对T-48型查布机调速系统的变频改进

【摘要】本文主要讲述用三菱FR-A540-2.2K-CH变频器对T-48型查布机的调速系统进行改进。 【关键词】三菱变频器无极调速 正 文 1、引言： 　　T-48型查布机是一种用来检查布疋有无漏针、花针、拆底、反巾等质量问题的机器。它由基座、送布滚筒、收布滚筒、查布灯板、左右反光镜子、电动机和控制箱等组成。（如图一），布疋经染整、风干以后，都必须进行检查验收。把待检布放在送布滚筒上，经过导布滚筒，再到检查灯板，到主导布滚筒，再转在收布滚筒的纸筒上。操作工人通过左右反光镜对布疋进行检查，一旦发现疑似质量问题，立即调低转速，仔细检查。如果没有问题，则提高转速，让布皮快速通过，以提高工作效率。 2、改进以前本机存在的问题： 　　由于本机改进前采用直流调速系统和直流电机，所以存在着很多问题。 （1）由于采用直流调速必须先把交流电整流成直流电，系统过于复杂，效率也不高。 （2）由于直流电机存在碳刷，使系统的故障率偏高。 （3）无法节能，也不利自动化。 3、改进思路 （1）利用三菱FR-A540-2.2K-CH变频器取代以前的直流调速系统。 （2）采用三相380V—2.2KW交流电机取代以前的直流电机。 （3）采用外接电位器W调节转速。 （4）控制变频器的STF进行正转运行。为便于仔细检查，用STF、STR、JOG进行点动控制。 （5）工作过程 4、电路图及控制原理 （1）主电路 　　如图二所示，QF是自动空气开关，用来隔离整个系统的电源。KM用来将电源接至变频器并启动控制箱散热风扇。交流电抗器LAC用于改善电路功率因数，输入滤波器Z1和输出滤波器Z2用于抗干扰。 （2）控制电路 　　整个电路为220V交流控制电路，KM、1KA、3KA、4KA、5KA、6KA、HA、HL、HR、HG均为220V交流控制件，2KA为DC24V中间继电器，属变频器RUN端子控制,监视变频器的运行情况。HR为电源指示灯，直接通过熔断器接到电源输入端，HG为运行指示灯，受2KA控制，显示变频器是否运行，HL为故障灯，当变频器发生故障时，配合蜂鸣器HA一起进行声光报警。 　　系统投入运行前，首先合上空气开关QF，然时按下启动按钮SB2，让KM线圈得电并自锁，把交流电源接至变频器输入端，同时散热风扇F启动，为变频器投入运行作准备。由于KM的闭合，按下正转启动运行按钮SB4，1KA线圈得电并自锁，1KA的常开触点，串接在变频器的SD和STF端子之间，此时变频器开始运作，控制电动机启动并在目标频率下运行，电动机的转速由接在10、2、5端子上的电位器W来进行设定，由2号端子在电位器取得的电压，配合变频器的相关参数，就可以实现对电动机的无极调速控制。变频器投入运行后，1KA已经闭合，电源输入接触器KM的停止按钮SB1被1KA常开触点给短接，保证变频器在运行状态下不被突然切断电源而使电动机停机。要实现正、反转点动控制时，按下SB3使正转运行中间继电器1KA断电，电动机停止。再根据需要按下SB5或SB6，使4KA或5KA得电进行正反转点动操作，4KA、5KA只要有一个得电，6KA也将得电，通过6KA的常开触点，变频器的JOG输入端ON。进行点动模式选择。KM的停止按钮也被短接失去作用，以防止误操作。正转运行模式与点动模式用1KA和6KA的常闭进行互锁，正转点动4KA和反转点动5KA也用它们的常闭触头互锁。 　　要实现停机操作，正转运行时，只要按下SB3。点动运行时只要松开点动按钮即可。因1KA或4KA、5KA线圈断电，使变频器撤出运行。电动机停止。SB1的短接解除。此时，再按下SB1按钮，KM线圈断电，系统退出运行。 　　变频器发生故障时，由于变频器输出端子BC断开，这时无论是处于正转运行模式，还是点动模式，1KA、4KA、5KA、6KA的线圈都将断电，变频器退出运行。 　　由于BA的闭合，蜂鸣器HA与故障灯HL被接通，实行声光报警，3KA线圈得电并自锁。借助3KA的常闭触点，使KM线圈断电，切断变频器输入端电源、变频器复位。声光报警则因3KA的自锁而继续保持，直到工作人员发现并排除故障，按下急停按钮SBO让声光报警复位，变频器才能进行下一轮启动。在这里急停按钮SBO除了在紧急情况下，切断整个系统电源的功能处，还有另一个作用，就是作声光报警的复位按钮。按下急停按钮SBO声光报警停止，对KM线圈的控制解除。复位以后还应把急停按钮恢复ON状态。变压器TB和熔断器3RD及桥式整流电路为2KA提供24V直流电源。 5、主要电器的功用与选择 （1）低压断路器QF ①主要作用 a隔离作用：当变频器需要检修时，或者因某种原因长时间不用时，将QF切断，使变频器与电源隔离。 b保护作用：当变频器的输入时侧发生短路等故障时，进行保护。 ②选择原则 由于 a变频器在刚接通电源的瞬间，电容器的充电电流可高达额定电流的2—3倍。 b变频器的进线电流是脉冲电流，其峰值常可超过额定电流。 c变频器允许的过载能力为150%，1min。 所以：低压断路器的额定电流IQN应选为： IQN≥（1.3～1.4）IN 式中：IN——变频器额定电流。因为接有LA，变频器为2.2KW，所以选正泰15A空气断路器。 （2）接触器KM ①主要作用 a可通过按钮方便地控制变频器的通电与断电。 b变频器发生故障时，可自动切断电源。 ②选择原则，由于接触器自身并无保护功能，不存在误动作的问题，故选择原则是，主触点的额定电流IKN应满足：IKN≥IN，因为变频器为2.2KW，所以选CJ—20交流接触器。 （3）电动机 ①主要作用：在变频器的驱动下，带动送布滚筒和收布筒转动，实现验布操作。 ②选择原则：使用SPWM型变频器，由于布线常数引的浪涌压将使绝缘老化，所以选择400V系列变频器驱动的强化绝缘电机。额定功率为2.2KW，（稍大过直流电机功率）额定转速1420转（和直流电机大至相当） （4）变频器 ①主要作用：按照控制电路及T-48型查布机要求实现50HZ以下的变频调速器。 ②选择原则：由于交流电动机为2.2KW，根据FR—A540手册说明，变频器选择FR—A540—2.2KW—CH型。 （5）功率因数交流电抗器LAC ①主要作用：用来提高输入回路的功率因数。 ②选择原则：因变频器为2.2KW，根据FR—A540变频调速手册所以选用FR—BAL—H2.2K型交流电抗器。 6、变频器参数设定与调试 按着电路图接好电线和引进电源以后，接下来就是参数设定和调试操作。 （1）合上空气开关QF，按下SB2启动按钮给变频器通电。 （2）按变频器MODE键，切换到HELP模式，再按SET键，然后用“▲” “▼”切换到“ALLC”“全部消除”模式，按“SET”键，用“▲” “▼”键将“ALLC”值，由“0”变成“1”然后按住“SET”键1.5S以上，到“1”与“PR.CL”不停闪烁显示操作成功。目的是把变频器除“PR.75”以外的所有参数全部恢复到出厂设置，防止人为因素影响参数设定和调试效果。 （3）将Pr.79设定为“1”（PU模式）以方便调试。 （4）将Pr.15（点动频率）设定为30HZ。Pr.16（点动加减速时间）设定为3S（因Pr.21出厂已设定为“0”，即加减速时间为0～360范围）设好以后，按“MODE”键切到“PU模式”上的点动模式，然后按“FWD”或“REV”键进行空载试验。电机运转正常。说明主电路调试成功。 （5）将Pr.1（上限频率）设定为50HZ，Pr.2下限频率设定6HZ，Pr.13（启动频率）设定为6HZ，Pr.3（基波频率）设定为50HZ，Pr.19（基波频率电压）设定为380V。因为经常带负载启动，所以将Pr.0（转矩提升）设定为6%，因为电机为2.2KW，Pr.7（加速时间）设为5S，Pr.8（减速时间）设为5S。Pr.20（加减速基准频率）设为50HZ，Pr.21（加减速时间单位）设定为“0”，Pr.9（电子过电流保护）根据电机的额定电流设定为5A。设定之后，切换到运行模式，用“▲” “▼”把运行频率设定为50HZ，然后切换到PU操作模式，按变频器的“FWD”或“REV”和“STOP”键，进行空载试验，电机正转、反转及停止均正常。 （6）切换到参数设定模式，将Pr.73设定为“1”，（即2号端选择0～5V输入），Pr.902设定为“0HZ”“0%”，Pr.903设定为“50HZ”“100%” Pr.190（RUN端子功能）设定为“0”，Pr.185（JOG端子功能）设定为“5”。设完以后，将Pr.79设定为“2”（外部操作模式）进行空载试验，正转、正转点动、反转点动均正常。 （7）给电动机套上皮带，进行载荷试验，正转、正转点动、反转点动及调速均达到控制自如的满意效果。 7、结束语：系统经过改进，达到了理想的调速效果，故障率明显降低，提高了生产效率。 8、参考资料 （1）《FR—A500三菱变频调速器使用手册》 （2）机械工业出版社张燕宾著《SPWM变频调速应用技术》