變頻器控制技術(shù)在平衡機(jī)中的應(yīng)用

1 前言：

近十多年來(lái)，隨著電力技術(shù)，微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展，變頻器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于交流電動(dòng)機(jī)的速度控制。其中最主要的特點(diǎn)是，具有高效率的驅(qū)動(dòng)性能和良好的控制特性。變頻器以調(diào)速精度高，響應(yīng)速度快、保護(hù)功能完善、過(guò)載能力強(qiáng)、維護(hù)方便及節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)，贏得廣大用戶(hù)的信賴(lài)。在機(jī)械行業(yè)，變頻器應(yīng)用改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段。在工廠自動(dòng)化技術(shù)中，交流伺服系統(tǒng)正在取代直流伺服系統(tǒng)。在電器行業(yè)中變頻器應(yīng)用技術(shù)，有效地提高了經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也減少機(jī)械振動(dòng)和噪聲。

平衡機(jī)在國(guó)內(nèi)從70年代開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)，多年來(lái)，人們一直以一些大型平衡機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu)復(fù)雜而麻腦，旋轉(zhuǎn)時(shí)啟動(dòng)停車(chē)時(shí)間比較長(zhǎng)，工作效率少，操作繁瑣，而且機(jī)器龐大。所以為了減少平衡機(jī)變速機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高平衡機(jī)工作效率及使用性能，采用變頻器，調(diào)速、制動(dòng)剎車(chē)等功能，使機(jī)械系統(tǒng)變得更加簡(jiǎn)單，操作方便。

2系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理：

系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)，機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（變頻器）、電測(cè)箱等組成。系統(tǒng)通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到工件所需平衡轉(zhuǎn)速，根據(jù)交流電機(jī)轉(zhuǎn)速特性， 在電機(jī)選定之后P 、S為定值，電機(jī)轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比，通過(guò)變頻器改變電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源頻率，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的變頻進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。由于變頻功能齊全，停車(chē)時(shí)可通過(guò)變頻器設(shè)定停車(chē)時(shí)間，使電機(jī)立即停車(chē)。

電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)平衡機(jī)主軸，主軸與工件相連一起旋轉(zhuǎn)，由于工件本身不平衡，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生振動(dòng)通過(guò)傳感器將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，輸入電測(cè)箱，經(jīng)電測(cè)箱運(yùn)算處理后，再由顯示器顯示工件不平衡量的大小和相位。

3 變頻器主要參數(shù)設(shè)置

3.1頻率上限下限設(shè)定：本文以Panasonc 變頻器為例，最高頻率為120Hz，最低0Hz。為了適用不同工件平衡轉(zhuǎn)速，只有通過(guò)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到工件要求。通常設(shè)定50-100Hz，即電機(jī)最高轉(zhuǎn)速限制在4450rpm以?xún)?nèi)，以防工件平衡時(shí)轉(zhuǎn)速太高，造成平衡機(jī)系統(tǒng)某些部件損壞等問(wèn)題，甚至造成破壞事故。系統(tǒng)設(shè)定最低頻率為28Hz，即平衡機(jī)啟動(dòng)時(shí)頻率可迅速上升到28Hz，電機(jī)轉(zhuǎn)速線性增加到對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。同時(shí)避免因頻率過(guò)低，啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足，啟動(dòng)電流過(guò)大，損壞電機(jī)。

3.2加減速時(shí)間設(shè)定：?jiǎn)?dòng)變頻器后，觀察加速過(guò)程中輸出電流，若輸出電流過(guò)大，則延長(zhǎng)加速時(shí)間，反之縮小加速時(shí)間。在停止變頻器運(yùn)行后，觀察減速過(guò)程是否出現(xiàn)直流過(guò)壓，若出現(xiàn)則延長(zhǎng)減速時(shí)間，否則可縮短減速時(shí)間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)定加速時(shí)間不超過(guò)為30秒。

3.3制動(dòng)(剎車(chē))設(shè)定:由變頻器對(duì)電機(jī)施加直流電來(lái)起制動(dòng)作用。制動(dòng)有兩種方式,一滑行制動(dòng)，主要適用大、中型工件平衡時(shí)剎車(chē)，停車(chē)時(shí)，變頻器開(kāi)始制動(dòng)并將頻率降到3Hz（可調(diào)）時(shí)滑行停車(chē)。二緊急停車(chē)，一般用于小、微型工件平衡時(shí)剎車(chē)，全程制動(dòng)時(shí)間是滑行制動(dòng)兩倍。

4 運(yùn)行與操作

變頻器投入運(yùn)行后，能自動(dòng)穩(wěn)定工件平衡所需的轉(zhuǎn)速，操作簡(jiǎn)便但必須遵守如下規(guī)定：（1）、啟動(dòng)前，檢查工件與夾具之間的配合。安全架（安全罩）是否罩上，避免出現(xiàn)故障。
（2）、接通電源，調(diào)節(jié)變頻器控制面板“▲▼”按鈕,設(shè)定系統(tǒng)所需要的平衡轉(zhuǎn)速頻率。
（3）、啟動(dòng)：將變頻器控制面板“RUN”按下，或在操作箱上按“啟動(dòng)”按鈕，電機(jī)即可運(yùn)轉(zhuǎn)。
（4）、停車(chē)：將變頻器控制面板“STOP”按下，或在操作箱上按“停止”按鈕，電機(jī)即可停止。
（5）、各種保護(hù)功能齊全，發(fā)生故障時(shí)，變頻器自動(dòng)跳闡，且具故障自診功能，減少操作者的重復(fù)勞動(dòng)力。

5 結(jié)束語(yǔ)：

變頻器在平衡機(jī)中應(yīng)用，完全取代長(zhǎng)期以接觸器為主半導(dǎo)體元件組成的控制電路，且控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，調(diào)試方便，故障少優(yōu)點(diǎn)等。同時(shí)大大減少機(jī)械系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，使系統(tǒng)更加方便操作，設(shè)備工作效率更高。

參考文獻(xiàn)
(1) 黃立培 張學(xué)編著《變頻器應(yīng)用技術(shù)及電動(dòng)機(jī)調(diào)速》 人民郵電出版社 1998年
(2) PanasonicDV70系列，操作手冊(cè)。(end)