變頻器在提升設備中的應用

　　變頻器可通過其外部控制端子實現啟停、正反轉、S曲線加減速及多段速度控制。矢量控制運算中要用到的電機本身的一些參數，可由變頻器自動測出。此外，該變頻器還具有過流、過載、電動機過熱、過壓及欠壓，超速及失速等保護功能。變頻器還能提供運行停止信號，零速信號，速度到達信號及運行準備信號等，可編程控制器綜合外部信號和變頻器給出的控制信號，經分析及邏輯運算向外部設備及變頻器給出控制命令。電梯調速控制的關鍵是啟動加速和減速平層，對其控制時要掌握以下幾點：

　　1、啟動控制

　　為使電梯啟動時平穩無沖擊，無反向溜車，啟動控制應按以下順序：

　?。?）首先向變頻器發出預勵磁命令，給電動機建立磁場(此時速度給定為零)；

　?。?）經第一級延時后發出打開抱閘指令；

　　（3）再經第二級延時確認抱閘打開后給出速度指令。

　　2、減速平層控制

　　電梯減速按照距離直接停車平層，即要求各層站的減速距離完全一致。減速到平層時無爬行過程，由運行速度直接向零速減速。為保證停車時的舒適感，應確認電梯到達零速時(此信號由變頻器給出)才給出合抱閘命令，再經一級延時，給出停止勵磁指令。若停車后電梯沒有平層，應進行再平層控制。

　　3、再平層控制

　　若電梯停車后沒有準確平層，或平層后因鋼絲繩形變使轎廂移位，應進行再平層。再平層應在較低的速度下進行(通常為運行速度的1%)，且應在電梯門打開，電梯處在平層區內的情況下進行。變頻器有很好的低頻轉矩扭力，我們測得電梯在110%額定載重下仍能可靠地進行再平層。

　　由于控制系統采用了脈沖編碼定位控制技術，故井道內省略了減速感應器，只在轎頂留下了一套平層感應裝置，并具有再平層功能。

　　實踐證明，改造后的電梯運行舒適感好，啟動、減速、平層的舒適感不因轎廂負載的變化而變化，取得了令人滿意的效果。

　　改造中應注意的幾個問題

　　電梯技術改造并沒有固定模式，一切應根據現場實際情況來定。但我們在將舊式交流雙速梯和調壓調速梯改造成變頻調速電梯過程中覺得以下幾個常遇到的問題應特別引起注意，以確保改造后電梯的安全使用。

　　1、貨梯改全自動集選控制方式時，應補裝安全觸板或光電保護裝置，無測重裝置的應設法補裝。

　　2、保持原額定載重量，額定速度不變，保持鋼絲繩原曳引比方式不變。

　　3、應用線路或軟件保證轎頂行慢車時，轎內和機房不能走車，以確保轎頂操作人員的安全。

　　4、層門無自動關閉裝置的應在每層層門上增設可靠的層門自動關閉裝置。

　　5、層門門扇是由繩、鏈聯接時，被動門扇應補設電氣安全裝置。

　　6、檢查測試限速器、安全鉗及其聯動情況，不合格的限速器必須更換。

　　7、制動器應作全面分解，閘帶上不允許有油垢，電磁鐵可動鐵芯與銅套間要干凈，并用石墨粉潤滑。

　　四、變頻器在水泥機械中的應用

　　變頻調速技術在我國水泥行業的應用日趨廣泛。在生產工藝需要調速的許多環節，如回轉窯、單冷機、喂料機、配料系統、風機、水泵等，以交流變頻調速取代調壓調速、滑差調速以及直流調速已成為一種必然趨勢。

　　在水泥粉磨工藝中，球磨機入磨物料粒度的大小，對其臺時產量影響較大，預破碎工藝作為提高磨機臺時產量、降低粉磨電耗的重要途徑，引起了許多水泥企業的重視。根據工藝要求，水泥立窯放料每次持續2～3min，間隔2～3min，但目前幾乎所有水泥企業中破碎機處于工頻恒速運行狀態，24h連續運轉，造成電能的巨大浪費，并影響電機和破碎機的使用壽命。另一方面，由于破碎機具有十分大的慣性，不易頻繁啟停，所以即使使用變頻器也難以解決系統制動時產生的泵升電壓引起保護電路動作，使系統無法正常工作。

　　針對系統的以上特點，利用系列變頻器實現破碎機的變頻調速和軟啟動；利用再生能量回饋單元克服破碎機制動過程中產生的過高的泵升電壓；利用PLC實現系統的邏輯閉環控制，使破碎機的工作與立窯放料同步，實現間歇運行。從而在改善工藝控制質量的同時，比較大限度地節約了電能，降低了生產成本。現場調試和運行結果表明，系統運行可靠，節電率可達60%以上。

　　上述系統已在某水泥廠投入實際運行。系統根據送料信號自動實現啟制動運行，破碎機運行速度連續可調。電機可以實現頻繁軟啟動，基本無啟動電流沖擊，啟動力矩足夠。系統在變頻運行條件下，若變頻器突然故障，則自動切換至“工頻”狀態繼續運行，同時發出聲光報警信號(內部可選)。根據現場工況需要，將有放料信號時變頻運行給定頻率設為43Hz，系統運行電流為27A，運行電壓280V，改造后的系統平均每年耗電5.7萬度。根據現場記錄，系統在改造前工作頻率為工頻50Hz，運行電流為32A，運行電壓400V，平均每年耗電19.42萬度。改造后的節電率為70.6%。該系統的突出優點如下：

　　1、利用變頻調速技術改造了水泥熟料破碎機的拖動系統，滿足了破碎機的低速、間歇運行特點，保證了工藝控制質量，節能效果明顯，并有利于延長破碎機和電機的使用壽命。

　　2、利用能量回饋控制技術克服破碎機大慣性引起的泵升電壓，有效地保證了變頻器的安全運行。系統除了變頻器和能量回饋裝置所具有的20余種保護功能和故障自診斷功能外，還增設了電機過熱、控制回路保護及報警。

　　3、利用可編程控制器PLC實現了各種邏輯控制、變頻器啟制動自動控制及手動/自動、工頻/變頻轉換和故障自切換等功能，使系統控制靈活方便，功能齊全。

　　五、系列變頻器在物流機械中的應用

　　調速皮帶秤是一種用于測量和控制皮帶輸送機的速度和物料流量的實時連續計量裝置，廣泛應用散裝固態原料的計量控制和輸送。

　　當電機驅動時，物料隨著皮帶的運動輸出，經荷重傳感器Ｗ檢測并將其轉換成電信號，送入控制器中；同時速度傳感器也將檢測的電動機轉速信號送入控制器中。速度信號和荷重信號經控制器進行變換和處理，計算出物料的瞬時流量和累計流量等，并與設定值進行比較后，通過ＰＩＤ等方式調節輸出控制信號，以控制電動機轉速，使物料的流量穩定在設定值上。

　　由于皮帶秤是一個集控制、計量與輸送為一體的設備，采用變頻器可以確保其在工業環境下的穩定、可靠的工作。

　　實踐證明，在工業環境比較惡劣的情況下，采用滑差電機調速時，由于滑差離合器密封性不好，離合器容易被灰塵或異物堵死而造成飛車(失控)現象?；钫{速電動機的低速性能很差，當皮帶秤在低速運行時，皮帶機的速度往往處于一種不穩定狀態，嚴重時會影響到皮帶秤的正常工作和計量精度。另外，當要求皮帶秤的設定值變化范圍較大時，滑差調速電動機的調速范圍就顯得不夠。

　　采用變頻器除了能很好的解決上述問題外，還可以利用變頻器調速時機械特性很硬、轉差率小的特點。通過對皮帶秤的荷重信號檢測，采用預置控制與ＰＩＤ控制相結合的控制方法，大大提高系統的響應時間。這對于皮帶秤上物料忽然變化很大時，確保皮帶秤的控制和計量精度是非常重要的。

　　應用變頻器在節能方面應用效果亦十分顯著。它在水泵和風機上的應用，與傳統的閥門、檔板相比可節電約40%。以１個100kW的風機為例，按年工作時間8000h計算，一年可節省32萬kWh。

　　六、變頻器其余應用實例

　　1、中央空調變頻調速：

　　采用變頻器對中央空調系統中的冷凍水泵組、冷卻水泵組進行調速，可實現一臺變頻器同時控制多臺水泵，高效節能，避免了“大馬拉小車”現象，節電率30%~60%。同時能實現多點溫、濕度檢測及集中監控、達到比較佳舒適度控制。

　　2、注塑機變頻調速控制：

　　注塑過程一般分為以下步驟：鎖?！⑸浔骸勰z加料→冷卻定型→開模頂針。每個步驟的負荷是不同的，采用變頻器對油泵進行控制，可以對應每個步驟輸出相應功率，從而顯著節約電能，節電率30%~60%

　　3、行車電機變頻調速控制：

　　行車一般有多臺電機，分別控制大車、小車及吊鉤上下，這幾臺電機都可用變頻器加以改造。改造后具有以下明顯優點：

　　（1）.電機啟動電流小，轉矩大，避免了大電流沖擊，節電顯著。

　　（2）.節約備件，無需更換接觸器等低壓電器。

　?。?）.無需人工維護，可靠性極高。

　　4、風機，水泵變頻調速改造：

　　傳統的風機、水泵是通過風門檔板或閥門來調節流量，由于流量與轉速成正比、功率與轉速的3次方成正比。因此采用變頻器通過調節轉速來調節流量，其功率（耗電量）會呈3次方下降，節能效果非常明顯，節電率可達30--70%.

　　5、在繞線機、拉絲機上應用變頻器：

　　有啟動平穩、啟動力矩大、無級調速的特點，能提高產量、降低故障率。

　　6、鍋爐風機變頻調速：

　　鍋爐風機包括引風機及鼓風機，一般是通過調節風門檔板改變送風量、采用變頻器后，可將風門檔板調節至比較大，通過變頻器進行調速。一般節電率都在40%以上。

　　7、空壓機變頻調速：

　　通過一臺變頻器能同時控制多臺空壓機，避免電機空轉耗能，無需專人值守，自動實現恒壓供氣，高效節能。