個(gè)例:
以風(fēng)機(jī)、泵類(平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載)加速時(shí)間為例,其算式為:
給定加速時(shí)間≥gd的平方乘電機(jī)最大轉(zhuǎn)速/375乘最小加速轉(zhuǎn)矩
式中:
給定加速時(shí)間(s)
gd的平方----飛輪轉(zhuǎn)矩(kg.m的平方)
最小加速轉(zhuǎn)矩(kg.m)
從公式可看出公式復(fù)雜,且公式中有的數(shù)值在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)很難確定,這樣計(jì)算就難準(zhǔn)確,也就失去指導(dǎo)意義。
因此在調(diào)試中常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先設(shè)定較長(zhǎng)加減速時(shí)間,通過(guò)起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無(wú)過(guò)電流、過(guò)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。
加速時(shí)間就是從變頻器輸出頻率為零上升到最大頻率所需的時(shí)間,加速時(shí)間的定義如圖1 (a)所示。減速時(shí)間是指從變頻器輸出頻率從最大值下降到零所需的時(shí)間,減速時(shí)間的定義如圖1 (b)所示。在電動(dòng)機(jī)加速時(shí)須限制頻率的上升速率以防止加速過(guò)電流,減速時(shí)則限制頻率的下降速率以防止減速過(guò)電壓。
電動(dòng)機(jī)加速度dω/dt取決于加速轉(zhuǎn)矩(tt、t1),而變頻器在啟動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程中的頻率變化率則根據(jù)變頻調(diào)速系統(tǒng)的要求設(shè)置。若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j大或電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化率大,按預(yù)先設(shè)置加速時(shí),有可能出現(xiàn)加速轉(zhuǎn)矩不夠的現(xiàn)象,從而造成電動(dòng)機(jī)失速,即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不協(xié)調(diào),造成變頻器過(guò)電流或過(guò)電壓。因此,需要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和實(shí)際負(fù)載合理設(shè)置加、減速時(shí)間,以使變頻器的頻率變化率能與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化率相協(xié)調(diào)。系統(tǒng)的加、減速時(shí)間不宜設(shè)置得太長(zhǎng),因?yàn)闀r(shí)間太長(zhǎng)將影響生產(chǎn)效率,特別是變頻調(diào)速系統(tǒng)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)。
圖1 加、減速時(shí)間的定義
將加速電流限制在變頻器過(guò)電流容量以下,不使因過(guò)電流失速而引起變頻器跳閘。減速時(shí)間設(shè)置的要點(diǎn)是:防止平滑濾波電路的電壓過(guò)高,不使因再生過(guò)電壓而使變頻器跳閘。加、減速時(shí)間可根據(jù)負(fù)載計(jì)算出來(lái),但在調(diào)試中常按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)首先設(shè)置較長(zhǎng)的加、減速時(shí)間,通過(guò)啟、停電動(dòng)機(jī)觀察有無(wú)過(guò)電流、過(guò)電壓報(bào)警;然后將加、減速設(shè)置時(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。不同變頻器對(duì)加、減速時(shí)間的定義不完全一致,主要有以下兩種。
①變頻器的輸出頻率從零上升到基本頻率所需要的時(shí)間。
②變頻器的輸出頻率從零上升到最高頻率所需要的時(shí)間。
在通常情況下,變頻調(diào)速系統(tǒng)的最高頻率和基本頻率是一致的,在進(jìn)行加速或減速時(shí)間預(yù)置時(shí),應(yīng)該考慮加速或減速過(guò)程不是在零頻率與fba之間進(jìn)行的。因此,每個(gè)程序步的實(shí)際加速或減速時(shí)間并不等于預(yù)置的加速或減速時(shí)間。實(shí)際加速所需時(shí)間的計(jì)算方法如下。
實(shí)際加速時(shí)間△t1為
(1)
實(shí)際加速時(shí)間△t2為
(2)
式中:ta1、ta21為預(yù)置的加速時(shí)間。
對(duì)于某些生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備,出于生產(chǎn)工藝的需要,要求加、減速時(shí)間越短越好。對(duì)此,有的變頻器設(shè)置了加、減速時(shí)間的最小極限功能,其基本含義如下。
①最快加速方式。在加速過(guò)程中,使變頻器輸出電流保持在變頻器允許的極限狀態(tài)(ia≤150%/n,ia是加速電流,in是變頻器的額定電流)下,從而使加速過(guò)程最小化。
②最快減速方式。在減速過(guò)程中,使變頻器直流回路的電壓保持在變頻器允許的極限狀態(tài)(ud≤95% udh,ud是減速過(guò)程中的直流電壓,udh是直流電壓的上限值)下,從而使減速過(guò)程最小化。
③最優(yōu)加速方式。在加速過(guò)程中,使變頻器輸出電流保持在變頻器額定電流的120%(ia≤120%/n),使加速過(guò)程最優(yōu)化。
④最優(yōu)減速方式。在減速過(guò)程中,使變頻器直流回路的電壓保持在直流電壓上限值的93% (ud≤93% udh),使減速過(guò)程最優(yōu)化。