變頻器代替軟起動器的改造

鄭 磊 秦榮超

（山東魯碧建材有限公司，山東 萊蕪 271104）

1 改造背景

我公司的一條 1000t/d的熟料生產(chǎn)線煤均化系統(tǒng)建于2002年。今年8月，由于現(xiàn)場灰塵多等原因，布料機大車行走出現(xiàn)故障，大車一開動，軟起動器報故障，經(jīng)查是內(nèi)部觸發(fā)板已壞。該軟起動器沒有備件，訂貨周期較長，如果不進行改造這樣就耽誤生產(chǎn)，造成不必要的損失。

2 變頻器代替軟起動器的可行性分析

2.1 兩者區(qū)別

（1）軟起動，就是起動的時候用，起動完畢就退出，電動機以恒定轉(zhuǎn)速運行。變頻更多的功能在于控制功能，變頻器是全程起作用，變頻會根據(jù)所帶負(fù)荷的變動要求進行平穩(wěn)調(diào)速，它通過改變電動機的頻率從而實現(xiàn)無級調(diào)速。

（2）軟起動的起動力矩是直線上升，只能應(yīng)用于對起動力矩要求不高的場合。變頻器可以達到200%的起動力矩，可以應(yīng)用于提升負(fù)載。

（3）變頻器可以實現(xiàn)很多軟起動不能實現(xiàn)的復(fù)雜和智能功能，節(jié)能效果顯著，但價格較高；軟起主要是用于起動電流較大的場合，以防止線路電壓降太過明顯，影響其他電器設(shè)備或者燒毀電機。

2.2 共同點

變頻起動和軟起動都是降壓起動，都有限制起動電流的功能。一句話：軟起動能做到的，變頻器都能做到，軟起動就是價格相對便宜。因此，用變頻器代替軟起動器在理論上是可行的。

3 改造過程

3.1 大車控制原理圖

經(jīng)過可行性分析后大膽嘗試，將軟起動控制改造為變頻器控制，自改造以來小車運行穩(wěn)定，取得了比較好的效果。現(xiàn)將改造情況介紹如下，供同行參考。

圖1為原軟起動器的主回路。從主回路分析，大車需要南、北兩個方向行走，而軟起動器內(nèi)部不能提供反向電壓，只能通過兩個接觸器 KM501、KM502來提供反相電壓。控制回路（圖紙省略）過程是：假設(shè)大車往南行走，單機起動后，KA50接通，觸發(fā)軟起動器工作，KM501接通，軟起動器主回路接通，電機平滑啟動，待電機起動完成后，軟起動器內(nèi)部R2A、R2C接通，該點控制旁路接觸器KM801吸合，起動完成，電機勻速行走，直到發(fā)出停車信號，KA50斷開，軟啟動器自由停車。

圖1 原大車控制回路圖

因軟起動器壞，改成變頻器（型號：松下VF-8Z）控制，控制原理如圖2所示。

圖2 改造后大車控制原理圖

變頻器可通過外部控制信號就可控制變頻器輸出的相序，從而實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制，無需外部元器件來倒相，接線簡單，因此我們將KM501、KM502去除不用，旁路接觸KM801也不需要，通過KA50與KA51來實現(xiàn)變頻器的觸發(fā)，對相應(yīng)的端口進行設(shè)置即可。

3.2 參數(shù)設(shè)置

首先設(shè)置電機參數(shù)。參數(shù)見表1。

表1 參數(shù)設(shè)置

光設(shè)置完電機參數(shù)是不夠的，電機行走頻率我們不需要外加模擬量信號（比如電位器等），可以通過從操作面板設(shè)定頻率。我們將變頻器的端口進行參數(shù)設(shè)置。參數(shù) NO.8為自控/外控選擇，設(shè)定為 5（端口10：正轉(zhuǎn)起動/停止，端口11：反轉(zhuǎn)起動/停止）。將參數(shù)NO.9（自控/外控頻率）改為0（自控，從操作面板設(shè)定頻率），同時將 NO.54參數(shù)下限頻率改為40，這樣起動后就會按照下限頻率起動。

4 現(xiàn)場應(yīng)用中的經(jīng)驗、體會

在實際改造過程中，遇到了以下故障，希望給讀者以參考和借鑒作用：

1）試車時候，小車不能起動。按照當(dāng)時設(shè)定加速時間20s起動時，小車頻率上升的很緩慢，萬用表量輸出電壓較低，只有200V，小車報OL過流故障。懷疑是加速時間過長，電機輸出轉(zhuǎn)矩較小，更改加速時間為 15s仍不能起動。仔細(xì)查看說明書，發(fā)現(xiàn)參數(shù)NO.17：加速頻率保持。當(dāng)設(shè)定的加速時間對于慣性負(fù)載來說太短時，此參數(shù)可被暫時用來減少加速速率，以防止過電流跳閘。故將參數(shù)改為0（失速防止功能失效）。重新試車，小車能正常開起，并按照40Hz運行。

2）小車停止過程中，小車停車不能很快停下來。在兩端極限位置存在極大隱患。為防止小車把限位開關(guān)頂壞，將停車方式改為慣性停車。變頻器的輸出被停止信號立即關(guān)掉。再次試車，小車抱閘正常。

5 結(jié)論

以上是我對公司煤均化布料大車啟動方式的一次改進嘗試，巧妙利用變頻器可通過外部控制信號觸發(fā)來實現(xiàn)變頻器輸出的相序改變，從而實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制，無需外部元器件來倒相，接線簡單。自改造兩個月以來，小車運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)故障。

筆者認(rèn)為，用變頻器代替軟起動器方法是可行的，同時變頻器具有節(jié)能效果，值得推廣。

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