對T-48型查布機調速系統(tǒng)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(tǒng)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(jīng)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(jīng)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(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)過于復雜,效率也不高。
(2)由于直流電機存在碳刷,使系統(tǒng)的故障率偏高。
(3)無法節(jié)能,也不利自動化。
3、改進思路
?。?)利用三菱FR-A540-2.2K-CH變頻器取代以前的直流調速系統(tǒng)。
?。?)采用三相380V—2.2KW交流電機取代以前的直流電機。
?。?)采用外接電位器W調節(jié)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
?。?)主電路
如圖二所示,QF是自動空氣開關,用來隔離整個系統(tǒng)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(shù),輸入濾波器Z1和輸出濾波器Z2用于抗干擾。
?。?)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(jiān)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(fā)生故障時,配合蜂鳴器HA一起進行聲光報警。
系統(tǒng)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(shù),就可以實現(xiàn)對電動機的無極調速控制。變頻器投入運行后,1KA已經(jīng)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(tài)下不被突然切斷電源而使電動機停機。要實現(xiàn)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(jù)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(xiàn)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(tǒng)退出運行。
變頻器發(fā)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(xù)保持,直到工作人員發(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(tài)。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
?。?)低壓斷路器QF
?、僦饕饔?br /> 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(fā)生短路等故障時,進行保護。
?、?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??沙^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。
?。?)接觸器KM
?、僦饕饔?br /> 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(fā)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。
?。?)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(xiàn)驗布操作。
?、谶x擇原則:使用SPWM型變頻器,由于布線常數(shù)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)
?。?)變頻器
?、僦饕饔茫喊凑湛刂齐娐芳癟-48型查布機要求實現(xiàn)50HZ以下的變頻調速器。
?、谶x擇原則:由于交流電動機為2.2KW,根據(jù)FR—A540手冊說明,變頻器選擇FR—A540—2.2KW—CH型。
(5)功率因數(shù)交流電抗器LAC
?、僦饕饔茫河脕硖岣咻斎牖芈返墓β室驍?shù)。
?、谶x擇原則:因變頻器為2.2KW,根據(jù)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(shù)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(shù)設定和調試操作。
?。?)合上空氣開關QF,按下SB2啟動按鈕給變頻器通電。
?。?)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(shù)全部恢復到出廠設置,防止人為因素影響參數(shù)設定和調試效果。
?。?)將Pr.79設定為“1”(PU模式)以方便調試。
?。?)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。
?。?)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(jīng)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(jù)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。
?。?)切換到參數(shù)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。
?。?)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(tǒng)經(jīng)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(chǎn)效率。