浅谈变频器在工业上的应用

浅谈变频器在工业上的应用

作者：刘双

来源：《无线互联科技》2013年第08期

摘要：近年来，随着我国自动化技术的迅速发展，工业自动化取得了长足的进步。变频器由于性能稳定、节能环保、性价比高，在工业各个领域得到了广泛的应用，它为交流异步电动机驱动的设备大范围、高质量地调速提供了全新的方案，所以，采用交流变频调速是现代工业技术发展的主流。

关鍵词：变频器；工业应用

为了更好的应用好变频器，先大致介绍一下变频器的原理、变频器的控制方式及负载类型及特性。只有掌握这些才能更高更好的发挥出变频器的特性，更好的驱动负载高效节能的驱动设备的运行。

⑴变频器原理，变频器是将恒压恒频道交流电转变为变压变频的交流电的装置，以满足交流电动机变频调速的需要。现在通常使用的是交-直-交变频器，交-直-交变频器先将工频交流电整流变成直流电，在通过逆变器将直流电换成可控制的频率和交流电压已达到变频调速的目的。

⑵变频器的控制方式包括恒压频比控制方式、转差频率发、矢量控制技术、直接转矩控制等，压频比（U/f）控制又分为基频以上调速和基频以下调速。

⑶负载类型分为恒转矩、变转矩和恒功率等负载。1）恒转矩机械负载是直负载转矩不随负载转速而变化的机械负载。2）变转矩负载是直转矩与转速的二次方的关系。如离心式风机和泵类。3）恒功率负载指负载轻时高速运动，负载重时低俗运动，其机械负载转矩与速度成反比。

在我以前的调试中与遇到过类似的负载类型，配合变频器的使用详细介绍一下：

项目一、高炉炉渣过滤的粒化器、脱水器变频的应用

⑴电气设备的配置

粒化器和脱水器电气控制系统由3面GGD柜、1面操作台、2个现场机旁箱组成，GGD 柜有一面是进线柜，另外两面分别是脱水器和粒化器的变频控制柜，现场脱水器电机为

75KW，粒化器电机为45KW，根据电机容量选用富士FRN90G1S-4C和FRN55G1S-4C型号的变频器；并分别配有进线接触器，出现电抗器及制动单元和制动电阻，以满足工艺要求。

⑵变频器的设置及调试

1）按照图纸检测变频器接线是否正确，确认无误后上电

2）设置变频器参数，以下参数是针对电气图纸要求及生产工艺要求设置的参数：

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 恒转矩负载

k.F42：V/F控制没有滑差补偿

l.E03：报警复位 m.E27： 99

n.E34 过载报警：额定电流

o.P01 4级电机 p.P02 电机功率

r.P03 额定电流 s.E52 2 全菜单模式

t.制动电阻再生制动选择

u.模拟量分配4～20mA

按照以上的参数设置变频器正常运转，满足了生产工艺要求。

所以了解负载特性是很重要的，能够准确的设置好变频器的参数去更好的驱动电机，粒化器和脱水器负载是直负载转矩不随负载转速而变化的机械负载，所以我选用了V/F控制的方；其他的设置是按照图纸上的要求分别对应参数设置的，如选用端子控制模式；现场电位器控制变频器的调速；按钮复位变频器故障；制动电阻的选；模拟信号的输出方式；电机铭牌参数；加减速时间等。按照负载的大小设置加减速的时间，减速时间也不要设置过短，否则可能产生制动过速的故障。

当以上的参数设置完毕后，在进行空车实验，及让电机不带负载的转动，看看是否你设置的参数达到了图纸及工艺的要求，逐一进行分析，让变频器与电机达到最佳得磨合状态，更好地运转。

项目二、高炉主卷扬双料车控制系统

⑴电气系统。高炉主卷扬成套变频系统共有7面GGD柜；其中包括2台主卷扬变频柜，1台主卷扬变频切换柜，2台制动电阻柜，2台电气控制柜。主卷扬电机配2套控制柜，一用一备，通过切换柜切换。变频器均采用施耐德ATV71HC50N4系列变频器，配上制动电阻24只，安装在电阻柜内。

⑵控制设计系统。主卷扬变频器系统具有自动、手动、和点动三种操作方式。自动操作方式主要通过PLC自动控制上料。手动操作方式主要用于设备调试、自动系统故障、变频故障时使用。点动操作方式专为检修、极限调试和紧钢绳时使用。为提高可靠性，主卷扬变频柜设有两套，一用一备，通过切换柜切换。

1）主卷扬料车设定高，中，低三级控制速度。由变频器1.3设置里的多段速设定。满足生产工艺的要求，分别设成10，30，45HZ。2）根据负载情况将变频器定义出提升宏模式，为防止打开抱闸料车溜车，机械抱扎打开时变频器产生足够的转矩，由变频器输出频率信号检测抱闸打开，设定检测频率为2.5HZ，为提高变频输出转矩，设置转矩提升为3%。使之有一定的输出转矩能带动负载。3）系统中设有过流，松绳等保护，一旦系统保护，变频停车，抱闸抱死，同时制动电阻起作用实现准确停车。4）考虑到负载的特性，选用电流矢量控制模式。

通过以上的分析大致了解了变频及负载的特性，就能更好的设定好相应的参数。参数设置完毕对进行一下自整定，是变频器与电机达到一个更好的“沟通”，达到更加精准的控制。

通过上述两个具体的现场调试事例，我向大家介绍了关于变频器在不同工艺情况下的应用，可以看出只有正确掌握变频、负载的特性，才能更好的调试变频器，去控制负载达到最完美的工艺控制，变频还有很多应用方式，如PID调节、通信网络控制等，掌握好这些只是才能更好的完成对负载的控制。