淺談變頻器在工業上的應用

摘 要：近年來，隨著我國自動化技術的迅速發展，工業自動化取得了長足的進步。變頻器由于性能穩定、節能環保、性價比高，在工業各個領域得到了廣泛的應用，它為交流異步電動機驅動的設備大范圍、高質量地調速提供了全新的方案，所以，采用交流變頻調速是現代工業技術發展的主流。

關鍵詞：變頻器；工業應用

為了更好的應用好變頻器，先大致介紹一下變頻器的原理、變頻器的控制方式及負載類型及特性。只有掌握這些才能更高更好的發揮出變頻器的特性，更好的驅動負載高效節能的驅動設備的運行。

⑴變頻器原理，變頻器是將恒壓恒頻道交流電轉變為變壓變頻的交流電的裝置，以滿足交流電動機變頻調速的需要。現在通常使用的是交-直-交變頻器，交-直-交變頻器先將工頻交流電整流變成直流電，在通過逆變器將直流電換成可控制的頻率和交流電壓已達到變頻調速的目的。

⑵變頻器的控制方式包括恒壓頻比控制方式、轉差頻率發、矢量控制技術、直接轉矩控制等，壓頻比（U/f）控制又分為基頻以上調速和基頻以下調速。

⑶負載類型分為恒轉矩、變轉矩和恒功率等負載。1）恒轉矩機械負載是直負載轉矩不隨負載轉速而變化的機械負載。2）變轉矩負載是直轉矩與轉速的二次方的關系。如離心式風機和泵類。3）恒功率負載指負載輕時高速運動，負載重時低俗運動，其機械負載轉矩與速度成反比。

在我以前的調試中與遇到過類似的負載類型，配合變頻器的使用詳細介紹一下：

項目一、高爐爐渣過濾的粒化器、脫水器變頻的應用

⑴電氣設備的配置

粒化器和脫水器電氣控制系統由3面GGD柜、1面操作臺、2個現場機旁箱組成，GGD柜有一面是進線柜，另外兩面分別是脫水器和粒化器的變頻控制柜，現場脫水器電機為75KW，粒化器電機為45KW，根據電機容量選用富士FRN90G1S-4C和FRN55G1S-4C型號的變頻器；并分別配有進線接觸器，出現電抗器及制動單元和制動電阻，以滿足工藝要求。

⑵變頻器的設置及調試

1）按照圖紙檢測變頻器接線是否正確，確認無誤后上電

2）設置變頻器參數，以下參數是針對電氣圖紙要求及生產工藝要求設置的參數：

a.F01：1 b.F02：1

c.F03：100HZ d.F04：50HZ

e.F05：380V f.F06：380V

g.F07：25S h.F08：25S

i.F15：60HZ j.F37：1 恒轉矩負載

k.F42：V/F控制 沒有滑差補償

l.E03： 報警復位 m.E27： 99

n.E34 過載報警：額定電流

o.P01 4級電機 p.P02 電機功率

r.P03 額定電流 s.E52 2 全菜單模式

t.制動電阻再生制動選擇

u.模擬量分配4～20mA

按照以上的參數設置變頻器正常運轉，滿足了生產工藝要求。

所以了解負載特性是很重要的，能夠準確的設置好變頻器的參數去更好的驅動電機，粒化器和脫水器負載是直負載轉矩不隨負載轉速而變化的機械負載，所以我選用了V/F控制的方；其他的設置是按照圖紙上的要求分別對應參數設置的，如選用端子控制模式；現場電位器控制變頻器的調速；按鈕復位變頻器故障；制動電阻的選；模擬信號的輸出方式；電機銘牌參數；加減速時間等。按照負載的大小設置加減速的時間，減速時間也不要設置過短，否則可能產生制動過速的故障。

當以上的參數設置完畢后，在進行空車實驗，及讓電機不帶負載的轉動，看看是否你設置的參數達到了圖紙及工藝的要求，逐一進行分析，讓變頻器與電機達到最佳得磨合狀態，更好地運轉。

項目二、高爐主卷揚雙料車控制系統

⑴電氣系統。高爐主卷揚成套變頻系統共有7面GGD柜；其中包括2臺主卷揚變頻柜，1臺主卷揚變頻切換柜，2臺制動電阻柜，2臺電氣控制柜。主卷揚電機配2套控制柜，一用一備，通過切換柜切換。變頻器均采用施耐德ATV71HC50N4系列變頻器，配上制動電阻24只，安裝在電阻柜內。

⑵控制設計系統。主卷揚變頻器系統具有自動、手動、和點動三種操作方式。自動操作方式主要通過PLC自動控制上料。手動操作方式主要用于設備調試、自動系統故障、變頻故障時使用。點動操作方式專為檢修、極限調試和緊鋼繩時使用。為提高可靠性，主卷揚變頻柜設有兩套，一用一備，通過切換柜切換。

1）主卷揚料車設定高，中，低三級控制速度。由變頻器1.3設置里的多段速設定。滿足生產工藝的要求，分別設成10，30，45HZ。2）根據負載情況將變頻器定義出提升宏模式，為防止打開抱閘料車溜車，機械抱扎打開時變頻器產生足夠的轉矩，由變頻器輸出頻率信號檢測抱閘打開，設定檢測頻率為2.5HZ，為提高變頻輸出轉矩，設置轉矩提升為3%。使之有一定的輸出轉矩能帶動負載。3）系統中設有過流，松繩等保護，一旦系統保護，變頻停車，抱閘抱死，同時制動電阻起作用實現準確停車。4）考慮到負載的特性，選用電流矢量控制模式。

通過以上的分析大致了解了變頻及負載的特性，就能更好的設定好相應的參數。參數設置完畢對進行一下自整定，是變頻器與電機達到一個更好的“溝通”，達到更加精準的控制。

通過上述兩個具體的現場調試事例，我向大家介紹了關于變頻器在不同工藝情況下的應用，可以看出只有正確掌握變頻、負載的特性，才能更好的調試變頻器，去控制負載達到最完美的工藝控制，變頻還有很多應用方式，如PID調節、通信網絡控制等，掌握好這些只是才能更好的完成對負載的控制。