在通用變頻器組成的調速系統中，經常遇到因轉矩提升功能設定錯誤而造成起動失敗的問題，而安裝調試人員常因找不到問題的原因而釆用錯誤方法解決，往往造成資金浪費、延誤工期或給系統留下保護缺陷等損失，現結合幾個典型事例就轉矩提升功能設定討論。

1、因轉矩提升功能設定錯誤造成的故障
通用變頻器一般都具有轉矩提升功能，不同品牌產品的功能含義有所不同，如富士產品定義了轉矩提升1和轉矩提升2；美國A-B公司產品則定義了直流升壓、起動升壓、運行升壓、和運行/加速升壓。在轉矩提升功能中，有許多提升模式供用戶選擇，同一廠家不同系列的產品，其出廠設定有所不同，如果系統調試時忽視了轉矩提升參數的設定修改，當負載起動轉矩較大時，將導致過流跳閘，造成起動失敗。

①泵類負載因工藝條件變化引起的起動失敗
山鋁第二鋁廠管道化容出工程料漿泵系統試車，兩臺料漿泵選用固液兩相流渣泵，配用90kW電機，額定電流164A ，選用富士FRN90P9S-4CE變頻器，額定電流176A，供應商負責調試，起動時約在12Hz時電機堵轉，隨后過流跳閘，起動失敗數次，兩臺泵結果相同，后來，調試者將電機過載值由164A增加到185A，電機完成起動，筆者得知這一情況后，認為這種做法是錯誤的，由此造成了電動機過載保護缺陷(已超過變頻器額定電 流)，可能因此造成較大損失，調出設定參數，得知變頻器功能碼(LCD顯示)07轉矩提升1保持了出廠設定值0.1，轉矩提升功能設定為強減轉矩特性，按常規該設定能夠滿足泵類負載的起動要求，但經過調查，該系統因工藝流程影響，泵的出口存有初始壓力，致使料漿泵起動力矩增大，造成電機起動失敗，后將轉矩提升碼改設為0.0，選擇了自動轉矩提升模式，電機起動正常。

②恒轉矩負載應正確選擇轉矩提升曲線
山鋁氧化鋁廠引進德國貝爾公司的平盤過濾機，傳動電機15kW，配用富士FRN22G9S變頻器控制，國內設備配套商調試，試車時因轉矩提升設置過高發生過載保護(實際負載轉矩較小)，該調試人員亦釆取增大過載值的方法，提高過載定值1.5倍，完成起動。后改為自動轉矩提升設定后，變頻器在起動過程中能夠根據負載情況自動給出提升值，高質量地完成起動過程，并保證了電機過載定值不大于電機的額定電流。

③轉矩提升設定對特殊負載起動的重要性
在某變頻技術學術交流會上，據深圳某公司(經銷進口變頻器)工程技術專家介紹，該公司參加的山鋁水泥廠4#水泥回轉窯技術改造中，將63.6×65m水泥回轉窯由直流傳動改為交流傳動，把原直流電機Z2-111型155kW電機改為Y315L2-8型110kW電機，選用美國A-B公司1336S-B250HP變頻器控制，試車時，水泥窯起動正常，但下料后停車再起動時，約在10Hz左右總是因電機堵轉造成過流跳閘，最大電流高達530A，調試人員分析認為，其原因是水泥窯帶 物料起動時因物料堆積角大，起動時造成負載偏心，増大了回轉窯的起動阻轉矩所致，遂調整V/F圖在37Hz時輸出額定電壓，起動成功，但完成起動后變頻器進入恒功率運行，因電機磁通過大導致電機鐵芯飽和發熱，20Hz時電流高達380A，無功電流約占80%，為使電機正常運行，調試人員釆取了水泥窯起動后將V/F圖調整復原的方法加以解決，但是，因水泥窯工藝需要，經常臨時停窯，反復調整V/F圖很不方便，為此，該公司技術人員聯系美國A-B公司編制專用軟件，以克服這一技術難題，開拓回轉窯應用變頻調速技術的廣闊市場，但A-B公司因投資過高沒有采納，在此情況下，該技術人員與某院校合作，提出了利用PLC參與控制，設置9種起動頻率組合，起動后利用按鈕 改變運行曲線的控制方案，以此滿足回轉窯變頻調速的控制需要。筆者根據多年來回轉窯施工的經驗，會后與發言人進行了研討，證明了其對回轉窯起動過程分析的錯誤和最終控制方案的不經濟性。

筆者早在1986年山鋁氧化鋁廠6#熟料窯建設工程中，曾經對回轉窯的起動特性、運行狀況做過測試分析，該回轉窯(φ4.5×90m)選用2臺ZD2-132-1B 200kW/440V直流電機傳動，起動后正常運行負荷只有30%，電機的富裕容量主要用于克服回轉窯(轉動慣量很大)短時的起動阻轉矩，造成了很大的資金及能源浪費，因此，只要能夠有效提高電機的起動轉矩，回轉窯傳動電機的容量是可以大幅度減小的。對變頻調速系統而言，其低頻段(約1/3基頻)輸 出電壓很低，輸出轉矩過小，是調速系統起動失敗的主要原因，為此，變頻器制造商在此區間設置了有效的轉矩提升功能(通過提高輸出電壓實現)，當轉矩提升設定不能滿足電機所需起動轉矩時，將產生過流，變頻器檢測計時，達到設定后封鎖輸出，起動失敗。可以證明，回轉窯運行時，在揚料板的作用下物料始終分布在一側，負載轉矩與起動時相差不大而與物料堆積角關系不大，4#水泥窯起動失敗時，變頻器始終在同一頻率下保護動作，但起動時間設定相差很大，每次物料所達到的高度也不相同，因此，水泥窯起動失敗的主要原因，并不是發言人所說的因物料堆積造成負荷偏心使窯體轉到一定角度時，引起該點負載起動轉矩過大而過流跳閘，而是變頻器低速時起動提升轉矩過小，起動過程中不足以克服物料偏心和窯體熱彎產生的附加阻力矩，造成負載下起動失敗。

對于選用PLC參與控制的方案，是很不經濟的，筆者認為，只要在1/3基頻以下的低速區間設置足夠的轉矩提升，在其他頻率段基本保持恒轉矩下V/F曲線的斜率，是能夠圓滿完成回轉窯調速控制的。后經了解，水泥廠的技術人員在4#窯運行2個月后，通過反復試驗調整轉矩提升參數，順利地解決了這一問題。目前，系統已正常運行了半年，控制簡單，節能顯著。

2、不同負載采用變頻調速時的起動過程特點及轉矩提升設定
由于變頻器的變頻變壓特性，使得系統對不同負載的起動各有特點，在設定轉矩提升時，應事先分析起動過程特點，利用監視器顯示起動電流，邊確認邊調節，一般在滿足起動要求的情況下，提升值越小越好，這樣做可減小對系統的沖擊或避免造成過流保護。

①通風機負載也稱平方轉矩(轉矩與速度的平方成反比)負載， 起動條件良好，一般制造商都提供了由弱到強多種減負載特性曲線供用戶選擇，可按2中原則設定，但對于系統出口存在初始正壓的通風機負載，應考慮附加負載轉矩的影響，減小減轉矩幅值。

②恒轉矩負載近似理想的恒轉矩負載，因其負載轉矩為一恒定值，故按其實際負載轉矩的大小在一族恒定斜率的V/F曲線中設定適當的轉矩提升即可。

③特殊負載回轉窯性質的負載，正常運行時是一大轉動貫量的恒轉矩負載，但是，其帶物料熱態下的起動過程中，由于物料偏心和窯體輕微熱彎的作用，此時的負載轉矩是一與時間有關的復合性轉矩，并由此使系統的起動條件惡化，正是回轉窯熱態起動的這種特殊性，使許多業內人士束手無策，望而卻步，這也是變頻調速推廣應用十年來，至今沒在回轉窯拖動中推廣應用的關鍵所在。

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

3、變頻器轉矩提升設定應當注意的問題
①對起動條件差的傳動系統，選用變頻器時應注意核查待選品牌、規格變頻器的轉矩提升功能能否滿足系統要求，其確定的恒轉矩U/F曲線是否斜率可變，以免因選型有誤造成損失，這一點對電機可能在低速區(1/3基頻以下)長時間運 行時尤為重要。
 ②在設定變頻器轉矩提升功能時，要事先分析負載的轉矩特性和起動條件，選擇相應的提升(減弱)方式，設定時應根據監視器顯示的起動電流狀況，邊確認邊調節，使系統處于最佳起動狀態。
③系統在起動過程中跳閘，應注意區分起動加速時間是否合適、機械負荷是否過大(機械制動作用)等原因，然后確定轉矩提升的設定。
④在轉矩提升設定時，應注意在滿足起動要求的情況下，盡量減少提升量，避免對系統造成沖擊和產生過流現象。
作者：姜樸(山東鋁業工程有限公司)、張晶(山東鋁業公司動力廠)

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