电气传动中变频器应用技术研究

2017-05-05李旭颖

环球市场 2017年11期

关键词：电气传动输送带瓶子

李旭颖

中色科技股份有限公司苏州分公司

电气传动中变频器应用技术研究

李旭颖

中色科技股份有限公司苏州分公司

随着工业电气自动化的发展，变频器在现代电气设备中的应用也越来越广泛，在确保电气设备高效、稳定运行方面发挥着不可替代的作用。基于对变频器工作原理的研究，在变频器的运行过程中，应对其应用领域进行深入的了解，并制定具体的维护措施，具体从做好变频器参数的设定、控制变频器运行时间以及检查变频器电压情况等方面入手，保证变频器能够在具体应用中取得积极效果。基于此本文分析了电气传动中变频器应用技术。

电气传动；变频器；应用技术

1、变频器的工作原理分析

变频器主要由三相桥式整流、滤波、逆变系统、监测系统、中央控制系统微处理单元等组成的。

从上图可以看出，变频器的主要部件为三相桥式整流、滤波、逆变系统、监测系统、中央控制系统微处理单元。在具体的控制过程中，采取了分层控制的方式，既提高了控制系统的控制效果，同时也简化了控制流程，使整个控制流程能够得到有效的优化，在具体的控制效果上满足了实际需要。所以，了解并掌握变频器的工作原理，对做好变频器的应用和提高变频器的应用效果具有重要作用。

2、变频器的功能作用

2.1 变频节能

为了保证生产设备运行的可靠性，一般机械设备如水泵、风机等，在设计配用动力驱动时都留有一定的富余量，当电机不能达到满负荷运行时，就会产生多余的力矩，并导致相应的有功功率和电能的消耗浪费，这时就需要对电机的转速进行适当的调节。传统的转速调节方式主要是通过调节阀门和出入口挡板开度来实现的，这种调节方式的输入功率比较大，而且阀门和挡板在截流的过程中还会造成能源的大量消耗。而变频器则可以根据流量变化通过产生可变的电压和频率，对风机或水泵的转速进行及时的调节，从而满足不同负荷使用下对转速的最优化控制，并降低启动电流，从而实现变频节能的效果。

2.2 降低线路无功功率损耗

无功功率不仅会使功率因数和有功功率降低，导致大量电能白白损耗在线路中，造成电能的浪费和设备使用效率的下降，而且无功功率还会导致设备和线路发热，使线损增加，设备寿命下降，因此，要提高能源使用效率，必须要设法降低无功损耗。而变频器可通过内部滤波电容的作用，降低无功功率损耗，增加电网的有功功率，从而实现功率因数补偿节能的作用。

2.3 变频器的保护功能

变频器对电机设备的保护主要包括修正保护和停止保护两类。修正保护是指变频器在检知异常状态后可自动地进行异常修正动作，如再生过电压失速防止、电流失速防止；停止保护是指检测到异常状态后自动封锁电力半导体器件控制信号，使电机停止运行，如再生过电压切断、过电流切断、过热停电保护等都属于此类保护类型。变频器的保护功能在很大程度上保障了电机设备和线路的安全，延长了其使用寿命。

3、电气传动中变频器应用技术

本文主要分析了变频器在转速改进中的应用：

某厂新引进了一条瓶装生产线，注水机部分是从德国进口的产品，瓶输带是由台湾公司生产的。在两部分的接口处，在生产过程中需要一段输送带，使输送带能紧跟前一输送带的运转速度，保证注水机的供给。如果注水机减速运转，会延长停机等待的时间。注水机的进瓶输送带为1.5kW的电机传动，是由0.75kW的电机供给，由三菱变频器对其进行控制。原来的设计是将注水机的进瓶输送通过变频器模拟量进行控制，进瓶速度由注水机的速度决定。但是在生产过程中，由于瓶输带与进瓶输送带并没有同时跟进，在两段输送中有一段会出现瓶子孔雀，导致注水机降速和停机频繁发生，影响了生产的效率。经过实践分析发现，由于注水机的进瓶输送带会比瓶输送带的动率要大，导致注水机的启动速度较快。如果将瓶输送带的频率信号电源调高，在注水机的进瓶输送带低速运行或者停止运行时，会增加输送带与瓶子底部的摩擦，与生产工艺的要求不符合。因此，基于这种情况，该厂做了如下改进方法，如图1所示：

图1 控制输送带运转速度改进图

经过改造，在瓶子出现空缺时，进瓶输送带会以最高的速度去追赶注水机输送带的进瓶速度，这样就能够解决瓶子短缺问题。同时，由于注水机进瓶速度并非一定处于最高的运转速度，其模拟的输出量也不一定是最大的，因此，进瓶输送带可以不以最高的速度去追赶，只需要在最短时间内在传输带上放满瓶子即可，这样不仅能保证进瓶输送带与注水机输送带进瓶速度的统一性，还能减少输送带与瓶子底部的磨损。在改造中，该厂通过三段速度与电流控制的转换，对控制输送带的转速进行调整和优化。通过实践表明，变频器的整体运转比较稳定，也减少了注水机停机、降速故障的发生频率，提高了该厂的生产效率。同时，在改造中不需要更换设备元器件，也减少了设备更新的成本支出，提高了该厂的经济效益。