安川變頻器的應用 第1講 安川變頻器在刮泥機中的應用

安川變頻器的應用 第1講 安川變頻器在刮泥機中的應用

浙江工商職業技術學院 李方園

安川A1000是功能高度融合的電流矢量控制通用變頻器，它的應用領域為升降機械、流體機械、金屬加工機械、搬運機械等。本文主要闡述了安川變頻器在刮泥機中的應用。

變頻器；刮泥機；矢量控制

1 工程概述

刮泥機是一種排泥設備，由桁車、刮泥耙、撇渣板、驅動裝置和自控柜等組成。刮泥機一般用于污水處理廠的幅流式沉淀池，包括初次或二次沉淀池，其主要功能是將沉降在池底的污泥刮至集泥坑，再由排泥管排出，以便污泥回流或濃縮脫水。

圖1所示為中心傳動刮泥機，它設有橫跨池子的固定平臺，工作時其整機載荷都作用在工作橋的中心位置。污水經池中心穩流筒均流到四周，隨著過流面積的增大而流速降低，污水中的沉淀物沉淀于池底，刮泥機將沉淀的污泥刮到中心集泥坑中，利用水壓將其從污泥管中排出。

圖1 中心傳動刮泥機

刮泥機傳動是恒轉矩負載的典型例子。恒轉矩負載的基本特點為，在負荷一定的情況下，負載阻轉矩取決于皮帶與滾筒間的磨擦阻力和滾筒的半徑。這類負載轉矩和轉速的快慢無關，所以在調節轉速過程中，負載的阻轉矩保持不變。

恒轉矩負載在選擇變頻調速系統時，除了按常規要求外，應對變頻器的控制方式進行如下選擇：

（1）負荷的調速范圍。在調速范圍不大的情況下，選擇較為簡易的V/F控制方式的變頻器；當調速范圍很大時，應考慮采用有反饋的矢量控制方式。

（2）負荷的變化情況。恒轉矩負載只是在負荷一定的情況下負載阻轉矩是不變的，但對于負荷變化時其轉距仍然隨負荷變化。當轉矩變動范圍不大時，可選擇較為簡易的V/F控制方式的變頻器；但對于轉矩變動范圍較大的負載，應考慮采用無反饋的矢量控制方式。

（3）機械特性。如果負載對機械特性的要求不高，可考慮選擇較為簡易的V/F控制方式的變頻器；而在要求較高的場合，則必須采用有反饋的矢量控制方式。

2 工程控制分析

圖2和圖3所示為刮泥機變頻應用的主電路與控制電路，其中變頻器采用安川A1000變頻器。安川是業內知名的變頻器供應商，推出了首個商用化三電平變頻器G7系列，1000系列變頻器則是G7/F7等系列之后的新款。

刮泥機的變頻設計原理如下：

（1）刮泥機M1既可以工作在變頻情況下，也可以工作在工頻狀態下，因此需要設計3km和2km的機械互鎖接觸器。

（2）油泵電機必須與刮泥機同時啟動，因此油泵電機M2的接觸器作為變頻器的啟動信號。

（3）電流繼電器HA的定值大于FA的定值，FA的定值取決于泥沉降高度對電機力矩的計算值；時間繼電器為消除電流繼電器接點抖動而設。

（4）正常情況下刮泥機變頻器運行在40Hz，此時為多段速運行速度2，即S2閉合；當FA報警時，需要啟動變頻器自動加速，以提高刮泥效率，將S3延時閉合，即為多段速運行速度4（50Hz）。

（5）MA、MC為變頻器設定過載的報警繼電器輸出接點。

圖2 刮泥機變頻應用主電路

圖3 刮泥機變頻應用控制電路

3 變頻器參數設置與工程調試

刮泥機用安川A1000變頻器的參數如表1進行設置。由于刮泥機的負載較重，采用了無PG 矢量控制（即A1-02=2）。

表1 刮泥機A1000變頻器的參數設置

在安川A1000變頻器矢量控制調試流程中，最核心的是自學習過程，可以參照以下步驟進行：

（1）自學習前設置

執行自學習前，需要設定表2中所示的項目。關于設定所需的信息，請參照電機銘牌或電機測試報告。

表2 感應電機用自學習的輸入數據

（2）自學習種類的區別（如表3所示）（3）開始自學習

Application of Yaskawa Inverter in the Scraper Machine

Yaskawa A1000 is a kind of general-purpose inverter with the highly integrated features and current vector control mode. Its applications include the lifting machinery, fluid machinery, metalworking machinery, transportation machinery, etc. This article focuses the application of Yaskawa inverter in the scraper machine.

AC inverter; Scraper machine; Vector control