對T-48型查布機調速系統的變頻改進

  【摘要】本文主要講述用三菱FR-A540-2.2K-CH變頻器對T-48型查布機的調速系統進行改進。
       【關鍵詞】三菱變頻器無極調速
        1、引言：
　　T-48型查布機是一種用來檢查布疋有無漏針、花針、拆底、反巾等質量問題的機器。它由基座、送布滾筒、收布滾筒、查布燈板、左右反光鏡子、電動機和控制箱等組成。（如圖一），布疋經染整、風干以后，都必須進行檢查驗收。把待檢布放在送布滾筒上，經過導布滾筒，再到檢查燈板，到主導布滾筒，再轉在收布滾筒的紙筒上。操作工人通過左右反光鏡對布疋進行檢查，一旦發現疑似質量問題，立即調低轉速，仔細檢查。如果沒有問題，則提高轉速，讓布皮快速通過，以提高工作效率。
　　2、改進以前本機存在的問題：
　　由于本機改進前采用直流調速系統和直流電機，所以存在著很多問題。
　　（1）由于采用直流調速必須先把交流電整流成直流電，系統過于復雜，效率也不高。
　　（2）由于直流電機存在碳刷，使系統的故障率偏高。
　　（3）無法節能，也不利自動化。
　　3、改進思路
　　（1）利用三菱FR-A540-2.2K-CH變頻器取代以前的直流調速系統。
　　（2）采用三相380V—2.2KW交流電機取代以前的直流電機。
　　（3）采用外接電位器W調節轉速。
　　（4）控制變頻器的STF進行正轉運行。為便于仔細檢查，用STF、STR、JOG進行點動控制。
　　（5）工作過程

 

 

　　4、電路圖及控制原理

 

　　（1）主電路
　　如圖二所示，QF是自動空氣開關，用來隔離整個系統的電源。KM用來將電源接至變頻器并啟動控制箱散熱風扇。交流電抗器LAC用于改善電路功率因數，輸入濾波器Z1和輸出濾波器Z2用于抗干擾。
　　（2）控制電路
　　整個電路為220V交流控制電路，KM、1KA、3KA、4KA、5KA、6KA、HA、HL、HR、HG均為220V交流控制件，2KA為DC24V中間繼電器，屬變頻器RUN端子控制,監視變頻器的運行情況。HR為電源指示燈，直接通過熔斷器接到電源輸入端，HG為運行指示燈，受2KA控制，顯示變頻器是否運行，HL為故障燈，當變頻器發生故障時，配合蜂鳴器HA一起進行聲光報警。
　　系統投入運行前，首先合上空氣開關QF，然時按下啟動按鈕SB2，讓KM線圈得電并自鎖，把交流電源接至變頻器輸入端，同時散熱風扇F啟動，為變頻器投入運行作準備。由于KM的閉合，按下正轉啟動運行按鈕SB4，1KA線圈得電并自鎖，1KA的常開觸點，串接在變頻器的SD和STF端子之間，此時變頻器開始運作，控制電動機啟動并在目標頻率下運行，電動機的轉速由接在10、2、5端子上的電位器W來進行設定，由2號端子在電位器取得的電壓，配合變頻器的相關參數，就可以實現對電動機的無極調速控制。變頻器投入運行后，1KA已經閉合，電源輸入接觸器KM的停止按鈕SB1被1KA常開觸點給短接，保證變頻器在運行狀態下不被突然切斷電源而使電動機停機。要實現正、反轉點動控制時，按下SB3使正轉運行中間繼電器1KA斷電，電動機停止。再根據需要按下SB5或SB6，使4KA或5KA得電進行正反轉點動操作，4KA、5KA只要有一個得電，6KA也將得電，通過6KA的常開觸點，變頻器的JOG輸入端ON。進行點動模式選擇。KM的停止按鈕也被短接失去作用，以防止誤操作。正轉運行模式與點動模式用1KA和6KA的常閉進行互鎖，正轉點動4KA和反轉點動5KA也用它們的常閉觸頭互鎖。
　　要實現停機操作，正轉運行時，只要按下SB3。點動運行時只要松開點動按鈕即可。因1KA或4KA、5KA線圈斷電，使變頻器撤出運行。電動機停止。SB1的短接解除。此時，再按下SB1按鈕，KM線圈斷電，系統退出運行。
　　變頻器發生故障時，由于變頻器輸出端子BC斷開，這時無論是處于正轉運行模式，還是點動模式，1KA、4KA、5KA、6KA的線圈都將斷電，變頻器退出運行。
　　由于BA的閉合，蜂鳴器HA與故障燈HL被接通，實行聲光報警，3KA線圈得電并自鎖。借助3KA的常閉觸點，使KM線圈斷電，切斷變頻器輸入端電源、變頻器復位。聲光報警則因3KA的自鎖而繼續保持，直到工作人員發現并排除故障，按下急停按鈕SBO讓聲光報警復位，變頻器才能進行下一輪啟動。在這里急停按鈕SBO除了在緊急情況下，切斷整個系統電源的功能處，還有另一個作用，就是作聲光報警的復位按鈕。按下急停按鈕SBO聲光報警停止，對KM線圈的控制解除。復位以后還應把急停按鈕恢復ON狀態。變壓器TB和熔斷器3RD及橋式整流電路為2KA提供24V直流電源。
　　5、主要電器的功用與選擇
　　（1）低壓斷路器QF
　　①主要作用
　　a 隔離作用：當變頻器需要檢修時，或者因某種原因長時間不用時，將QF切斷，使變頻器與電源隔離。
　　b 保護作用：當變頻器的輸入時側發生短路等故障時，進行保護。
　　② 選擇原則 由于
　　a 變頻器在剛接通電源的瞬間，電容器的充電電流可高達額定電流的2—3倍。
　　b 變頻器的進線電流是脈沖電流，其峰值常可超過額定電流。
　　c 變頻器允許的過載能力為150%，1min。
　　所以：低壓斷路器的額定電流IQN應選為：
　　IQN≥（1.3～1.4）IN
　　式中：IN——變頻器額定電流。因為接有LA，變頻器為2.2KW，所以選正泰15A空氣斷路器。
　　（2）接觸器KM
　　①主要作用
　　a可通過按鈕方便地控制變頻器的通電與斷電。
　　b變頻器發生故障時，可自動切斷電源。
　　②選擇原則，由于接觸器自身并無保護功能，不存在誤動作的問題，故選擇原則是，主觸點的額定電流IKN應滿足：IKN≥IN，因為變頻器為2.2KW，所以選CJ—20交流接觸器。
　　（3）電動機
　　①主要作用：在變頻器的驅動下，帶動送布滾筒和收布筒轉動，實現驗布操作。
　　②選擇原則：使用SPWM型變頻器，由于布線常數引的浪涌壓將使絕緣老化，所以選擇400V系列變頻器驅動的強化絕緣電機。額定功率為2.2KW，（稍大過直流電機功率）額定轉速1420轉（和直流電機大至相當）
　　（4）變頻器
　　①主要作用：按照控制電路及T-48型查布機要求實現50HZ以下的變頻調速器。
　　②選擇原則：由于交流電動機為2.2KW，根據FR—A540手冊說明，變頻器選擇FR—A540—2.2KW—CH型。
　　（5）功率因數交流電抗器LAC
　　①主要作用：用來提高輸入回路的功率因數。
　　②選擇原則：因變頻器為2.2KW，根據FR—A540變頻調速手冊所以選用FR—BAL—H2.2K型交流電抗器。
　　6、變頻器參數設定與調試
　　按著電路圖接好電線和引進電源以后，接下來就是參數設定和調試操作。
　　（1）合上空氣開關QF，按下SB2啟動按鈕給變頻器通電。
　　（2）按變頻器MODE鍵，切換到HELP模式，再按SET鍵，然后用“▲” “▼”切換到“ALLC”“全部消除”模式，按“SET”鍵，用“▲” “▼”鍵將“ALLC”值，由“0”變成“1”然后按住“SET”鍵1.5S以上，到“1”與“PR.CL”不停閃爍顯示操作成功。目的是把變頻器除“PR.75”以外的所有參數全部恢復到出廠設置，防止人為因素影響參數設定和調試效果。
　　（3）將Pr.79設定為“1”（PU模式）以方便調試。
　　（4）將Pr.15（點動頻率）設定為30HZ。Pr.16（點動加減速時間）設定為3S（因Pr.21出廠已設定為“0”，即加減速時間為0～360范圍）設好以后，按“MODE”鍵切到“PU模式”上的點動模式，然后按“FWD”或“REV”鍵進行空載試驗。電機運轉正常。說明主電路調試成功。
　　（5）將Pr.1（上限頻率）設定為50HZ，Pr.2下限頻率設定6HZ，Pr.13（啟動頻率）設定為6HZ，Pr.3（基波頻率）設定為50HZ，Pr.19（基波頻率電壓）設定為380V。因為經常帶負載啟動，所以將Pr.0（轉矩提升）設定為6%，因為電機為2.2KW，Pr.7（加速時間）設為5S，Pr.8（減速時間）設為5S。Pr.20（加減速基準頻率）設為50HZ，Pr.21（加減速時間單位）設定為“0”，Pr.9（電子過電流保護）根據電機的額定電流設定為5A。設定之后，切換到運行模式，用“▲” “▼”把運行頻率設定為50HZ，然后切換到PU操作模式，按變頻器的“FWD”或“REV”和“STOP”鍵，進行空載試驗，電機正轉、反轉及停止均正常。
　　（6）切換到參數設定模式，將Pr.73設定為“1”，（即2號端選擇0～5V輸入），Pr.902設定為“0HZ”“0%”，Pr.903設定為“50HZ”“100%” Pr.190（RUN端子功能）設定為“0”，Pr.185（JOG端子功能）設定為“5”。設完以后，將Pr.79設定為“2”（外部操作模式）進行空載試驗，正轉、正轉點動、反轉點動均正常。
　　（7）給電動機套上皮帶，進行載荷試驗，正轉、正轉點動、反轉點動及調速均達到控制自如的滿意效果。
　　7、結束語：系統經過改進，達到了理想的調速效果，故障率明顯降低，提高了生產效率。