現代變頻器的速度控制功能和振動(dòng)影響

　　“由于科技革新，變頻器發(fā)展為兩大方向。一方面，功能簡(jiǎn)單的變頻器具有較少的輸入/輸出接口、模擬輸入和一個(gè)輸出；同時(shí)，另一方面，存在功能齊全的變頻器，”BillColton，Baldor公司的洛杉磯地區經(jīng)理說(shuō)。他已經(jīng)關(guān)注變速驅動(dòng)技術(shù)的演變27年了。“另一趨勢是，變頻器類(lèi)型正逐步融合為一類(lèi)共同的產(chǎn)品。例如，反相器可作無(wú)需傳感器的矢量，矢量變頻器可作反相器和無(wú)需刷新的伺服應用，等等。”

　　Baldor公司的氫氣逆變變頻器為多臺電動(dòng)機提供電壓/頻率模式的開(kāi)環(huán)速度控制，也提供高性能的無(wú)需編碼矢量——所有這些都封裝在一塊。電壓/頻率模式應用于需要調速運行和良好的調速系統中，如泵、鼓風(fēng)機和一般的機械應用，尤其適合于從一個(gè)單一的電動(dòng)機同時(shí)控制多臺電動(dòng)機操作的場(chǎng)合。

　　采用開(kāi)環(huán)控制，無(wú)需編碼的矢量模式嚴格控制磨床等的速度，絡(luò )紗機等的電流。在高速微處理器和三相電流反饋的幫助下，無(wú)需編碼的矢量變頻器能夠在大多數四端變頻電動(dòng)機上將扭矩充分降至20轉/分鐘。你也可以使用全矢量方式將扭矩充分降至0轉/分鐘。

　　為使電動(dòng)機和變頻器二者相匹配，Baldor公司利用來(lái)自公司內部發(fā)動(dòng)機和控制器的實(shí)驗數據制定了相應的性能曲線(xiàn)。從曲線(xiàn)中可獲知電動(dòng)機在不同轉速下的持續式和間歇式工作的扭矩，以及電動(dòng)機的安全操作包絡(luò )線(xiàn)圍繞速度基線(xiàn)上下波動(dòng)。

　　測量速度和振動(dòng)

　　然而，變速變頻器使得產(chǎn)品數據管理和振動(dòng)監控更困難，因為他們都需要知道電動(dòng)機的速度。變速變頻器可以在許多速度下運作，而且能夠靈敏檢測瞬時(shí)速度。由于各種變數，很難進(jìn)行不同速度等級之間的比較。

　　另一個(gè)問(wèn)題是電動(dòng)機以接近固定架的共振頻率運轉時(shí)會(huì )出現磨損。“盡管這會(huì )增加設備故障風(fēng)險并使振動(dòng)監控變得更加困難，人們無(wú)論何時(shí)安裝變速變頻器往往還是會(huì )忽略這一問(wèn)題”，電加工工程服務(wù)公司總裁Douglas Smithman說(shuō)。

Douglas Smithman回憶起一個(gè)擁有112臺發(fā)動(dòng)機和變速變頻器的鋼廠(chǎng)。如果鋼廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)以共振速度運作，電動(dòng)機將幾乎像一個(gè)手提鉆一樣抖動(dòng)大約40毫英寸。

　　確定系統共振點(diǎn)并回避它們。“做模態(tài)測試確定共振頻率”，Smithman建議道，“如果你必須要在共振點(diǎn)運作，那么設法減小它帶來(lái)的影響，否則設備將出現故障。”

　　模態(tài)測試涉及利用電磁振蕩器或沖擊錘產(chǎn)生一個(gè)能用變速計測量的力。模態(tài)車(chē)間最近已經(jīng)推出一款新型模態(tài)振子，重量小于30磅，能夠提供100磅力（440牛）的峰值激勵。它適合于大多數模態(tài)分析應用，包括單一輸入和多元輸入，激勵信號為隨機信號、瞬態(tài)迸發(fā)信號、正弦閉模時(shí)間信號或線(xiàn)性調頻脈沖信號。

　　由一個(gè)愛(ài)默生部門(mén)CSI生產(chǎn)的Speed Vue430激光轉速傳感器解決了速度測量問(wèn)題。在指定的CSI機器健康分析器的協(xié)助下，該傳感器能自動(dòng)檢測軸速度。SpeedVue第三級激光器和先進(jìn)的信號處理技術(shù)能夠從距離為30英尺的無(wú)反光帶區或距離為100英尺的反光帶區捕獲轉速。當激光束照到裸轉子時(shí)，分析器會(huì )自動(dòng)顯示機器速度。在大多數情況下，Speed Vue不需要記錄儀，并且能在骯臟的、高度拋光軸上工作。