安川變頻器的應(yīng)用 第1講 安川變頻器在刮泥機(jī)中的應(yīng)用

安川變頻器的應(yīng)用 第1講 安川變頻器在刮泥機(jī)中的應(yīng)用

浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李方園

安川A1000是功能高度融合的電流矢量控制通用變頻器，它的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樯禉C(jī)械、流體機(jī)械、金屬加工機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械等。本文主要闡述了安川變頻器在刮泥機(jī)中的應(yīng)用。

變頻器；刮泥機(jī)；矢量控制

1 工程概述

刮泥機(jī)是一種排泥設(shè)備，由桁車、刮泥耙、撇渣板、驅(qū)動(dòng)裝置和自控柜等組成。刮泥機(jī)一般用于污水處理廠的幅流式沉淀池，包括初次或二次沉淀池，其主要功能是將沉降在池底的污泥刮至集泥坑，再由排泥管排出，以便污泥回流或濃縮脫水。

圖1所示為中心傳動(dòng)刮泥機(jī)，它設(shè)有橫跨池子的固定平臺(tái)，工作時(shí)其整機(jī)載荷都作用在工作橋的中心位置。污水經(jīng)池中心穩(wěn)流筒均流到四周，隨著過(guò)流面積的增大而流速降低，污水中的沉淀物沉淀于池底，刮泥機(jī)將沉淀的污泥刮到中心集泥坑中，利用水壓將其從污泥管中排出。

圖1 中心傳動(dòng)刮泥機(jī)

刮泥機(jī)傳動(dòng)是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的典型例子。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的基本特點(diǎn)為，在負(fù)荷一定的情況下，負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩取決于皮帶與滾筒間的磨擦阻力和滾筒的半徑。這類負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的快慢無(wú)關(guān)，所以在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速過(guò)程中，負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩保持不變。

恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，除了按常規(guī)要求外，應(yīng)對(duì)變頻器的控制方式進(jìn)行如下選擇：

（1）負(fù)荷的調(diào)速范圍。在調(diào)速范圍不大的情況下，選擇較為簡(jiǎn)易的V/F控制方式的變頻器；當(dāng)調(diào)速范圍很大時(shí)，應(yīng)考慮采用有反饋的矢量控制方式。

（2）負(fù)荷的變化情況。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載只是在負(fù)荷一定的情況下負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩是不變的，但對(duì)于負(fù)荷變化時(shí)其轉(zhuǎn)距仍然隨負(fù)荷變化。當(dāng)轉(zhuǎn)矩變動(dòng)范圍不大時(shí)，可選擇較為簡(jiǎn)易的V/F控制方式的變頻器；但對(duì)于轉(zhuǎn)矩變動(dòng)范圍較大的負(fù)載，應(yīng)考慮采用無(wú)反饋的矢量控制方式。

（3）機(jī)械特性。如果負(fù)載對(duì)機(jī)械特性的要求不高，可考慮選擇較為簡(jiǎn)易的V/F控制方式的變頻器；而在要求較高的場(chǎng)合，則必須采用有反饋的矢量控制方式。

2 工程控制分析

圖2和圖3所示為刮泥機(jī)變頻應(yīng)用的主電路與控制電路，其中變頻器采用安川A1000變頻器。安川是業(yè)內(nèi)知名的變頻器供應(yīng)商，推出了首個(gè)商用化三電平變頻器G7系列，1000系列變頻器則是G7/F7等系列之后的新款。

刮泥機(jī)的變頻設(shè)計(jì)原理如下：

（1）刮泥機(jī)M1既可以工作在變頻情況下，也可以工作在工頻狀態(tài)下，因此需要設(shè)計(jì)3km和2km的機(jī)械互鎖接觸器。

（2）油泵電機(jī)必須與刮泥機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，因此油泵電機(jī)M2的接觸器作為變頻器的啟動(dòng)信號(hào)。

（3）電流繼電器HA的定值大于FA的定值，F(xiàn)A的定值取決于泥沉降高度對(duì)電機(jī)力矩的計(jì)算值；時(shí)間繼電器為消除電流繼電器接點(diǎn)抖動(dòng)而設(shè)。

（4）正常情況下刮泥機(jī)變頻器運(yùn)行在40Hz，此時(shí)為多段速運(yùn)行速度2，即S2閉合；當(dāng)FA報(bào)警時(shí)，需要啟動(dòng)變頻器自動(dòng)加速，以提高刮泥效率，將S3延時(shí)閉合，即為多段速運(yùn)行速度4（50Hz）。

（5）MA、MC為變頻器設(shè)定過(guò)載的報(bào)警繼電器輸出接點(diǎn)。

圖2 刮泥機(jī)變頻應(yīng)用主電路

圖3 刮泥機(jī)變頻應(yīng)用控制電路

3 變頻器參數(shù)設(shè)置與工程調(diào)試

刮泥機(jī)用安川A1000變頻器的參數(shù)如表1進(jìn)行設(shè)置。由于刮泥機(jī)的負(fù)載較重，采用了無(wú)PG 矢量控制（即A1-02=2）。

表1 刮泥機(jī)A1000變頻器的參數(shù)設(shè)置

在安川A1000變頻器矢量控制調(diào)試流程中，最核心的是自學(xué)習(xí)過(guò)程，可以參照以下步驟進(jìn)行：

（1）自學(xué)習(xí)前設(shè)置

執(zhí)行自學(xué)習(xí)前，需要設(shè)定表2中所示的項(xiàng)目。關(guān)于設(shè)定所需的信息，請(qǐng)參照電機(jī)銘牌或電機(jī)測(cè)試報(bào)告。

表2 感應(yīng)電機(jī)用自學(xué)習(xí)的輸入數(shù)據(jù)

（2）自學(xué)習(xí)種類的區(qū)別（如表3所示）（3）開(kāi)始自學(xué)習(xí)

Application of Yaskawa Inverter in the Scraper Machine

Yaskawa A1000 is a kind of general-purpose inverter with the highly integrated features and current vector control mode. Its applications include the lifting machinery, fluid machinery, metalworking machinery, transportation machinery, etc. This article focuses the application of Yaskawa inverter in the scraper machine.

AC inverter; Scraper machine; Vector control