三菱A700系列變頻器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用第4講 化學(xué)品電機(jī)的變頻控制

浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李方園

1 項(xiàng)目背景

在紙廠中，為保證紙張?jiān)诰W(wǎng)部成形時(shí)增加脫水性能、改善物理強(qiáng)度等，通常需要在沖漿泵前添加適量的化學(xué)品，如變性淀粉膠料。變性淀粉膠料能提高紙和紙板的物理強(qiáng)度和表面性能，改善纖維和填料在網(wǎng)上的脫水和留著，從而進(jìn)一步減輕紙廠污染、降低造紙成本。從淀粉原料到變性淀粉，必須經(jīng)過(guò)原料蒸煮成膠糊狀，這樣的工藝流程就叫“淀粉蒸煮”。當(dāng)然，變性淀粉還可以應(yīng)用在紙張的表面施膠和涂布加工紙中，能改善紙張的施膠效果，節(jié)約施膠用量，以及降低涂布加工紙的生產(chǎn)成本。

某淀粉化學(xué)品蒸煮的工藝流程和控制回路，其工作原理為：在投料口B39投入粉末狀的淀粉原料，經(jīng)振動(dòng)器均勻地分散后由計(jì)量式螺旋推進(jìn)器M02送入100L的淀粉料槽B05；淀粉料槽中的水量是通過(guò)M03清水泵來(lái)進(jìn)行控制，同時(shí)保證液位始終穩(wěn)定在相同的高度，經(jīng)攪拌器M01的工作確保了淀粉與水的混合均勻，然后得到相對(duì)穩(wěn)定濃度的淀粉溶液；均勻的淀粉溶液通過(guò)由變頻器控制的螺桿泵M04送入淀粉蒸煮箱B20，在5BAR蒸汽的熱合作用下，生成了溫度控制在110～115℃的淀粉膠料；最后在冷卻水的稀釋下，得到了出口處的最終制成品，即均一而且溫度保持在50～60℃之間的淀粉膠料。

在造紙化學(xué)品工藝流程中，電動(dòng)機(jī)M1、M2和M3需要進(jìn)行變頻控制，以達(dá)到一定的控制效果，具體要求如下：

（1）對(duì)M01、M02和M01進(jìn)行控制，其中M02和M03能在自動(dòng)情況下跟隨M01速度；

（2）M02和M03能在手動(dòng)情況下用電位器進(jìn)行調(diào)速；

（3）M01故障后，隨即停止M02和M03；

（4）三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的功率為M01為3.7kW，M02和M03為2.2kW，且都必須安裝熱繼電器。

2 化學(xué)品電機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

化學(xué)品電機(jī)的變頻控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括：

（1）VF1、VF2和VF3分別控制電動(dòng)機(jī)M01、M02和M03，并在電動(dòng)機(jī)端安裝熱繼電器，其選型跟普通繼電器沒(méi)有區(qū)別，并進(jìn)行電流整定為1.1倍的額定電流；

（2）對(duì)于VF1來(lái)說(shuō)，其頻率設(shè)定通過(guò)電位器Rp1，同時(shí)通過(guò)輸出AM信號(hào)，即變頻器運(yùn)行速度信號(hào)給VF2和VF3，VF2和VF3在自動(dòng)情況下，即AU信號(hào)接通時(shí)進(jìn)行同步跟隨；

（3）對(duì)于VF2和VF3來(lái)說(shuō)，通過(guò)選擇AU信號(hào)，可以工作在自動(dòng)和手動(dòng)兩種情況，手動(dòng)情況下，采用電位器輸入信號(hào)，即Rp2控制VF2、Rp3控制VF3；

（4）VF1故障后，其ABC1端子動(dòng)作，KA4動(dòng)作，隨即停止VF2和VF3，且只有在VF1動(dòng)作復(fù)位的情況下才能再次起動(dòng)。

3 化學(xué)品電機(jī)的變頻器參數(shù)設(shè)置

（1）VF1攪拌機(jī)變頻器設(shè)置，如表1所示。

表1 VF1參數(shù)設(shè)置

（2）VF2螺旋推進(jìn)器變頻器設(shè)置，如表2所示。

表2 VF2參數(shù)設(shè)置

（3）VF3清水泵變頻器設(shè)置，如表3所示。

表3 VF3參數(shù)設(shè)置

4 結(jié)束語(yǔ)

在本文中需要解決以下問(wèn)題：

（1）如果對(duì)于變頻器VF1來(lái)說(shuō)，其繼電器輸出ABC1和ABC2已經(jīng)用于其他功能的話（比如運(yùn)行和準(zhǔn)備信號(hào)輸出），那么怎么使用集電極開(kāi)路輸出端子？

由于ABC1和ABC2都是繼電器觸點(diǎn)信號(hào)，因此接線相對(duì)簡(jiǎn)單，但是集電極開(kāi)路輸出則必須按照?qǐng)D1接線方法進(jìn)行。

圖1 集電極開(kāi)路輸出

（2）如果M1的輸出AM端子無(wú)法對(duì)兩臺(tái)變頻器同時(shí)進(jìn)行模擬量信號(hào)傳遞，該如何選擇新的接線方法？

當(dāng)一臺(tái)變頻器的輸出無(wú)法滿足多臺(tái)變頻器的同步時(shí)，這時(shí)可以采用同步控制器。它可對(duì)各單元傳動(dòng)速度分別整定（分調(diào)），以實(shí)現(xiàn)各單元以一定的比例速度同步工作（或補(bǔ)償各單元的機(jī)械傳動(dòng)比的差異），各單元可加入同步調(diào)節(jié)器信號(hào)(以實(shí)現(xiàn)各單元速差的自動(dòng)調(diào)整)。總的主令設(shè)定電壓通過(guò)給定積分器輸出，可實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和軟停車（變頻器的加減速時(shí)間可以設(shè)置為較小值，以保證同步調(diào)整的動(dòng)態(tài)快速性）。

[1] 李方園. 變頻器原理與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2] 李方園. 變頻器控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[3] 李方園. 變頻器自動(dòng)化工程實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.