变频器

随着时代的发展，技术的进步，变频器的应用也愈加广泛。现在造纸机传动控制基本上全部采用交流变频传动控制系统，而市场上变频器品牌众多，功能各异。面对如此众多的变频器产品，如何选择变频器及相应的控制系统成为各厂家的难题，下面简单介绍造纸机对变频器的基本要求，以及如何选择变频器。 首先要考虑纸机传动特性与变频器机械特性；造纸机传动属于恒转矩负载，所以要求电机采用恒转矩调速。要求变频器工作在恒转矩调速控制状态，所以香蕉插座应该选用恒转矩机械负载型的。有的公司对于恒转矩调速和恒功率调速采用不同型号的变频器，有的公司对于恒转矩调速和恒功率调速采用同一型号的变频器，对于同一台变频器采用不同的控制方式所接配的电机不同，变频器内部参数设置不同。所以用户应该了解变频器的机械特性匹配。其次要考虑频率分辨率对纸机传动性能的影响；频率分辨率是衡量变频器的重要指标。频率分辨率包含频率给定分辨率和频率控制分辨率。频率给定分辨率指变频器的给定通道对输入信号的分辨率，一般指模拟输入通道AD的位数。对于通讯通道一般给定精度远远大于模拟通道，所以模拟给定通道若能满足要求，通讯通道是绝对满足的。一般纸机对传动调速的控制精度要求为0.1%，对于一台确定的造纸机从频率分辨率的角度来说，若能在最低速满足给定控制精度，则在高速运行是没有问题的。通常都是通过间隔柱来控制调节。所以我们在选择传动系统时注意纸机低速时变频器能否满足控制精度的要求。而不必担心高速的给定精度。给定精度也可以通过变频器参数来进行调节，但缺点是在改变工作状态时需要重新调整参数。

变频器基本应用须知变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。一．变频器的选型：1.分析负载类型：如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。2. 变频器与负载的匹配问题：1）.电压匹配：变频器的额定电压与负载的额定电压相符。　　 2）. 电流匹配：普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。　　 3）.转矩匹配：这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。　　3. 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。　　4 .变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。　　5 .对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。

1 前言： 近十多年来，随着电力技术，微电子技术及现代控制技术发展，变频器已经广泛地应用于交流电动机的速度控制。其中最主要的特点是，具有高效率的驱动性能和良好的控制特性。变频器以调速精度高，响应速度快、保护功能完善、过载能力强、维护方便及节能显著等优点，赢得广大用户的信赖。在机械行业，变频器应用改造传统产业，实现机电一体化的重要手段。在工厂自动化技术中，交流伺服系统正在取代直流伺服系统。在电器行业中变频器应用技术，有效地提高了经济效益和产品质量，同时也减少机械振动和噪声。 平衡机在国内从70年代开始研究开发，多年来，人们一直以一些大型平衡机机械系统的变速机构复杂而麻脑，旋转时启动停车时间比较长，工作效率少，操作繁琐，而且机器庞大。所以为了减少平衡机变速机构，进一步提高平衡机工作效率及使用性能，采用变频器，调速、制动刹车等功能，使机械系统变得更加简单，操作方便。 2系统构成及工作原理： 系统主要由电动机，机械振动系统、控制系统（变频器）、电测箱等组成。系统通过变频器调节电机转速达到工件所需平衡转速，根据交流电机转速特性， 在电机选定之后P 、S为定值，电机转速n与电源频率f成正比，通过变频器改变电机驱动电源频率，来实现对电机的变频进行无级调速。由于变频功能齐全，停车时可通过变频器设定停车时间，使电机立即停车。 电机旋转时通过传动带带动平衡机主轴，主轴与工件相连一起旋转，由于工件本身不平衡，旋转产生振动通过传感器将机械信号转换成电讯号，输入电测箱，经电测箱运算处理后，再由显示器显示工件不平衡量的大小和相位。 3 变频器主要参数设置 3.1频率上限下限设定：本文以Panasonc 变频器为例，最高频率为120Hz，最低0Hz。为了适用不同工件平衡转速，只有通过调整电机转速，达到工件要求。通常设定50-100Hz，即电机最高转速限制在4450rpm以内，以防工件平衡时转速太高，造成平衡机系统某些部件损坏等问题，甚至造成破坏事故。系统设定最低频率为28Hz，即平衡机启动时频率可迅速上升到28Hz，电机转速线性增加到对应的转速。同时避免因频率过低，启动时间过长，启动转矩不足，启动电流过大，损坏电机。 3.2加减速时间设定：启动变频器后，观察加速过程中输出电流，若输出电流过大，则延长加速时间，反之缩小加速时间。在停止变频器运行后，观察减速过程是否出现直流过压，若出现则延长减速时间，否则可缩短减速时间，根据现场试验结果，设定加速时间不超过为30秒。 3.3制动(刹车)设定:由变频器对电机施加直流电来起制动作用。制动有两种方式,一滑行制动，主要适用大、中型工件平衡时刹车，停车时，变频器开始制动并将频率降到3Hz（可调）时滑行停车。二紧急停车，一般用于小、微型工件平衡时刹车，全程制动时间是滑行制动两倍。 4 运行与操作 变频器投入运行后，能自动稳定工件平衡所需的转速，操作简便但必须遵守如下规定：（1）、启动前，检查工件与夹具之间的配合。安全架（安全罩）是否罩上，避免出现故障。 （2）、接通电源，调节变频器控制面板“▲▼”按钮,设定系统所需要的平衡转速频率。 （3）、启动：将变频器控制面板“RUN”按下，或在操作箱上按“启动”按钮，电机即可运转。 （4）、停车：将变频器控制面板“STOP”按下，或在操作箱上按“停止”按钮，电机即可停止。 （5）、各种保护功能齐全，发生故障时，变频器自动跳阐，且具故障自诊功能，减少操作者的重复劳动力。 5 结束语： 变频器在平衡机中应用，完全取代长期以接触器为主半导体元件组成的控制电路，且控制电路结构简单，稳定可靠，调试方便，故障少优点等。同时大大减少机械系统的变速机构和控制机构，使系统更加方便操作，设备工作效率更高。