淺談變頻器在工業(yè)上的應(yīng)用

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。變頻器由于性能穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保、性價(jià)比高，在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，它為交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備大范圍、高質(zhì)量地調(diào)速提供了全新的方案，所以，采用交流變頻調(diào)速是現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的主流。

關(guān)鍵詞：變頻器；工業(yè)應(yīng)用

為了更好的應(yīng)用好變頻器，先大致介紹一下變頻器的原理、變頻器的控制方式及負(fù)載類型及特性。只有掌握這些才能更高更好的發(fā)揮出變頻器的特性，更好的驅(qū)動(dòng)負(fù)載高效節(jié)能的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行。

⑴變頻器原理，變頻器是將恒壓恒頻道交流電轉(zhuǎn)變?yōu)樽儔鹤冾l的交流電的裝置，以滿足交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的需要?，F(xiàn)在通常使用的是交-直-交變頻器，交-直-交變頻器先將工頻交流電整流變成直流電，在通過(guò)逆變器將直流電換成可控制的頻率和交流電壓已達(dá)到變頻調(diào)速的目的。

⑵變頻器的控制方式包括恒壓頻比控制方式、轉(zhuǎn)差頻率發(fā)、矢量控制技術(shù)、直接轉(zhuǎn)矩控制等，壓頻比（U/f）控制又分為基頻以上調(diào)速和基頻以下調(diào)速。

⑶負(fù)載類型分為恒轉(zhuǎn)矩、變轉(zhuǎn)矩和恒功率等負(fù)載。1）恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械負(fù)載是直負(fù)載轉(zhuǎn)矩不隨負(fù)載轉(zhuǎn)速而變化的機(jī)械負(fù)載。2）變轉(zhuǎn)矩負(fù)載是直轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方的關(guān)系。如離心式風(fēng)機(jī)和泵類。3）恒功率負(fù)載指負(fù)載輕時(shí)高速運(yùn)動(dòng)，負(fù)載重時(shí)低俗運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度成反比。

在我以前的調(diào)試中與遇到過(guò)類似的負(fù)載類型，配合變頻器的使用詳細(xì)介紹一下：

項(xiàng)目一、高爐爐渣過(guò)濾的?；?、脫水器變頻的應(yīng)用

⑴電氣設(shè)備的配置

?；骱兔撍麟姎饪刂葡到y(tǒng)由3面GGD柜、1面操作臺(tái)、2個(gè)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)旁箱組成，GGD柜有一面是進(jìn)線柜，另外兩面分別是脫水器和?；鞯淖冾l控制柜，現(xiàn)場(chǎng)脫水器電機(jī)為75KW，?；麟姍C(jī)為45KW，根據(jù)電機(jī)容量選用富士FRN90G1S-4C和FRN55G1S-4C型號(hào)的變頻器；并分別配有進(jìn)線接觸器，出現(xiàn)電抗器及制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻，以滿足工藝要求。

⑵變頻器的設(shè)置及調(diào)試

1）按照?qǐng)D紙檢測(cè)變頻器接線是否正確，確認(rèn)無(wú)誤后上電

2）設(shè)置變頻器參數(shù)，以下參數(shù)是針對(duì)電氣圖紙要求及生產(chǎn)工藝要求設(shè)置的參數(shù)：

a.F01：1 b.F02：1

c.F03：100HZ d.F04：50HZ

e.F05：380V f.F06：380V

g.F07：25S h.F08：25S

i.F15：60HZ j.F37：1 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

k.F42：V/F控制 沒(méi)有滑差補(bǔ)償

l.E03： 報(bào)警復(fù)位 m.E27： 99

n.E34 過(guò)載報(bào)警：額定電流

o.P01 4級(jí)電機(jī) p.P02 電機(jī)功率

r.P03 額定電流 s.E52 2 全菜單模式

t.制動(dòng)電阻再生制動(dòng)選擇

u.模擬量分配4～20mA

按照以上的參數(shù)設(shè)置變頻器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足了生產(chǎn)工藝要求。

所以了解負(fù)載特性是很重要的，能夠準(zhǔn)確的設(shè)置好變頻器的參數(shù)去更好的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，粒化器和脫水器負(fù)載是直負(fù)載轉(zhuǎn)矩不隨負(fù)載轉(zhuǎn)速而變化的機(jī)械負(fù)載，所以我選用了V/F控制的方；其他的設(shè)置是按照?qǐng)D紙上的要求分別對(duì)應(yīng)參數(shù)設(shè)置的，如選用端子控制模式；現(xiàn)場(chǎng)電位器控制變頻器的調(diào)速；按鈕復(fù)位變頻器故障；制動(dòng)電阻的選；模擬信號(hào)的輸出方式；電機(jī)銘牌參數(shù)；加減速時(shí)間等。按照負(fù)載的大小設(shè)置加減速的時(shí)間，減速時(shí)間也不要設(shè)置過(guò)短，否則可能產(chǎn)生制動(dòng)過(guò)速的故障。

當(dāng)以上的參數(shù)設(shè)置完畢后，在進(jìn)行空車實(shí)驗(yàn)，及讓電機(jī)不帶負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)，看看是否你設(shè)置的參數(shù)達(dá)到了圖紙及工藝的要求，逐一進(jìn)行分析，讓變頻器與電機(jī)達(dá)到最佳得磨合狀態(tài)，更好地運(yùn)轉(zhuǎn)。

項(xiàng)目二、高爐主卷?yè)P(yáng)雙料車控制系統(tǒng)

⑴電氣系統(tǒng)。高爐主卷?yè)P(yáng)成套變頻系統(tǒng)共有7面GGD柜；其中包括2臺(tái)主卷?yè)P(yáng)變頻柜，1臺(tái)主卷?yè)P(yáng)變頻切換柜，2臺(tái)制動(dòng)電阻柜，2臺(tái)電氣控制柜。主卷?yè)P(yáng)電機(jī)配2套控制柜，一用一備，通過(guò)切換柜切換。變頻器均采用施耐德ATV71HC50N4系列變頻器，配上制動(dòng)電阻24只，安裝在電阻柜內(nèi)。

⑵控制設(shè)計(jì)系統(tǒng)。主卷?yè)P(yáng)變頻器系統(tǒng)具有自動(dòng)、手動(dòng)、和點(diǎn)動(dòng)三種操作方式。自動(dòng)操作方式主要通過(guò)PLC自動(dòng)控制上料。手動(dòng)操作方式主要用于設(shè)備調(diào)試、自動(dòng)系統(tǒng)故障、變頻故障時(shí)使用。點(diǎn)動(dòng)操作方式專為檢修、極限調(diào)試和緊鋼繩時(shí)使用。為提高可靠性，主卷?yè)P(yáng)變頻柜設(shè)有兩套，一用一備，通過(guò)切換柜切換。

1）主卷?yè)P(yáng)料車設(shè)定高，中，低三級(jí)控制速度。由變頻器1.3設(shè)置里的多段速設(shè)定。滿足生產(chǎn)工藝的要求，分別設(shè)成10，30，45HZ。2）根據(jù)負(fù)載情況將變頻器定義出提升宏模式，為防止打開抱閘料車溜車，機(jī)械抱扎打開時(shí)變頻器產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，由變頻器輸出頻率信號(hào)檢測(cè)抱閘打開，設(shè)定檢測(cè)頻率為2.5HZ，為提高變頻輸出轉(zhuǎn)矩，設(shè)置轉(zhuǎn)矩提升為3%。使之有一定的輸出轉(zhuǎn)矩能帶動(dòng)負(fù)載。3）系統(tǒng)中設(shè)有過(guò)流，松繩等保護(hù)，一旦系統(tǒng)保護(hù)，變頻停車，抱閘抱死，同時(shí)制動(dòng)電阻起作用實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。4）考慮到負(fù)載的特性，選用電流矢量控制模式。

通過(guò)以上的分析大致了解了變頻及負(fù)載的特性，就能更好的設(shè)定好相應(yīng)的參數(shù)。參數(shù)設(shè)置完畢對(duì)進(jìn)行一下自整定，是變頻器與電機(jī)達(dá)到一個(gè)更好的“溝通”，達(dá)到更加精準(zhǔn)的控制。

通過(guò)上述兩個(gè)具體的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試事例，我向大家介紹了關(guān)于變頻器在不同工藝情況下的應(yīng)用，可以看出只有正確掌握變頻、負(fù)載的特性，才能更好的調(diào)試變頻器，去控制負(fù)載達(dá)到最完美的工藝控制，變頻還有很多應(yīng)用方式，如PID調(diào)節(jié)、通信網(wǎng)絡(luò)控制等，掌握好這些只是才能更好的完成對(duì)負(fù)載的控制。