G120变频器在传动试验器润滑系统中的应用

2020-12-28喻杰

机械工程与自动化 2020年6期

喻杰

(中国航发湖南动力机械研究所，湖南株洲 412002)

0 引言

直升机传动系统某型号尾减速器的温度场以及干运转考核试验中，要求试验件滑油温度稳定保持在某几个较高值，在前期各种型号的试验中，尾减速试验件并未外接润滑加温管路，若依靠试验件本身在考核载荷下进行运转，远远达不到试验温度要求。试验器初期购买的润滑系统中虽然带有加温以及散热功能，但并未接泵及电机，而尾减速器试验件本身又不带滑油泵，因此需要对原润滑系统进行设备改造，在加温以及散热管路中增加供油泵及电机以达到试验件循环供油的目的，同时需要对供油泵电机进行调速，以给试验件提供适当压力和流量的滑油。

电机及变频器通常由PLC实现启停以及进行调速，但由于此次试验任务迫切，准备时间较短，且试验并不属于长时间运行的常规试验，在不改变现有PLC程序结构以及无其他多余PLC控制器的情况下，可以采用以下三种方法实现启停控制：①使用西门子变频器自带的Bop面板；②在上位机安装变频器配套的STARTER软件；③在变频器端子排外接启停按钮及调速电位器。由于变频器离操纵间距离较远，前两种方法的通讯电缆长度满足不了要求，因此选择使用外接电气元件的形式实现。而目前车台现有物料中有电位器、不带自锁功能的点动按钮、指示灯、斜坡面板、多芯屏蔽电缆等，因此控制方案也需要按照该物料清单进行设计。

1 控制的实现

本文采用的西门子变频器G120控制单元CU240E-2是根据预定义接口宏来设置命令源和指定源的，在其所有预定义接口宏的端子排的基本控制功能中，均没有通过一个或者多个点动信号来实现启停控制的，如在出厂设置宏12的接口设置和原理图中，启停信号采用的是一个带自锁的按钮实现的，因此若在该宏设置情况下要实现使用两个点动按钮分别实现启动和停止功能时，需要使用西门子变频器的高级功能，即二进制互联BiCo技术和内部自由功能块FFB[1]，将相关数字量输入点BiCo使能后，与变频器内的RSR自由功能块(RS 触发器，复位支配)进行连接，再配合相关的参数设置才能完成。

电机启动以后，相关数字量输出信号连接的运行指示灯亮，接着需要对试验件润滑系统供油泵电机进行调速，本文采用变频器端子排上外接电位器的形式实现，系统搭建完成后，根据后续调试，给定变频器以约 20 Hz的频率值运行，即可以满足试验需求。

斜坡面板上打孔安装有点动启停按钮两个，运行指示灯一个，调速电位器一个，如图1所示。斜坡面板上的电气元件与变频器端子之间的接线如图2所示。

图1 斜坡面板上的电气元件

图2 变频器端子接线图

2 变频器设置

2.1 基本参数设置

采用西门子变频器自带的Bop面板可以方便地对变频器参数进行设置。先设置电机参数、变频器命令源、速度设定源等基本参数，如下所示：

p1300[0]=0：变频器为线性V/F控制；

p100=0：电机为国产IEC电机；

p304[0]=380 V:电动机的额定电压为380 V；

p305[0]=2.8 A，电动机的额定电流为2.8 A；

p307[0]=1.1 kW：电动机的额定功率为1.1 kW；

P0308[0]=0.81：电动机的额定功率因数为0.81；

p311[0]=1 490 rpm：电动机的额定转速为1 490 r/min；

P0015=12，预定义接口宏为12；

p1080[0]=0；电机最低转速为0 r/min；

p1082[0]=1 500 rpm，电机最高转速为1 500 r/min；

p1120[0]=30 s：斜坡上升时间为30 s；

p1121[0]= 30 s：斜坡下降时间为30 s；

p840[0]= r20189，设置指令源，启动命令设置为r20189，该参数为自由功能块RSR 0 的数字量输出信号。

p1070[0]=r755[0]：将模拟量输入AI0作为转速主设定值。

p730=r52.2：将数字量输出信号DO 0作为运行使能信号输出。

完成变频器基本参数设置后，为了取得良好的控制效果以及构建准确的电机模型，选择对电机进行静态识别检测[2]，检测后无故障，说明以上各项参数设置与电机实际情况相符。

2.2 RSR自由功能块及其参数设置

RSR自由功能块如图3所示，RSR自由功能块各参数设置如下：

(1)输入参数：

p20188[0]=r722.0：将数字量输入DI0设置为置位信号；

p20188[1]=r722.1：将数字量输入DI1设置为复位信号。

(2)执行组参数：

P20191=1，设定其执行组参数为1；

r20001[1]=8 ms：执行组1的采样时间为8 ms。

(3)执行顺序参数：

p20192 =520：RSR自由功能块在执行组1中的执行顺序为520。

(4)输出参数：

r20189用于BiCo互联，为电机启动命令。

根据RSR自由功能块的工作原理，同时结合图3，(其中用S表示置位命令Set，用R表示复位命令Reset，RSR输出用Q表示)，当S=1时，Q=1；R=1时，Q=0；S=R=0时，Q保持不变；S=R=1时，Q=0。

图3 RSR自由功能块

同时结合参数设置与图2变频器端子接线图，当点动启动按钮时，即图2中DI0=1，根据BiCo互联技术，r722.0为C0/BO参数，表示的即为数字输入DI0的状态，而之前已经将RSR自由功能块的输入信号p20188[0]设置为r722.0了，故此时p20188[0]=1，即置位命令S=1，Q=1，RSR输出r20189=1，而之前已经将RSR自由功能块的启动命令信号p840[0]设置为r20189了，故p840[0]=1，电机启动，运行指示灯亮，此时可以进行电位器调速；再点动停止按钮时，即图2中DI1=1，根据BiCo互联技术，r722.1为C0/BO参数，表示的即为数字输入DI1的状态，而之前已经将RSR自由功能块的输入信号p20188[1]设置为r722.1了，故此时p20188[1]=1，即R=1，Q=0，RSR输出r20189=0，p840[0]=0，电机停止，运行指示灯熄灭。