1 引言
随着电力电子技术、自动控制技术、计算机技术的飞速发展，各类低压变频器的控制功能和控制技术性能得到了快速提升，相应地带来了变频器的各种控制功能和大量名目繁多的相关控制参数，参数的选择与参数的设置就显得相当的重要和复杂。那么，如何从应用场合需求的角度来选择控制方式并正确的设置相关参数，就不再是建立在对参数的孤立记忆与理解之上了，而是要求技术人员有全面的系统分析与解决实际问题的能力。
通常，面对一个特定的变频器应用场合，应按照：提出问题→分析问题→解决问题的思路进行，为此，首先要将应用需求和实际工矿环境信息、数据加以收集、整理（这实际上就是提出问题），避免实际需求功能的重复和遗漏，需求功能的遗漏会最终造成无法完整地实现目标，而需求功能的重复是一种表象，容易导入混乱，需要技术人员从功能性特征的角度去加以归并；其次，将这些需求归类为对变频器功能指标的具体需求（这就是分析问题），这时还不需要考虑这些归类后的需求到底要依靠哪个或哪些具体参数功能，而只需要考虑需求归类的完整性、合理性与可行性，尽量减少需求归类后各个功能需求中交叉现场的出现；最后，将归类后的功能需求逐个分解为对变频器某些特定的、具体的参数的设置需求（这就是解决问题），即按这些需求去寻找具体的参数功能，这样当你在选择变频器时就能很快判断该变频器的选择是否能满足总体需求，而进一步知道该在这个变频器上设置哪些具体的参数。
本文将从控制功能需求分析角度出发，力求通过对不同功能的需求分析，介绍如何来选择控制方式、控制参数以及这些参数的功能设定。主要从提出问题、分析问题的角度进行设计方案规划阐述，以期能够获得一些应用启发，与大家商榷。
2 基本参数功能介绍
变频器的变频、变压调节功能（也称V/F特性）是其区别于其它电子设备的根本性特征，因此，频率、电压等相关参数是每个变频器最基本的参数，撇开各自名称的不同，其主要的基本参数如下：
（1）基本频率
是指变频器输出额定电压时所对应的频率值，有时也称为额定频率。通常按照图1(a)所示的设置就可以满足V/F特性需求，即将电机的额定数据（额定电压380V、额定频率50Hz）作为该参数的值，这时斜线①的斜率K=380/50=7.6,它的V/F关系相当于直线方程V=7.6F。但也有例外，比如：当我们试图使用一个变频器去驱动1台3相50Hz AC220V的电机时，就需要按图1(b)中的斜线②来设置而不能再按斜线①设置参数。
（2）转折频率
是指变频器在该转折点的输出电压已经达到额定电压参数所设置的电压数值，在这点以后的输出频率运行段都不再增加其输出电压，即输出电压将维持在这个电压值不变。在图1(b)中，对于斜线①来说，其V/F的转折频率点是A点；对于斜线②来说，其V/F的转折频率点是C点。通常，我们将转折频率值设置与基本频率值相同，以便在变频器输出频率达到基本频率后，使变频器的输出电压维持在额定电压不变。如图1(a)所示。
图1 变频器部分基本参数特性图
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（3）启动频率
是指变频器开始有电压输出时所对应的频率。在变频器启动过程中,当变频器的输出频率还没达到启动频率设定值时,变频器就不会输出电压。通常,为确保电机的启动转矩,可通过设定合适的启动频率来实现。
（4）上下限频率
上限频率、下限频率有时也被分别称为输出频率上限、输出频率下限。顾名思义,这个参数是对变频器运行时输出频率的一种限制。需要注意的是,在变频器启动过程中,输出频率下限是不起作用的。例如:在图1(a)中当变频器正处于从E点到A点的启动过程中时，尽管设置了输出频率下限D点，但ED段仍然有频率和电压输出。只有当变频器已经在DA段运行时，就再也不能进入DE段运行了。在图1(c)中的H点就更直观地反映了这种情况。输出频率上限值的设定将使变频器的实际运行频率输出值永远小于该设定值，哪怕是给定频率值超越了上限输出频率，变频器也不会出现实际输出频率超越上限输出频率限制的情况。通常情况下，我们设定“上限输出频率值≥额定频率值”，如图1(a)所示，这样就可以实现电机在超越额定速度的状态下运行。但，在图1(d)中却发现了“上限输出频率值≤额定频率值”的相反情况。那么，在什么情形下才要这样的参数设置应用呢？例如：对于一个轻负载和低启动转矩的“小马拉大车”变转矩负载应用系统或者对于扬程、流量等有输出限定的节能控制应用场合。对于前者，只要“小马”（变频器标称额定输出功率小于电机的额定功率）能够让电机得以顺利启动，那么，就可以通过这种方法来使电机始终运行在其输出功率小于等于变频器标称额定功率范围内，从而达到“小马拉大车”的应用实现。对于后者，可以作为“1+1≤1”的节能优化控制判断点（控制器通过对上限输出频率到达点的判断，来决定此时是选择继续以单台泵提升输出频率方式变频运行，还是以2台泵同时变频运行），假定：有这样的2套完全一样的水泵电机，其电机额定功率为45kW，水泵额定流量320m3/h。若当前系统实际仅需要流量256m3/h，那么只需要1套水泵电机以40Hz的频率运行就可以满足需求，此时，电机实际消耗功率约需要24kW。若此时系统实际需求流量需要增加到305m3/h时，那么该电机必须以约48Hz的频率运行来满足此时的流量需求，那么，此时该电机实际消耗功率约为40kW。现在让我们同样在系统实际需求流量为305m3/h时，改变仅1#泵变频运行的这种习惯，让系统在需求流量大于288m3/h时就转换为2套电机水泵系统同时变频运行状态，为了同样达到305m3/h的实际系统流量需求，那么2套电机水泵系统就必须同时按输出频率约24Hz的频率运行，那么，此时2套水泵电机各自仅需要消耗约6kW的输出功率，即累计消耗功率小于12kW。可见此时2套泵同时变频运行要远比单套水泵电机运行时所消耗的功率40kW要小很多。此就是“1+1≤1”的节能优化运行控制。关于详细的功率计算对比，请参阅本人发表在2005年05月的《变频器世界》的“中央空调系统变频节能改造控制技术的分析与实现”一文相关章节的内容。
除以上几个与频率相关的基本参数外，还有一个最大、最小频率的概念，它是对应最大、最小频率给定值的一个范畴参数，通常我们将以上几个频率参数都设定在这两个参数的范围内，如图1(d)所示。
图2 典型应用案例图
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（5）转矩补偿
变频器将电机在一定时间内从静止状态驱动到一定的运转速度，需要克服机械装置的静态转矩阻力和运行加速度转矩阻力。由于电机在低速时激磁电压降低，为此，需要补偿电机的欠激磁状态，使电机低速运行时转矩增强（V/F特性增强，也即V/F在低频段的斜率增大），以此来克服这2种转矩阻力。图1(b)中的斜线③是对斜线①的转矩补偿作用后的结果。需要指出，转矩补偿值较大时，容易导致低速时电机发生过激磁状态，按这种状态连续运行时，电机可能会发生快速发热现象，危害电机的安全运行；同时，转矩补偿值过大时，也容易产生启动阶段过压甚至过流故障发生。转矩补偿值的大小应该以满足电机启动需求的最小值为较好。
本文关键字：变频器 标准规程，变频技术 - 标准规程
