摘 要 進(jìn)入九十年代,變頻器在國內(nèi)電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中已逐步得到了應(yīng)用。本文闡述了變頻器的控制方式、功能特點,它與電磁調(diào)速相比,具有效率高、能耗低的優(yōu)點,并且介紹一些實際應(yīng)用中的問題。
關(guān)鍵詞 變頻器 控制方式 PWM 技術(shù) 主
接觸器 加減速時間 能量損耗
交流電力傳動與控制技術(shù)是目前發(fā)展zui為迅速的技術(shù)之一,這與
電力電子器件制造技術(shù)、交流技術(shù)、控制技術(shù)以及微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展密切相關(guān),
通用變頻器正是這種世界高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物。我廠自1995 年對浮法玻璃生產(chǎn)線進(jìn)行改造后,從調(diào)速和節(jié)能兩方面入手,將玻璃拉邊機(jī)傳動、變速輥道等關(guān)鍵的生產(chǎn)設(shè)備改用了變頻調(diào)速控制,近幾年使用維護(hù)當(dāng)中,我們逐步掌握了變頻器的一些特性和使用方法。
1 變頻器的控制方式
通用變頻器的控制方式,從電壓空間矢量控制、矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制一直到今天的脈寬調(diào)制（PWM ）技術(shù)。PWM 控制技術(shù)是變頻技術(shù)的核心技術(shù),它大致可分為三大類:正弦PWM 、優(yōu)化PWM 以及隨機(jī)PWM 技術(shù)。
?。?nbsp;1）正弦PWM 已為人們熟知,由于它可以同時實現(xiàn)變頻變壓及抑制諧波的特點,因此在交流傳動及其它能量變換系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
?。?nbsp;2）優(yōu)化PWM 能夠?qū)崿F(xiàn)電流諧波畸變率（THD）zui小、電壓利用率zui高、效率*、轉(zhuǎn)矩脈沖zui小以及其它特定優(yōu)化目標(biāo)。
?。?nbsp;3）隨機(jī)PWM 則是利用改變頻率電機(jī)電磁噪聲近似為限帶白噪聲,它在載波頻率必須限制在較低頻率的場合有著一定的地位。
2 變頻系統(tǒng)的構(gòu)成
變頻器具有較齊全的控制功能和保護(hù)功能,在功率很小的一般場合往往加上一個
斷路器就可構(gòu)成一個變頻調(diào)速系統(tǒng)。
（1）
電源開關(guān)
這是一種常用的開關(guān)裝置,它必須具有短路、過電流等保護(hù)功能,且應(yīng)有明顯的閉合和斷開的狀態(tài)標(biāo)志。我們選用
斷路器作為
電源開關(guān),如圖1 所示。
（2）主
接觸器 因我廠使用的變頻器是與其它電氣設(shè)備集中在一起使用的,且控制方式選用內(nèi)/外混合控制方式,故在
電源側(cè)加接一個主
接觸器,以增加系統(tǒng)的安全性。當(dāng)變頻器供電
電源帶電的時候,可斷開此
接觸器讓變頻器與電網(wǎng)隔離;而當(dāng)其它條件準(zhǔn)備就緒,需讓變頻器投入運行時,可通過操縱臺上的按鈕讓
接觸器閉合,接通變頻器
電源。值得說明的是,在需要瞬時斷電自動再啟動的應(yīng)用場合,應(yīng)取消
接觸器K 。
變頻器故障時,
接觸器自動斷開,如果此時變頻器控制
電源也失電,變頻器就無法保持故障報警信號。但由于變頻器都有一個輔助
電源端子,因此也就解決了這個問題。
如圖1我廠采用富士FRN —G90S變頻器,它是采用PWM 控制的交—直—交型變換器,其內(nèi)部有32 位微處理器。除具有良好的正弦波輸出,很好的轉(zhuǎn)矩特性和快速響應(yīng)外,還具有多種保護(hù)功能。如電機(jī)的過流、過壓、欠壓和缺相保護(hù)等,并能在操作面板上顯示故障代碼,維修較為方便。我們采用內(nèi)/外混合控制方式,既可由鍵盤操作,也可遠(yuǎn)距離控制。給定頻率可通過鍵盤任意設(shè)定,也可由外接
電位器來模擬設(shè)定,并可以在操作面板上查看轉(zhuǎn)速、電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)。
圖中R0 、T 0 是兩個輔助
電源輸入端,將其用導(dǎo)線連接到
接觸器K 上游側(cè)三相
電源的任兩相。在變頻器進(jìn)線電壓正常時,控制
電源由直流中間環(huán)節(jié)P （+ ）、N （- ）兩端獲得,經(jīng)隔離二極管、DC / DC
電源 target=_blank>開關(guān)
電源變流環(huán)節(jié),提供所需各檔直流控制電壓;當(dāng)主
接觸器K斷開,直流中間環(huán)節(jié)失電時,控制
電源就由R0 、T 0 端經(jīng)線電壓單橋電路整流濾波后獲得。
3 變頻器實際運用中的一些問題
?。?）數(shù)據(jù)紊亂
在變頻器的運行當(dāng)中,偶爾會遇到數(shù)據(jù)紊亂的現(xiàn)象,我們采取讓變頻器斷電后重新開機(jī),使程序初始化的方法,或采用恢復(fù)出廠數(shù)據(jù)的方法,然后按要求重新調(diào)節(jié)參數(shù),可使變頻器運行正常。
?。?）變頻器的加減速時間的確定正確設(shè)定加減速時間對于變頻器乃至整個負(fù)載機(jī)械系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要。合理的加速時間是指加速過程中電機(jī)電流不超過變頻器過載定值時的zui小時間。如加速時造
成變頻器過流或過載保護(hù)動作,便應(yīng)該加大加速時間,直到不動作為止。將此時間再乘以1 1 1 倍,即為合理的加速時間。而減速時間的
確定,要在減速過程中,不因為電機(jī)再生引起變頻器過電壓動作。當(dāng)變頻器因減速而過電壓動作時,便應(yīng)增大減速時間直到不動作時為止。同樣將此時間乘以1 1 1 倍,即為合理的減速時間。
4 有轉(zhuǎn)差負(fù)載下的能量損耗
電機(jī)用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時,負(fù)載轉(zhuǎn)矩M =C （常數(shù)） ,其軸輸出功率P 與轉(zhuǎn)速n 及轉(zhuǎn)差率S 的關(guān)系為: P = M ·n/975 ∝n ∝（1- S ）
設(shè)在額定轉(zhuǎn)速nN 時,電機(jī)的軸輸出功率為P 20,在轉(zhuǎn)速為n2 時,電機(jī)軸輸出功率為P 2,于是P 2 的標(biāo)幺值為:
式中認(rèn)為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速近似同步轉(zhuǎn)速的情況下, S N ≈0 。
異步電動機(jī)從電網(wǎng)吸取的功率為P 1,它扣除定子損耗PV ,后轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶殴β蔖 em 。P em 除轉(zhuǎn)化為軸輸出功率外,其余部分則成為轉(zhuǎn)差損耗$ P 3,其標(biāo)幺值為:廠產(chǎn)品均達(dá)到深加工產(chǎn)品質(zhì)量要求。
?。?nbsp;3）經(jīng)1997 年1 月至10 月國家建材局組織了國內(nèi)設(shè)計浮法玻璃生產(chǎn)線生產(chǎn)的浮法玻璃與合資企業(yè)生產(chǎn)的浮法玻璃實物質(zhì)量對比測試。結(jié)果認(rèn)為:
?、僖A示范線主線生產(chǎn)2 1 0 ～19 1 0 mm厚度各品種的浮法玻璃,其工藝技術(shù)與裝備已達(dá)到“三高”工藝設(shè)計要求。
?、谠撌痉毒€產(chǎn)品實物質(zhì)量明顯高于國內(nèi)其它浮法玻璃生產(chǎn)線,接近DFG 、SYP 水平。
3 1 3 較好的社會效益
?。?nbsp;1）我國自行設(shè)計的“三高”浮法線的投產(chǎn),標(biāo)志了我國玻璃工業(yè)設(shè)計力量已經(jīng)成熟。設(shè)計水平已基本達(dá)水平。
?。?nbsp;2）“三高”浮法線的竣工投產(chǎn)表明了我國浮法玻璃工業(yè)發(fā)展到了可自行生產(chǎn)供應(yīng)原片的一個新階段。
?。?）“三高”浮法線生產(chǎn)出浮法玻璃,其實物質(zhì)量基本達(dá)到中外合資線水平,*了我國浮法玻璃生產(chǎn)的空白。為我國汽車工業(yè)、制鏡工業(yè)提供了原片生產(chǎn)基地。
?。?nbsp;4）生產(chǎn)出1 1 5 、2 、15 、19mm 玻璃,為發(fā)展我國浮法玻璃新品種做出了貢獻(xiàn)。
4 結(jié) 語
?。?nbsp;1）耀華示范線代表中華民族玻璃工業(yè)的中國洛陽浮法已能夠生產(chǎn)水平的浮法玻璃,能夠滿足汽車、鍍膜、制鏡玻璃和建筑玻璃的需求,中國浮法玻璃技術(shù)已進(jìn)入*行列。
?。?nbsp;2）這條線是“中國洛陽浮法”和*技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。該線原料、熔制、冷端及三大熱工自動控制均采用*進(jìn)技術(shù)并結(jié)合了*進(jìn)技術(shù)。
?。?nbsp;3）引進(jìn)*技術(shù)推動了國內(nèi)玻璃行業(yè)的發(fā)展。特別是耐火材料的發(fā)展,已逐步適應(yīng)玻璃熔窯及熱工設(shè)備的需求,從而大大降低了生產(chǎn)線的投資。
（4）“三高”指標(biāo)的提出,為建浮法玻璃生產(chǎn)線提出了嚴(yán)格的要求,指出了浮法線的建設(shè)方向。國內(nèi)各玻璃廠正在按“三高”目標(biāo)改造著企業(yè)生產(chǎn)的自身,浮法玻璃產(chǎn)品正在由量的變化向質(zhì)的變化發(fā)展。
?。?nbsp;5）在“示范線”應(yīng)用*的計算機(jī)管理信息系統(tǒng),為企業(yè)管理者適時、準(zhǔn)確地提供了三大熱工、原料、冷端的生產(chǎn)工藝技術(shù)參數(shù),為科學(xué)管理、優(yōu)化生產(chǎn)、降低成本提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益提供了可靠的保證
