艾默生TD3000系列變頻器在碳素成型機中的應(yīng)用

0 引言

碳素成型機是碳素廠的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，主要完成計量、原料輸送、高壓震動成型、出料幾步工序，以艾默生TD3000 系列變頻器和三菱PLC 相結(jié)合，完成了對送料小車電機和震動電機的控制。

1 系統(tǒng)工作要求

1.1 主要設(shè)備配置

小車電機功率3.7 kW，額定電流7.5 A;

震動電機兩臺，單機功率8.5kW,額定電流18.4A。

1.2 工作流程

小車工作程序如圖1 所示。

小車將原料從起點S1送到終點S4，再從終點S4返回到起點S1，為了提高工作效率，要求加減速時間盡量短。工作頻率為35Hz，低速頻率為10Hz。

震動電機的工作程序如圖2 所示。

由圖2 知有兩種震動速度，高速震動頻率為50 Hz，低速震動頻率為15 Hz，負載為偏心輪，15~25 Hz為機械共振帶。停車時間要求限制在20 s之內(nèi)。

2 改造方案

為了節(jié)約投資，提高效率，根據(jù)工藝特點，小車電機和震動電機不同時工作，但是，兩臺震動電機要求同時工作，速度一致。所以我們選用一臺變頻器完成對小車電機和震動電機的控制以及兩種不同的控制過程。如圖3 所示。

通過交流接觸器的機械連鎖，實現(xiàn)兩組電機之間的獨立工作，由于變頻器不能對不同功率的電機實施保護，所以電機配備了單獨的熱繼電器KH1、KH2、KH3。

在兩種控制過程中一共有10 Hz、35 Hz、15 Hz、50 Hz 四種工作頻率。我們采用了多段速工作方式，通過多功能端子X1、X2、X3的組合切換來實現(xiàn)。

控制框圖如圖4所示。

為了避免機械共振對設(shè)備造成損壞，設(shè)定跳躍頻率為20 Hz，跳躍范圍為5 Hz，有效地避開了共振帶，取得了很好的效果。

在兩種工作方式中，雖然負載特性不同，但是皆要求有較短的加速、減速時間，所以配了1500kW、40 W的制動電阻。小車電機功率小，只有3.7 kW，我們選擇了較短的加減速時間———2 s，通過設(shè)定加速時間2 和減速時間2，并且采用多功能端子X5相配合來實現(xiàn)，工作情況良好。震動電機負載較大，而且為偏心輪負載，要求啟動力矩大，啟動時間長，開始我們選用直線加減速方式，加速時間從小到大逐步調(diào)整，電機啟動電流較大，最大可到50A，經(jīng)常出現(xiàn)(E001)變頻器加速運行過電流;減速時慣量較大，減速時間長，采用自由停機，從高速震動到完全停機需要85 s左右。所以對參數(shù)的設(shè)定有較高的要求，為了適應(yīng)負載的工作特性，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整，我們采用了S 曲線加減速的方式，并將S 曲線起始時間調(diào)整為30%，S曲線上升段時間調(diào)整為31%。加速時間1 調(diào)整為36 s，減速時間1調(diào)整為16 s，獲得了最好的控制效果。啟動電流比直線加減速方式降低10 A左右，降到40 A 以下，避免了頻繁出現(xiàn)的變頻器加速運行過電流(E001)。

采用減速停機配合直流制動的工作方式，停車時間為13 s，只有自由停車時間的1/6。根據(jù)具休工藝情況，對低速震動和故障報警采用了自由停車方式。

3 變頻器參數(shù)設(shè)置

變頻器參數(shù)設(shè)置如表1 所列。

4 結(jié)語

利用變頻器多種控制方式的相互配合，取得了較好的控制效果。系統(tǒng)不僅運行平穩(wěn)而且高效、節(jié)能。在本次調(diào)試過程中，通過和多種進口變頻器的比較，對TD3000 系列變頻器有了進一步的了解，不僅功能豐富，而且質(zhì)量好。同時也對艾默生技術(shù)人員及時周到的技術(shù)支持表示感謝。但是由于負載為一施二，所以，其矢量控制功能沒有得到充分的利用。