淺談起重機(jī)變頻器及電氣控制系統(tǒng) 變頻器是系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵�？梢哉f(shuō)變頻器的性能基本上決定了起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能。
現(xiàn)在起重機(jī)的設(shè)計(jì)者已經(jīng)可以方便地采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式的變頻器來(lái)控制起重機(jī)，這是一種非常適合起重機(jī)負(fù)載用的變頻器。為什么說(shuō)直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)變頻器適合起重機(jī)控制，主要有如下幾點(diǎn):
(1) 杰出的力矩控制性能。變頻器能按照實(shí)際負(fù)載的大小在小于5ms的時(shí)間內(nèi)提供所需要的輸出轉(zhuǎn)矩，負(fù)載的轉(zhuǎn)矩直接被控制，由DTC變頻器傳動(dòng)的起重機(jī)，動(dòng)態(tài)性能優(yōu)異，能適應(yīng)沖擊載荷，安全性能好。
(2) 突出的速度控制性能。變頻器內(nèi)部的速度觀測(cè)器可以在沒(méi)有速度傳感器的情況下進(jìn)行對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)際速度的估算，動(dòng)態(tài)的速度誤差優(yōu)于0.4%sec，即使變頻器外部速度不閉環(huán)控制，電機(jī)有足夠硬的外特性。
(3) 良好的起動(dòng)性能。變頻器在起動(dòng)過(guò)程中能提供200%額定值的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此起動(dòng)加速有力，起動(dòng)非常平穩(wěn)，并可以在很低的頻率下起動(dòng)電機(jī)，有效拓展了實(shí)際的調(diào)速范圍。
直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是交流傳動(dòng)當(dāng)今發(fā)展的重要成果。變頻器在20多年中，已經(jīng)歷了從恒壓頻比(V/F=C)控制、電壓矢量控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、無(wú)速度傳感器矢量控制和無(wú)速度傳感器的直接轉(zhuǎn)矩控制的歷程。
大家知道，變頻器根據(jù)電機(jī)的外特性對(duì)供電電壓、電流和頻率進(jìn)行控制，不同的控制方式所得到的調(diào)速性能是不同的。80年代中期，市場(chǎng)上銷售的還大都是恒壓頻比控制的變頻器，V/F恒定控制是在控制電機(jī)電壓變化的同時(shí)控制變頻器的輸出頻率，并使二者的比值為一常數(shù)，從而使電機(jī)的磁通基本保持恒定。這種控制的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是低速時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，轉(zhuǎn)矩輸出性能較差，原因是低頻情況下電機(jī)的定子電阻引起的電壓降所占的比重增大，使得仍按V/F恒定控制已不能使電機(jī)的磁通恒定，通常在低于20Hz輸出力矩就開(kāi)始下降，因此低速段電機(jī)的力矩往往不足。
為了提高低速段的力矩不得不采取借助提高電壓的辦法，它所帶來(lái)的后果是電機(jī)被過(guò)度激勵(lì)而導(dǎo)致電機(jī)磁路飽和，電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱和效率降低。這種變頻器內(nèi)部對(duì)電流是不控制的，無(wú)法根據(jù)負(fù)載實(shí)時(shí)地改變輸出轉(zhuǎn)矩得大小，所以難以滿足起重機(jī)作業(yè)的要求，具體表現(xiàn)在:起動(dòng)頻率必須很高，調(diào)速的范圍變得很窄，若用于起升機(jī)構(gòu)，動(dòng)態(tài)性能不佳，在要求快速作業(yè)或荷重有沖擊的情況時(shí)電機(jī)輸出力矩往往不足，容易溜鉤，安全性難以保證。
旨在改善V/F恒定控制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的問(wèn)題，各變頻器生產(chǎn)商相繼開(kāi)發(fā)出電壓空間矢量控制(即磁通控制)方式的變頻器，方法是對(duì)SPWM電壓進(jìn)行修正并加以控制，以獲得電機(jī)園形磁場(chǎng)，但是這類變頻器在低速轉(zhuǎn)矩輸出性能方面改善并不明顯。
通用變頻器真正進(jìn)入起重機(jī)領(lǐng)域是矢量控制型推出之后。矢量控制實(shí)現(xiàn)的基本原理是通過(guò)測(cè)量和控制電機(jī)的定子電流矢量，根據(jù)磁場(chǎng)定向原理分別對(duì)電機(jī)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。
矢量控制方式有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的控制方式、有速度傳感器矢量控制方式和無(wú)速度傳感器的矢量控制方式等。基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式同樣是在V/F=C控制的基礎(chǔ)上，通過(guò)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度，得到相應(yīng)的控制頻率，然后根據(jù)希望得到的轉(zhuǎn)矩，分別控制定子電流矢量及兩個(gè)分量間的相位。這種控制方式的最大特點(diǎn)是可以消除動(dòng)態(tài)過(guò)程中轉(zhuǎn)矩電流的波動(dòng)，從而提高了通用變頻器的動(dòng)態(tài)性能。早期的矢量控制的通用變頻器基本上都是采用基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式。
采用矢量控制方式實(shí)現(xiàn)精確的磁場(chǎng)定向需要在電動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝磁通檢測(cè)裝置，這是一件比較困難的事情;由于矢量控制方式需要準(zhǔn)確地輸入電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，還需要使用速度傳感器或編碼器，甚至需要使用廠商指定的專用電動(dòng)機(jī)，給使用者帶來(lái)麻煩不說(shuō)，如果上述條件不滿足，就難以達(dá)到理想的控制效果。所以矢量控制必須朝無(wú)磁通檢測(cè)器方面發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)，即使不在異步電動(dòng)機(jī)里面直接安裝磁通檢測(cè)器，仍然可以在變頻器內(nèi)部得到與磁通相應(yīng)的量，并由此得到所謂的無(wú)速度傳感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根據(jù)輸入的電動(dòng)機(jī)銘牌參數(shù)，按照轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式分別對(duì)勵(lì)磁電流(或磁通)和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓和頻率使勵(lì)磁電流(或磁通)和轉(zhuǎn)矩電流的指令值與檢測(cè)值達(dá)到一致，并輸出轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)矢量控制。
直接轉(zhuǎn)矩控制也被稱為“直接自控制”，這種“直接自控制”的思想是以轉(zhuǎn)矩為中心來(lái)進(jìn)行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制。和矢量控制不同，直接轉(zhuǎn)矩控制不采用解耦的方式，在算法上不需要進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換，只要通過(guò)檢測(cè)電機(jī)定子電壓和電流，借助瞬間空間矢量理論和定子磁場(chǎng)定向的分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下分析電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算與控制電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得到的差值，采用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器，把轉(zhuǎn)矩值限制在一定的容差范圍內(nèi)，容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來(lái)控制，并有此產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號(hào)，去控制逆變器開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制比較，直接轉(zhuǎn)矩控制磁場(chǎng)定向所用的是定子磁鏈，只要知道定子電阻就可以把它觀測(cè)出來(lái);而矢量控制磁場(chǎng)定向所用的是轉(zhuǎn)子磁鏈，觀測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈則需要知道電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻和電感。另一個(gè)不同之處是直接轉(zhuǎn)矩控制把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量，而矢量控制是通過(guò)控制電流、磁鏈等量去間接控制轉(zhuǎn)矩，所以直接轉(zhuǎn)矩控制的物理概念更明確，結(jié)構(gòu)也更簡(jiǎn)單。
實(shí)際應(yīng)用的效果也證明，直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器不但性能好，使用也特別方便。不但在起升電動(dòng)機(jī)應(yīng)用是如此，運(yùn)用在大小車走行電動(dòng)機(jī)上效果也特別好，因?yàn)榇笮≤囃嵌嚯姍C(jī)并聯(lián)運(yùn)行由一臺(tái)變頻器供電，直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器在多電機(jī)并聯(lián)時(shí)依然可以DTC控制，充分發(fā)揮轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)點(diǎn)，而矢量控制卻做不到這一點(diǎn)。直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器的種種優(yōu)點(diǎn)，使得許多起重機(jī)生產(chǎn)企業(yè)把直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器作為首選的變頻器來(lái)加以采用。
2.2 關(guān)于起重機(jī)控制的專用軟件
選用DTC起重機(jī)控制的專用軟件是一種系統(tǒng)優(yōu)化的簡(jiǎn)單辦法。起重機(jī)應(yīng)用控制軟件往往由變頻器制造商提供，該軟件針對(duì)起重機(jī)作業(yè)的常規(guī)要求而編制，對(duì)于一般應(yīng)用場(chǎng)合是足夠了，將這種專用的軟件裝載到所適配的變頻器上，這些變頻器將具備如下功能(以ACC變頻器為例):
(1) 提供起重機(jī)所需要的操作端口。例如起升變頻器它通常具有:零位信號(hào)檢測(cè)、制動(dòng)器延時(shí)打開(kāi)命令、制動(dòng)器動(dòng)作應(yīng)答信號(hào)、鋼絲繩松弛、提升命令、下降命令、快速停車命令等。
(2) 為提高系統(tǒng)的安全性能，提供了制動(dòng)器的狀態(tài)檢測(cè)、操作手柄的邏輯監(jiān)控和開(kāi)機(jī)前的力矩校驗(yàn)等。
(3) 在起動(dòng)之前自動(dòng)對(duì)電機(jī)實(shí)行直流勵(lì)磁，油脂浸出設(shè)備以保證電動(dòng)機(jī)能迅速地提供輸出轉(zhuǎn)矩，并通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的時(shí)間使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與制動(dòng)器釋放的時(shí)間相配合。
(4) 為防止出現(xiàn)“倒拉”，軟件提供電動(dòng)機(jī)輸出力矩記憶功能，每次提升結(jié)束都自動(dòng)地將變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩值記憶下來(lái)，當(dāng)載荷在空中再次提升時(shí)，變頻器將輸出與上一次大小相當(dāng)?shù)牧亍?/FONT>
(5) 提供電動(dòng)機(jī)功率優(yōu)化功能，在電機(jī)超過(guò)同步速進(jìn)入恒功率區(qū)時(shí)將自動(dòng)按荷重的大小限制電機(jī)的速度，以保證電機(jī)有足夠的轉(zhuǎn)矩來(lái)控制負(fù)載。
(6) 用于下降的斬波制動(dòng)單元一旦發(fā)生異常，電動(dòng)機(jī)將緊急停車。
這種由專用軟件控制的變頻器給起重機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)莫大的便利，甚至不需要PLC平臺(tái)就能很好地工作。這種起重機(jī)專用變頻器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)在大噸位，不需要快速地上升、下降切換操作的場(chǎng)合是很適用的。
然而，對(duì)于要求快速作業(yè)的場(chǎng)合，它的缺點(diǎn)就顯露出來(lái)了。比如制動(dòng)器必須在電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速到零時(shí)動(dòng)作，司機(jī)會(huì)感覺(jué)動(dòng)作拖塌;比如變頻器有限的I/O控制端口中有相當(dāng)?shù)谋恢付槠鹬貦C(jī)專用口后，自行組態(tài)受到了限制等等。由于變頻器內(nèi)部軟件組的開(kāi)放有一定的權(quán)限，一般使用者無(wú)力去改變。
為了提高起重機(jī)的操縱性能，適用快速作業(yè)的要求，較為理想的解決方法是采用ACS標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用宏的變頻器和自行建立PLC控制平臺(tái)，ACS和ACC這兩種變頻器在硬件上是完全一樣的。設(shè)計(jì)時(shí)可將專用變頻器軟件的主要設(shè)計(jì)思想融入到PLC平臺(tái)中，自行編制控制軟件，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是束縛少，功能更豐富，控制也更為靈活。例如在控制程序中調(diào)用變頻器內(nèi)部第二加減速功能簡(jiǎn)單方法，可以大大提高整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)起、制動(dòng)的快速性，也充分利用了變頻器的過(guò)載能力;例如加入防超速、防溜鉤、防倒拉等保護(hù)功能，這種系統(tǒng)在鐵路集裝箱起重機(jī)上推廣應(yīng)用，取得很滿意的效果。
2.3 關(guān)于再生能量的處理方式
起重機(jī)變頻器在降頻過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)從電動(dòng)狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)由此獲得制動(dòng)轉(zhuǎn)距。減速越快，負(fù)載的GD2越大，再生的能量也就越大。處理這部分能量既可防止變頻器直流母線電壓超過(guò)額定電壓，造成變頻器的損壞，同時(shí)又可獲得所需要的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
起重機(jī)在再生能量的處理上，應(yīng)用最多的是采用外接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的方法，它的優(yōu)點(diǎn)是將再生能量消耗在電機(jī)之外，電動(dòng)機(jī)不發(fā)熱，適合頻繁工作。缺點(diǎn)是這部分再生能量在電阻上以熱能形式被白白消耗掉了。這種方式在理論上不及采用可逆變流器的能量回饋型的處理方式好，因?yàn)榛仞佇涂梢詫⒃偕芰炕仞侂娋W(wǎng)，使再生能量得到完全的利用。然而，回饋型對(duì)以滑觸方式受電的起重機(jī)是不合適的，任何受電器的跳動(dòng)都有可能造成逆變的失敗，乃至殃及變頻器損壞。
對(duì)于一個(gè)全變頻控制的系統(tǒng)，榨油設(shè)備采用變頻器公共直流母線供電方式是應(yīng)推崇的方案。起升、大小車、回轉(zhuǎn)所有逆變器連接在一條公用直流母線上，共用一個(gè)網(wǎng)側(cè)整流器。此系統(tǒng)中往往有一臺(tái)或及臺(tái)工作于再生狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過(guò)直流母線被處于電動(dòng)狀態(tài)的其他電動(dòng)機(jī)所吸收，不能完全吸收時(shí)，則通過(guò)共用的制動(dòng)電阻消耗掉。這種方式僅管沒(méi)有回饋電網(wǎng)，但再生能量被得到充分利用。
3 系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題
起重機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題是個(gè)很突出的問(wèn)題。可靠性問(wèn)題解決得好(實(shí)際上也是一個(gè)優(yōu)化的問(wèn)題)，可以充分發(fā)揮變頻起重機(jī)所具有的種種優(yōu)點(diǎn)，可靠性問(wèn)題解決得不好，則成為推廣變頻技術(shù)的瓶頸。
3.1 規(guī)范設(shè)計(jì)
起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范尚在完善之中，應(yīng)該看到目前在不少設(shè)計(jì)中還或多或少地存在不規(guī)范的問(wèn)題，比較突出的問(wèn)題如:
(1) 電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和選用。對(duì)于變頻起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)，大多數(shù)以為只要采用變頻電機(jī)就可以了，其實(shí)不然，實(shí)際表明沿用過(guò)去工頻下按起重機(jī)起重量以及運(yùn)行速度來(lái)確定電動(dòng)機(jī)容量的方法也許是欠準(zhǔn)確的，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在電網(wǎng)供電下和在變頻器供電下的起動(dòng)電流倍數(shù)是差異的，后者約為前者的1/2，因此按上述原則確定的電動(dòng)機(jī)容量在往往顯得偏小，起動(dòng)力矩不足。不僅如此，對(duì)電壓型通用變頻器供電的異步電動(dòng)機(jī)漏抗值應(yīng)控制在多大為好，未見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)。由于電動(dòng)機(jī)的漏抗與起動(dòng)電流倍數(shù)有關(guān)，漏抗大的電動(dòng)機(jī)可以降低諧波，但也降低了起動(dòng)電流。因此，對(duì)于電機(jī)的設(shè)計(jì)、選用有必要引起重視和討論。
(2) 動(dòng)力電纜與信號(hào)電纜的敷設(shè)。這個(gè)問(wèn)題在電氣艙和梁上并不突出，可以通過(guò)分開(kāi)敷線來(lái)解決。問(wèn)題集中在有滑動(dòng)懸掛電纜的場(chǎng)合，鑒于成本考慮，動(dòng)力電纜與信號(hào)電纜混放，設(shè)計(jì)上不愿意另辟路經(jīng)。其后果是，信號(hào)電纜被干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)正常工作，為此控制系統(tǒng)不得不被動(dòng)地采取一系列抗干擾措施。變頻調(diào)速系統(tǒng)如何規(guī)范行線，是一個(gè)值得在設(shè)計(jì)中加以研究的問(wèn)題。
限于篇幅，有關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，這里恕不一一例舉。但是，大家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到規(guī)范設(shè)計(jì)是保證系統(tǒng)可靠性的第一步，需要我們通過(guò)實(shí)踐去積累經(jīng)驗(yàn)，加以認(rèn)識(shí)。
3.2 提高設(shè)備和器件的可靠性
變頻調(diào)速系統(tǒng)中，除變頻器、可編程控制器外，電動(dòng)機(jī)、電機(jī)電纜、機(jī)械制動(dòng)器、主令控制器、制動(dòng)電阻是較為薄弱的環(huán)節(jié)。
(1) 電動(dòng)機(jī)。這里討論電動(dòng)機(jī)的絕緣問(wèn)題和電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱問(wèn)題。由于PWM波在傳輸過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)和傳輸電纜的波阻抗不同會(huì)引起反射和疊加，400V低壓電動(dòng)機(jī)相繞組的首端電壓有時(shí)可超過(guò)1000V。PWM脈沖波的電壓上升率約6kV/μs，電動(dòng)機(jī)繞組的電壓呈不均勻分布，繞組電壓將集中在繞組的首部。所以，繞組的絕緣特別是匝間絕緣應(yīng)能滿足上述電壓的要求，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)相應(yīng)提高。當(dāng)使用原有繞線式電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須定期加強(qiáng)絕緣的監(jiān)測(cè)。此外，電動(dòng)機(jī)變頻供電與電網(wǎng)供電相比，溫升也有所提高，據(jù)測(cè)試，在相同的試驗(yàn)條件下，電動(dòng)機(jī)在變頻器50Hz下的溫升約上升5~7度，這種溫度升高是諧波損耗所引起的。
(2) 電機(jī)電纜。這里主要指起升電動(dòng)機(jī)的電纜。從電磁兼容出發(fā)，應(yīng)采用帶屏蔽的園型3+3對(duì)稱結(jié)構(gòu)的電力電纜，由于市場(chǎng)的需求，實(shí)際上國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)。但是這種電纜在柔軟性方面不及扁電纜，因此往往不被選用。而那種非對(duì)稱結(jié)構(gòu)以及通常又沒(méi)有屏蔽層的扁電纜使用后，常常會(huì)因電流零序分量大增和產(chǎn)生射頻干擾而破壞系統(tǒng)正常工作，這種故障形式往往不確定，給使用和維護(hù)都帶來(lái)了相當(dāng)?shù)穆闊�。所以有必要�?guī)范變頻起重機(jī)電機(jī)電纜的使用。
(3) 機(jī)械制動(dòng)器。變頻調(diào)速拓展了電動(dòng)機(jī)的速度范圍，以起升電動(dòng)機(jī)為例，電動(dòng)機(jī)恒功率狀態(tài)下運(yùn)行頻率可達(dá)100Hz，由于運(yùn)行速度提高，制動(dòng)器的制動(dòng)力相應(yīng)也要提高，采用雙制動(dòng)器設(shè)計(jì)是合理的，對(duì)提高機(jī)械制動(dòng)的可靠性十分有效。
(4) 主令控制器。主令控制器的可靠性直接與制造的工藝、精度和材質(zhì)有關(guān)。在所有器件中主令控制器的故障率差不多是最高的。所以，一個(gè)好的控制系統(tǒng)應(yīng)該有一個(gè)質(zhì)量好的主令控制器，但這往往在設(shè)計(jì)中被忽視。主令控制器輸出的模擬量信號(hào)，過(guò)去通常采用電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于電位器安裝位置容易走動(dòng)，磨損問(wèn)題也比較突出，從提高可靠性出發(fā)，更理想的方法是采用檔位接點(diǎn)或脈沖編碼器通過(guò)開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換的方法可以借助PLC的D/A模塊。
(5) 制動(dòng)電阻。制動(dòng)電阻與制動(dòng)單元在產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)力中發(fā)揮重要作用。它的可靠與否，不僅關(guān)系到制動(dòng)性能，還關(guān)系到變頻器的安全。制動(dòng)電阻應(yīng)有高的機(jī)械強(qiáng)度，能經(jīng)受起重機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)而不損壞，制動(dòng)電阻還應(yīng)具有小的溫度系數(shù)，否則一旦發(fā)熱，電阻值迅速增大，制動(dòng)力矩將明顯減小。所以，制動(dòng)電阻推薦采用不銹鋼合金制成的電阻，電阻片之間的連接不能用緊固件而應(yīng)用氬弧焊進(jìn)行焊接而成，以確保電阻器物理性能的穩(wěn)定。
3.3 提高電磁兼容性。
變頻器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種干擾，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要特別加以注意。電磁兼容對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化來(lái)說(shuō)是一個(gè)極為重要的標(biāo)志。提高電磁兼容的做法有:
(1) 在變頻器進(jìn)線側(cè)加交流電抗器。
(2) 采用EMC濾波器。
以上方法可以有效地抑制高次偕波對(duì)電網(wǎng)的影響。
(3) 所有進(jìn)入PLC的開(kāi)關(guān)信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)，主令控制器的零位、方向、檔位均經(jīng)過(guò)繼電器中繼，繼電器緊挨著PLC安裝，由無(wú)源的繼電器接點(diǎn)與PLC輸入口相連，實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾信號(hào)傳輸。
(4) 所有模擬信號(hào)采用雙絞線或帶屏蔽的雙絞線傳輸，雙絞線的節(jié)距小于10mm，可有效降低傳輸?shù)脑肼暋?/FONT>
(5) 電機(jī)電纜的屏蔽層應(yīng)在變頻器的PE端良好接地(具體應(yīng)嚴(yán)格按照變頻器使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定進(jìn)行)。內(nèi)裝變頻器的電控柜的前后門(mén)以及側(cè)板所用的鋼板厚度不小于1mm，大面積的通風(fēng)孔最大直徑或?qū)蔷�尺寸應(yīng)不大于12mm。柜體應(yīng)良好接地。
4 信息監(jiān)控智能化問(wèn)題
由于變頻調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)比較復(fù)雜，設(shè)備構(gòu)成眾多，加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的信息監(jiān)控并朝著智能化方向發(fā)展勢(shì)在必行。
(1) 進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)識(shí)別。通過(guò)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)如電壓、電流、運(yùn)行指令、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度，輸出力矩以及變頻器內(nèi)部信息等，對(duì)變頻器、制動(dòng)單元、機(jī)械制動(dòng)器、限位開(kāi)關(guān)、主令控制器、編碼器、等關(guān)鍵部位實(shí)時(shí)進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別�？稍谒緳C(jī)室安裝觸摸式顯示屏，通過(guò)下拉式菜單觀測(cè)系統(tǒng)的工作情況，一旦工作異常，優(yōu)先顯示故障診斷信息。這樣，操作人員和檢修人員可以全面及時(shí)地了解系統(tǒng)的狀態(tài)，并可按提示的故障信息去檢查和維修，達(dá)到準(zhǔn)確、快速排除故障的效果。
(2) 加強(qiáng)過(guò)程控制功能。提供靈活的I/O配置是處理特殊過(guò)程控制的前提，變頻器借助PLC或工控機(jī)，結(jié)合稱重系統(tǒng)、位置測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾偏、電子防搖、自動(dòng)尋的、自動(dòng)定位等功能;通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)物流過(guò)程的自動(dòng)控制。 |
