|
本文主要簡述變頻調(diào)速器在機械設(shè)備中的應(yīng)用及如何針對控制對象選配變頻調(diào)速器。機械設(shè)備主要是用交流電動機拖動 ，因此變頻調(diào)速器在機械設(shè)備中的應(yīng)用有一定的廣度和深度 。但是機械設(shè)備種類繁多，特性不一 。我們只有針對性地解決各類機械設(shè)備應(yīng)用變頻器的問題 ，才能充分發(fā)揮好變頻器的優(yōu)越性。
一、在機械設(shè)備中應(yīng)用變頻調(diào)速器目的
�。�1）滿足機械設(shè)備的調(diào)速功能、
它能滿足機械設(shè)備中電動機無級調(diào)速的要求 ，并在調(diào)速過程中實現(xiàn)軟起動 加、速、減速 、剎車及關(guān)機等需要，在起動和關(guān)機中無電沖擊和機械沖擊 。能對調(diào)速中的各種參數(shù)預(yù)置 從，而完成機械設(shè)備的各種功能要求。
�。�2）提高工程質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量
由于變頻器調(diào)速范圍大、調(diào)速精度高，在機械設(shè)備中應(yīng)用它，可提高工程質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量 。如 ：提高機床機械加工速度、提高傳輸設(shè)備的精度等。
�。�3）節(jié)省電力
在機械設(shè)備中配備電動機往往 大“馬拉小車”或，者機械設(shè)備中電動機在重負(fù)荷和輕負(fù)荷之間往復(fù)工作。應(yīng)用變頻調(diào)速器 ，可根據(jù)負(fù)荷需求功率的大小，實時控制功率的輸出，以達到最大的節(jié)省電力。尤其在風(fēng)機、水泵等減力矩負(fù)載的應(yīng)用中，可大量節(jié)電。
二、在機械設(shè)備中針對控制對象應(yīng)用變頻器
（1）速度
在機械設(shè)備中，“速度”本身就是控制對象。很多情況又將速度轉(zhuǎn)化為流量、張力、壓力、溫度、重力及力矩等等為最終控制對象，因此控制速度是最基本的事情。首先要確定負(fù)載的特性 ，是 “恒力矩”還是“恒功率”、“減力矩”。有針對性地選配變頻器 ，要確定調(diào)速范圍的大小、調(diào)速的精度、加減速度時間及確定系統(tǒng)的慣量等等 。
�。�2）位置
防爆電機 (EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)在機械設(shè)備中有的把“位置”或“角度”等作為控制對象。如機床、機器人、軋棍、電梯、超重機械、調(diào)節(jié)風(fēng)門及行車等。變頻器用于控制負(fù)載位置的特點是從：簡單到高級；以轉(zhuǎn)速積分的形式變化；電動機的旋轉(zhuǎn)角度也可以控制 ，控制中根據(jù)需要可逆運轉(zhuǎn) 。變頻器控制位置的方式有三類 ：開環(huán)位置控制、閉環(huán)位置控制和手動決定位置。
�。�3）張力
對于造紙、紡織、鋼鐵及膠卷等卷繞物需要恒張力控制 。張力控制有三種方式 ：一是采用轉(zhuǎn)矩電流控制，此法簡單方便，但精度差；二是采用張力傳感器 ，輸入張力與給定轉(zhuǎn)速比較 ，使轉(zhuǎn)速隨張力變化 ，達到張力恒定；三是采用拉延的張力控制 。加工物中前后有兩個滾筒 ，用兩測速傳感器去檢測前后滾筒轉(zhuǎn)速 ，由兩變頻器控制使其同步 ，達到恒張力的目的 。
（4）流量
對于液體和氣體的流量是通過改變電動機轉(zhuǎn)速來進行控制的。風(fēng)機、泵的轉(zhuǎn)速特性與轉(zhuǎn)速的平方成正比，變頻器可以以開環(huán)形式對其控制 ；也可利用流量傳感器，輸人流量比較給定設(shè)置 ，實現(xiàn)高精度流量控制 。
（5）溫度
建筑物或加熱爐的溫度是由熱風(fēng) 、冷風(fēng)或者燃料的輸送所決定的。利用熱電偶和熱電阻作為測溫傳感器輸，入溫度比較給定設(shè)置 ，實現(xiàn)閉環(huán)溫度控制 。但是一般應(yīng)該應(yīng)用PID調(diào)節(jié)器補償系統(tǒng)慣量。
（6）壓力
對于液體、氣體往往需要壓力控制，壓力控制的特點是：要求精度不高；壓力與電動機的轉(zhuǎn)速為非線性關(guān)系；液體不可壓縮，控制中響應(yīng)速度快；而氣體能壓縮，壓力變化緩慢；壓力控制與流量控制密切相關(guān) 。用變頻器帶動泵 ，可實現(xiàn)開環(huán)或閉環(huán)壓力控制 。
三、針對不同類型的機械設(shè)備選配變頻調(diào)速器
�。�1）傳輸設(shè)備
傳輸設(shè)備及其他恒力矩設(shè)備可選用通用變頻調(diào)速器 ，選用矢量型或v／F型 ，應(yīng)選擇50Hz以下頻率使用，以lO 50Hz為好 。高精度的機械設(shè)備，可采用測速傳感器帶反饋實現(xiàn)閉環(huán)高精度控制 。
（2）機床設(shè)備
機床設(shè)備原機械調(diào)速系統(tǒng)為恒功率特性 ，即轉(zhuǎn)速越低 ，力矩越大 。由于變頻器只能 “恒力矩”，不能增加力矩 ，采用變頻器后 ，應(yīng)保留一定機械減速系統(tǒng)適，當(dāng)增加電動機功率或電動機極數(shù) ，應(yīng)選用帶 “剎車系統(tǒng)”的矢量型變頻調(diào)速器，必要時可選用變頻器專用電動機 。
�。�3）風(fēng)機、水泵
風(fēng)機、水泵等減力矩負(fù)載可采用經(jīng)濟型變頻器調(diào)速。采用通用變頻器調(diào)速時 ，應(yīng)將低頻力矩提升降低。在應(yīng)用中若能夠準(zhǔn)確測量電動機實際運行的功率可，適當(dāng)降低變頻器的配備容量 。
（4）卷繞設(shè)備
一般通用變頻器或者較為高檔的變頻器都有自動減速系統(tǒng) 。在卷繞設(shè)備的應(yīng)用中 ，若要求不高 ，可采用自動減速功能 ；若卷繞設(shè)備對恒張力要求高 ，可采用張力傳感器或雙機轉(zhuǎn)速同步控制 ，進行恒張力控制 。
總之，我們在應(yīng)用變頻器時，應(yīng)首先掌握其5OHz以下為“恒力矩”特性，50Hz以上為“恒功率”特性，根據(jù)應(yīng)用的目的，針對被控對象，才能在機械設(shè)備中應(yīng)用好變頻器，發(fā)揮其優(yōu)越性 。
|
