變頻器控制技術(shù)在平衡機中的應用

1 前言：

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

平衡機在國內從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機械系統的變速機構復雜而麻腦，旋轉時(shí)啟動(dòng)停車(chē)時(shí)間比較長(cháng)，工作效率少，操作繁瑣，而且機器龐大。所以為了減少平衡機變速機構，進(jìn)一步提高平衡機工作效率及使用性能，采用變頻器，調速、制動(dòng)剎車(chē)等功能，使機械系統變得更加簡(jiǎn)單，操作方便。

2系統構成及工作原理：

系統主要由電動(dòng)機，機械振動(dòng)系統、控制系統（變頻器）、電測箱等組成。系統通過(guò)變頻器調節電機轉速達到工件所需平衡轉速，根據交流電機轉速特性， 在電機選定之后P 、S為定值，電機轉速n與電源頻率f成正比，通過(guò)變頻器改變電機驅動(dòng)電源頻率，來(lái)實(shí)現對電機的變頻進(jìn)行無(wú)級調速。由于變頻功能齊全，停車(chē)時(shí)可通過(guò)變頻器設定停車(chē)時(shí)間，使電機立即停車(chē)。

電機旋轉時(shí)通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)平衡機主軸，主軸與工件相連一起旋轉，由于工件本身不平衡，旋轉產(chǎn)生振動(dòng)通過(guò)傳感器將機械信號轉換成電訊號，輸入電測箱，經(jīng)電測箱運算處理后，再由顯示器顯示工件不平衡量的大小和相位。

3 變頻器主要參數設置

3.1頻率上限下限設定：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速，只有通過(guò)調整電機轉速，達到工件要求。通常設定50-100Hz，即電機最高轉速限制在4450rpm以?xún)?，以防工件平衡時(shí)轉速太高，造成平衡機系統某些部件損壞等問(wèn)題，甚至造成破壞事故。系統設定最低頻率為28Hz，即平衡機啟動(dòng)時(shí)頻率可迅速上升到28Hz，電機轉速線(xiàn)性增加到對應的轉速。同時(shí)避免因頻率過(guò)低，啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)，啟動(dòng)轉矩不足，啟動(dòng)電流過(guò)大，損壞電機。

3.2加減速時(shí)間設定：?jiǎn)?dòng)變頻器后，觀(guān)察加速過(guò)程中輸出電流，若輸出電流過(guò)大，則延長(cháng)加速時(shí)間，反之縮小加速時(shí)間。在停止變頻器運行后，觀(guān)察減速過(guò)程是否出現直流過(guò)壓，若出現則延長(cháng)減速時(shí)間，否則可縮短減速時(shí)間，根據現場(chǎng)試驗結果，設定加速時(shí)間不超過(guò)為30秒。

3.3制動(dòng)(剎車(chē))設定:由變頻器對電機施加直流電來(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）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 運行與操作

變頻器投入運行后，能自動(dòng)穩定工件平衡所需的轉速，操作簡(jiǎn)便但必須遵守如下規定：（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，避免出現故障。
（2）、接通電源，調節變頻器控制面板“▲▼”按鈕,設定系統所需要的平衡轉速頻率。
（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，電機即可運轉。
（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，電機即可停止。
（5）、各種保護功能齊全，發(fā)生故障時(shí)，變頻器自動(dòng)跳闡，且具故障自診功能，減少操作者的重復勞動(dòng)力。

5 結束語(yǔ)：

變頻器在平衡機中應用，完全取代長(cháng)期以接觸器為主半導體元件組成的控制電路，且控制電路結構簡(jiǎn)單，穩定可靠，調試方便，故障少優(yōu)點(diǎn)等。同時(shí)大大減少機械系統的變速機構和控制機構，使系統更加方便操作，設備工作效率更高。

參考文獻
(1) 黃立培 張學(xué)編著(zhù)《變頻器應用技術(shù)及電動(dòng)機調速》 人民郵電出版社 1998年
(2) PanasonicDV70系列，操作手冊。(end)