基于CHF100A矢量變頻器的應(yīng)用改造雨漏試驗(yàn)機(jī)

楊洋 于澤

摘 要：針對(duì)棚車雨漏試驗(yàn)機(jī)走形速度單一不可調(diào)的缺點(diǎn)進(jìn)行改造，欲將電機(jī)改為變頻調(diào)速控制，降低走行速度，滿足對(duì)車體的噴淋時(shí)間要求。變頻器選用國(guó)內(nèi)知名品牌英威騰CHF100A矢量通用型變頻器。本文主要分析電路的原理和變頻器調(diào)試的一些方法。

關(guān)鍵詞：雨漏試驗(yàn)機(jī)；變頻調(diào)速；變頻器參數(shù)設(shè)置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.130

1 引言

棚車，又稱篷車，是一種封閉的火車車廂，一般用來(lái)運(yùn)送貨物。雨漏試驗(yàn)機(jī)通過對(duì)棚車進(jìn)行人工模擬降雨的方式，檢查棚車車廂鋼板、焊接等部位是否存在漏雨現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)漏雨，則進(jìn)行相應(yīng)地處理。該系統(tǒng)主要由卷?yè)P(yáng)機(jī)、水泵、控制系統(tǒng)、管道、噴頭、鋼索、軌道等組成。

為了提高工作效率，讓雨漏試驗(yàn)機(jī)高效完成工作任務(wù)，于是對(duì)雨漏試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行改造。改造技術(shù)要求為鐵標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)TB/T1802-1996：

（1）保證在車頂全面積上噴水，側(cè)墻自上側(cè)梁以下二分之一高度（但對(duì)于側(cè)墻上設(shè)有車窗的車輛，應(yīng)達(dá)到車窗下邊緣）范圍內(nèi)面積上噴水，其余部位為淌水。（2）噴水強(qiáng)度應(yīng)不低于3mm/min。（制作檢測(cè)器具，可以檢測(cè)噴水強(qiáng)度不低于3mm/min）。（3）噴水時(shí)噴頭處的水壓應(yīng)不小于0.1MPa。（添加壓力表，明示噴水壓力）。（4）噴頭至噴水表面的距離應(yīng)不大于1.5m。（5）噴頭的噴水孔直徑為1.0-2.0mm。（6）車頂噴頭中心線在車輛橫斷面上的投影應(yīng)大致垂直于車頂表面。兩側(cè)噴頭中心線在車輛橫斷面上投影應(yīng)與水平面成45°±5°角，上述噴頭中心線與橫斷面夾角應(yīng)為30°±5°。（7）改造后雨漏試驗(yàn)機(jī)可以單獨(dú)噴淋。（即走行電機(jī)失電后，噴淋系統(tǒng)繼續(xù)工作）。（8）雨漏試驗(yàn)機(jī)走行速度可隨時(shí)改變以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)需要。

本文主要介紹電氣部分的電路原理和變頻器的調(diào)試過程。

2 原理

通過技術(shù)改造要求得知，需要設(shè)計(jì)電機(jī)的控制電路，滿足通過變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，并且前進(jìn)后退時(shí)都分別有指示燈亮。在兩端的走行終端安裝限位開關(guān)，使噴淋器走到終端時(shí)自動(dòng)停止。并且需要一個(gè)水泵的控制電路實(shí)現(xiàn)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止。

由于電路中加入的變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速，所以需要通過變頻器的端子圖確定如何把變頻器接入電路之中。經(jīng)過分析R、S、T接到三相電源端，U、V、W三個(gè)端子接到電機(jī)。TA、TB、TC接入控制電路中，F(xiàn)WD、REV、COM分別代表正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、和共同信號(hào)端子，所以FWD、REV分別接到繼電器的常開端子上。

在控制電路部分，首先確定啟動(dòng)按鈕SB2。當(dāng)SB2閉合時(shí)，磁鐵KM1得電，KM1常開觸點(diǎn)閉合形成自鎖，并且主電路閉合變頻器得電。當(dāng)正轉(zhuǎn)按鈕SB4閉合時(shí)，磁鐵KA1得電，KA1常開觸點(diǎn)閉合，控制電路KA1形成自鎖，變頻器正轉(zhuǎn)端子形成通路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)指示燈EL1通電，變亮形成正轉(zhuǎn)指示；KA1常閉觸點(diǎn)斷開與KA2形成互鎖。同理當(dāng)反轉(zhuǎn)按鈕SB5閉合時(shí)，KA2形成自鎖，變頻器反轉(zhuǎn)端子形成通路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)指示燈EL2通電，變亮形成反轉(zhuǎn)指示，與KA1形成互鎖。

在停止時(shí)，由于電路中接入了變頻器使電路變得復(fù)雜了一些。停止開關(guān)SB3斷開時(shí)，控制電路部分?jǐn)嚯妼?shí)現(xiàn)了停車，但這時(shí)變頻器系統(tǒng)還是帶電的。于是我們加入了系統(tǒng)停止按鈕SB1，當(dāng)SB1斷開時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)停電，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的斷電。

限位開關(guān)采用了NPN三線常開型的接近開關(guān)，當(dāng)噴淋設(shè)備走到行走終端時(shí)，接近開關(guān)觸發(fā)并閉合，使磁鐵KA3或KA4閉合，常閉觸點(diǎn)變成常開，KA3或KA4斷開控制電路的斷電，使噴淋設(shè)備停車，實(shí)現(xiàn)了在限位的功能。

在水泵電動(dòng)機(jī)的電路用一個(gè)簡(jiǎn)單的自鎖電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泵啟動(dòng)停止的控制。

雨漏試驗(yàn)機(jī)電路原理圖如圖所示。

3 變頻器調(diào)試環(huán)節(jié)

首先進(jìn)行電機(jī)的參數(shù)自學(xué)習(xí)，設(shè)置方式為：

首先設(shè)置P0.01為鍵盤指令通道。

然后輸入電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)，根據(jù)電機(jī)選型，依次輸入為：P2.01：電機(jī)額定功率——0.75kW；P2.02：電機(jī)額定頻率——50Hz；P2.03：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速——1380r/min；P2.04：電機(jī)額定電壓——380V；P2.05：電機(jī)額定電流——1.9A。

在電機(jī)不帶負(fù)載狀態(tài)下，設(shè)置P0.16=1，進(jìn)行全面參數(shù)自學(xué)習(xí)。之后在電機(jī)帶負(fù)載狀態(tài)下，設(shè)置P0.16=2，進(jìn)行靜止參數(shù)自學(xué)習(xí)。

之后便是設(shè)置運(yùn)行指令通道（P0.01）→設(shè)置運(yùn)行頻率→設(shè)置速度運(yùn)行控制模式（P0.00）。速度運(yùn)行控制模式分為三種：V/F控制模式（P0.00=0）；無(wú)PG矢量控制模式（P0.00=1）；轉(zhuǎn)矩控制模式（P0.00=2）。由于本項(xiàng)目雨漏試驗(yàn)機(jī)對(duì)于多段變速及轉(zhuǎn)矩速度控制沒有要求，故選擇簡(jiǎn)潔高效的V/F控制模式。

隨后便是設(shè)置加速及減速時(shí)間，其中，加速時(shí)間指變頻器從0Hz加速到最大輸出頻率（P0.03）所需時(shí)間。減速時(shí)間是指變頻器從最大輸出頻率（P0.03）減速到0Hz所需時(shí)間。

英威騰CHF100A變頻器有4組加減速時(shí)間：第一組：P0.11、P0.12；第二組：P8.00、P8.01；第三組：P8.02、P8.03；第四組：P8.04、P8.05。

經(jīng)過上述方法進(jìn)行調(diào)試及參數(shù)設(shè)置后，最后將運(yùn)行指令通道P0.01=1，即設(shè)定為端子指令通道，即可由按鈕盤上的按鈕進(jìn)行各項(xiàng)操作了。隨后進(jìn)行各項(xiàng)運(yùn)行測(cè)試，均良好實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。自此，該雨漏試驗(yàn)機(jī)變頻改造項(xiàng)目便已順利完成。

該款英威騰CHF100A變頻器還有更多高級(jí)控制方式，如PID控制、PLC及多段速控制等，筆者同時(shí)進(jìn)行了一定程度的學(xué)習(xí)和探索，由于篇幅有限，便不在此贅述。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊洋，周志千.長(zhǎng)鋼軌車發(fā)電車的試運(yùn)行及調(diào)試方法設(shè)計(jì)[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2017，22（035）：4.

作者簡(jiǎn)介：楊洋（1978-），男，本科，高級(jí)技師，主要研究方向：電器設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)。