三菱A700系列變頻器的設計與應用第4講 化學品電機的變頻控制

浙江工商職業技術學院 李方園

1 項目背景

在紙廠中，為保證紙張在網部成形時增加脫水性能、改善物理強度等，通常需要在沖漿泵前添加適量的化學品，如變性淀粉膠料。變性淀粉膠料能提高紙和紙板的物理強度和表面性能，改善纖維和填料在網上的脫水和留著，從而進一步減輕紙廠污染、降低造紙成本。從淀粉原料到變性淀粉，必須經過原料蒸煮成膠糊狀，這樣的工藝流程就叫“淀粉蒸煮”。當然，變性淀粉還可以應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，節約施膠用量，以及降低涂布加工紙的生產成本。

某淀粉化學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，經振動器均勻地分散后由計量式螺旋推進器M02送入100L的淀粉料槽B05；淀粉料槽中的水量是通過M03清水泵來進行控制，同時保證液位始終穩定在相同的高度，經攪拌器M01的工作確保了淀粉與水的混合均勻，然后得到相對穩定濃度的淀粉溶液；均勻的淀粉溶液通過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。

在造紙化學品工藝流程中，電動機M1、M2和M3需要進行變頻控制，以達到一定的控制效果，具體要求如下：

（1）對M01、M02和M01進行控制，其中M02和M03能在自動情況下跟隨M01速度；

（2）M02和M03能在手動情況下用電位器進行調速；

（3）M01故障后，隨即停止M02和M03；

（4）三臺電動機的功率為M01為3.7kW，M02和M03為2.2kW，且都必須安裝熱繼電器。

2 化學品電機的硬件設計

化學品電機的變頻控制系統的硬件設計，其內容包括：

（1）VF1、VF2和VF3分別控制電動機M01、M02和M03，并在電動機端安裝熱繼電器，其選型跟普通繼電器沒有區別，并進行電流整定為1.1倍的額定電流；

（2）對于VF1來說，其頻率設定通過電位器Rp1，同時通過輸出AM信號，即變頻器運行速度信號給VF2和VF3，VF2和VF3在自動情況下，即AU信號接通時進行同步跟隨；

（3）對于VF2和VF3來說，通過選擇AU信號，可以工作在自動和手動兩種情況，手動情況下，采用電位器輸入信號，即Rp2控制VF2、Rp3控制VF3；

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

3 化學品電機的變頻器參數設置

（1）VF1攪拌機變頻器設置，如表1所示。

表1 VF1參數設置

（2）VF2螺旋推進器變頻器設置，如表2所示。

表2 VF2參數設置

（3）VF3清水泵變頻器設置，如表3所示。

表3 VF3參數設置

4 結束語

在本文中需要解決以下問題：

（1）如果對于變頻器VF1來說，其繼電器輸出ABC1和ABC2已經用于其他功能的話（比如運行和準備信號輸出），那么怎么使用集電極開路輸出端子？

由于ABC1和ABC2都是繼電器觸點信號，因此接線相對簡單，但是集電極開路輸出則必須按照圖1接線方法進行。

圖1 集電極開路輸出

（2）如果M1的輸出AM端子無法對兩臺變頻器同時進行模擬量信號傳遞，該如何選擇新的接線方法？

當一臺變頻器的輸出無法滿足多臺變頻器的同步時，這時可以采用同步控制器。它可對各單元傳動速度分別整定（分調），以實現各單元以一定的比例速度同步工作（或補償各單元的機械傳動比的差異），各單元可加入同步調節器信號(以實現各單元速差的自動調整)。總的主令設定電壓通過給定積分器輸出，可實現軟起動和軟停車（變頻器的加減速時間可以設置為較小值，以保證同步調整的動態快速性）。

[1] 李方園. 變頻器原理與維修[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2] 李方園. 變頻器控制技術[M].北京：電子工業出版社，2010.

[3] 李方園. 變頻器自動化工程實踐[M].北京：電子工業出版社，2007.