1、正弦變頻器在切 帶收卷中的應(yīng)用 天水鐵路電纜有限責(zé)任公司馬立富 摘要：本文主要介紹了我公司切帶機收卷系統(tǒng)變頻改造的情況，詳細(xì)分析了利用 EM303B 變頻器力矩控制方式的技改方案、調(diào)試過程和節(jié)能效果，為其它行業(yè)中類似應(yīng)用提供了一定的理論和實踐經(jīng)驗。關(guān)鍵字 : 切帶機收卷正弦變頻器調(diào)試一概述我廠切帶機收卷輥電機原是四臺4KWE 相異步電動機，電機起動控制采用固態(tài)繼電器控制電動機直接啟動方式。直接啟動的缺點：起動電流大造成張力沖擊，瞬間大扭矩輸出不但對機械傳動沖擊大、而且對電機壽命有損壞， 而且根據(jù)鋁帶收卷負(fù)載的變化電機輸出不能自動調(diào)節(jié)，造成電能源浪費。為了提高設(shè)備正常使用率及降低能耗，公司決定對

2、該設(shè)備收卷系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造。通過對國內(nèi)變頻器市場的了解，最終選用深圳市正弦電氣股份有限公司的正弦變頻器EM303曠品。該變頻器相對其它產(chǎn)品性價比高、產(chǎn)品質(zhì)量性能穩(wěn)定，最主要可采用無速度傳感器開環(huán)矢量控制技術(shù)，不僅使異步電動機的調(diào)速性能可以達(dá)到與直流電動機特性相媲美的效果，而且能使普通異步電動機輸出力矩達(dá)到力矩電機的控制性能，適合切帶機現(xiàn)場使用條件。二改造方案（1）原有收卷電機參數(shù)：電機型號：Y132M-4，額定功率： 4KW,額定電流：8.8ALIL21FM1 、i、咂、曲、 xvy- 號收卷電杠二郭就 JL三孔卷電機酹狀電機1.1 1L5L' L2 CF1.' 1.7 I.F

3、1.1 u 口24WC24VDC24YDC24VDCU V WU V T1*圖 2-1 改造前電氣原理圖(2 ) 現(xiàn)有方案米用觸摸屏 + PLC+變頻器控制方式 ：EM303B一一號收卷電機號變頻器EM303B二二號收卷電機_號變頻器EM303B三1三號收卷電機號變頻器、 /9 勰頻器十收卷電機圖 2-2 改造后控制結(jié)構(gòu)框圖威綸通觸摸屏型號： TK6100iPLC型號：西門子S7-200CN CPU224xpcn變頻器型號： EM303B-5R5G-3開環(huán)矢量控制變頻器電機型號： YVP1121-4 說明：根據(jù)原有電機技術(shù)參數(shù)以及這么多年現(xiàn)場使用情況一直良好，這次改造選擇電機容量變頻器容量初步

4、仍然考慮4KW;在人機界面里設(shè)置張力參數(shù)，經(jīng)PLC運算輸出作為收卷變頻器的給定值。因涉及軟件編程，這個部分不作重點介紹。下面著重介紹變頻器調(diào)試過程。三. 正弦 303B矢量型變頻器安裝、參數(shù)設(shè)置及調(diào)試1. 變頻器初始安裝平面圖：- 號娉爲(wèi)二號妁器三號犧器四號軸器圖 3-1 控制柜變頻器初始安裝平面圖2. 變頻器外圍設(shè)備安裝及注意事項(1) 變頻器前端加交流輸入電抗器，降低有變頻器產(chǎn)生的諧波分量，抑制尖峰電流 ，電壓而且還能改善系統(tǒng)的功率因數(shù)。出入電抗器即能阻止來自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流器產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。（2） 變頻器輸出側(cè)加噪聲濾波器。電磁感應(yīng)使信號線上載有噪聲而導(dǎo)致控制設(shè)備吳動

5、作 ；變頻器本身及電纜發(fā)射的高頻電磁波，會對 附近的無線電設(shè)備產(chǎn)生干擾 ，因此在變頻器的輸出側(cè)連接噪聲濾波器可降低感應(yīng)干擾和無線電干擾。（3） 導(dǎo)線穿金屬管。為了抑制輸出側(cè)感應(yīng)干擾，采用將變頻器到電機的連線全部導(dǎo)入接地金屬管，輸出連線全部用屏蔽線。（ 4） 控制回路接線注意事項：將控制回路連接線與其他導(dǎo)線分開走；為避免干擾引起的誤動作，控制回路連線采用絞合的屏蔽線；切勿將屏蔽網(wǎng)接觸到其他信號線及設(shè)備外殼；收卷電機圖 3-2 變頻器控制回路基本接線圖4. 變頻器通電前檢測：（ 1）輸入電源電壓與變頻器匹配正確 , 變頻器可靠接地；（ 2）輸入電源線正確接變頻器的電源輸入端子；（ 3）變頻器的輸出

6、端子與電機的輸入端子正確連接； （4）控制回路端子與控制設(shè)備連接正常，端子處于斷開狀態(tài)； （ 5）負(fù)載電機空載； 通電前檢查一切正常，給變頻器上電，電源指示燈亮，操作面板顯示正常，無故障報警信息說明上電變頻器一切正常。5. 變頻器主要參數(shù)設(shè)置，其它參數(shù)選擇系統(tǒng)默認(rèn)。（ 1） F0-02 = 3 （驅(qū)動方式設(shè)置為無 PG矢量控制即無轉(zhuǎn)速反饋矢量控制方式 （將交流異步電動機轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髁仉姍C ） ）控制方式說明：正弦 303B矢量型變頻器可以實現(xiàn)無轉(zhuǎn)速反饋矢量控 制。不僅對速度實時估算， 而且進(jìn)行反饋控制，速度電流全程均實時 閉環(huán)控制，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)速度控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)力矩控制，在這選用力矩控制。（

7、 2） F0-03 = 1 （參數(shù)輸入方式為力矩輸入）給定方式說明：變頻器的給定方式指變頻器驅(qū)動電機時，以電機的力矩電流為被控目標(biāo)，所以選力矩給定方式。（3）F0-08 = 0 （電機運轉(zhuǎn)方向為只允許正轉(zhuǎn)）F0-04 = 1 （啟動停車控制方式為端子控制）F0-17 = 50 （上限頻率設(shè)置為50HZF2-00 = 1 （多功能輸入 X1設(shè)為運行）F5-11 = 2 （通用力矩給定為VS說明：模擬量輸入端子VS輸入的電壓作為力矩電流給定值F5-14 = 0說明：力矩控制上限頻率限定為上限頻率50HZ （用來限制力控制時的極限轉(zhuǎn)速）變頻器工作在無PG矢量控制 1 模式下，變頻器的最高輸出頻率受力

8、矩控制上限頻率（ F5-14 ）的限制。FA-06=0 （通用力矩選擇設(shè)為通用力矩輸入，有F5-11 的設(shè)定決定）6. 變頻器參數(shù)自辨識（1） 設(shè)置電機基本參數(shù)：F1-00=0 （電機型號交流異步電動機）F1-01=4 （電機額定功率4KW）F1-02=380 （電機額定電壓380V）F1-03=8.8（電機額定電流8.8A ）F1-04=50 （電機額定頻率50HZ）F1-05=1440 （電機額定轉(zhuǎn)速1440 轉(zhuǎn)）F1-06=1 （電機連接方法三角形連接）（2） 電機基本參數(shù)設(shè)置完成后對電機進(jìn)行自辨識：將F0-04 = 0（啟動停止方式設(shè)為鍵盤控制）；F1-15 = 1 （參數(shù)自辨識設(shè)為電

9、機靜止自辨識，自辨識是電機獲得最佳的運行特性）時，變頻器即開始對電機進(jìn)行靜止自辨識。電機自辨識完成，界面退回到初始上電狀態(tài)。7. 收卷空載單動調(diào)試：1）每一個收卷單獨空載運行檢查，電機空載用控制端子啟動變頻器運行，檢查確認(rèn)驅(qū)動系統(tǒng)的運行狀態(tài)正常；（2）電機運行平穩(wěn)，旋轉(zhuǎn)正常，方向正確，加減速過程正常，無異常震動與噪音；（3）變頻器操作面板顯示數(shù)據(jù)正常，輸入輸出正常；（ 4）觸摸屏輸入張力給定， 變頻器面板顯示跟著觸摸屏給定變化 而變化；8. 收卷空載聯(lián)動調(diào)試單個收卷調(diào)試完成后，開始四個收卷聯(lián)動空車調(diào)試。選擇聯(lián)動狀態(tài)，輸入張力給定，同時啟動四臺收卷發(fā)現(xiàn)總會有一臺而且是不固定的收卷變頻器無輸出，經(jīng)

10、檢查發(fā)現(xiàn)變頻器啟動正常，給定正常，但就是沒有輸出。原因分析：盡管安裝時做了充分的抗干擾工作，但由于受現(xiàn)場安裝條件限制，四臺變頻器安裝在在同一控制柜內(nèi)距離較近，同時運行時存在非常嚴(yán)重的自身及相互干擾的問題。解決方法：1、將模擬量給定線換為屏蔽線并在上面加抗干擾磁環(huán)，變頻器輸出到電機的連線也換為屏蔽線，屏蔽線一端牢靠接地變頻器也牢靠接地。2、將兩臺變頻器安裝到另外一臺操作柜內(nèi)，因柜體（金屬外殼）的屏蔽作用，將干擾消除。技術(shù)措施完成后，再次運行系統(tǒng)，四臺收卷同時正常啟動，再沒出現(xiàn)以上現(xiàn)象。9. 收卷帶負(fù)載聯(lián)動調(diào)試空車運行正常后，上鋁帶帶負(fù)載調(diào)試。實際運行中，曾出現(xiàn)以下兩個問題：（ 1）當(dāng)四道收卷給定

11、張力設(shè)定一致時，發(fā)現(xiàn)第一道輥收卷張力合適， 后面三個收卷輥張力一道比一道松，這樣就造成鋁帶收不緊，卷徑大到一定直徑時鋁帶自動倒落。原因分析：因第一道輥位置靠前，當(dāng)它的張力最大時，鋁帶處于崩緊狀態(tài)， 切帶的負(fù)載主要落在第一道輥上，其它輥的收卷不需要大負(fù)載，滿足被動收卷就可以了。經(jīng)過反復(fù)試驗，最終給定參數(shù)設(shè)置后道比前道大2%，這樣的經(jīng)驗值能保證每道輥上的鋁卷收卷張力保持相同的運行參數(shù)，同步運行，為后道工序生產(chǎn)提供了有力保障。（2）帶負(fù)載運行過程中，四臺變頻器不固定時的會出現(xiàn)過流報警停車（HOC瞬時過流），主機因不能及時停車會造成鋁帶卷收到切刀中，不僅會造成鋁帶的浪費，嚴(yán)重時造成切刀的損壞。原因分析

12、：在運行過程中，通過對電機參數(shù)和變頻器參數(shù)輸出電流有效值（ C0-13）的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)變頻器功率選型偏小一檔，輸出電流為 10A 當(dāng)電網(wǎng)或負(fù)載稍微有些波動時，變頻器的過流冗余量略顯偏小。將變頻器更換為同型號5.5KW的（矢量控制方式時，電機容量與變頻器容量不宜過大，否則可能造成控制性能下降或系統(tǒng)無法正常工作）。更換為 5.5KW變頻器后，將張力設(shè)定到100%（對應(yīng)給定電壓 10V 值），變頻器輸出電流為10A 左右，而變頻器額定電流為13A 過流 倍數(shù)為1.5倍，這樣保證負(fù)載即使?jié)M載時電流值也在變頻器的額定范圍里，變頻器運行可靠。四. 變頻改造后的切帶機收卷，有以下優(yōu)點:圖 4-1 改造后正在運行中得收卷（ 1） 收卷張力調(diào)整簡單，張力與