变频器控制在行车上的应用浅析.pdf

内部事项 注意保存 变频器控制在行车上的应用浅析 炼钢厂 王 贺 摘 要：本文结合炼钢厂行车变频器的使用状况，介绍了变频调速系统的工作原 理及控制方式，从变频器选型到常见故障和日常维护应注意的问题都进 行了阐述，为实际工作中变频器的使用及其控制方式的选择提供了借鉴。 关键词：变频器 行车 选型 维护 第一章 变频器原理简介及在工厂中的使用 1.1 变频器在工业现场的应用 1.1.1 早期行车的电气控制方式 起重设备是工矿冶金企业一种常用的工业设备，它给生产和工作中带来了 很大的便利，既大大减少了人力的浪费，又避免了危险工作环境对人的危害性。 在我们特殊钢分公司炼钢厂内共有80台行车，其中一分厂60t产线有22台行车， 一分厂100t 产线有18 台行车，二分厂共有行车40 台。早期行车运动的电气控 制通常采用的是交流绕线转子异步电动机转子串电阻的方法进行起动和调速控 制，由继电器与接触器进行控制。这种控制方式存在着一些缺点： 1．控制电路复杂．故障率较高．维修工作量大、维修费用高。 2．起动电流大、设备机械特性软，电阻烧损和断裂故障时有发生，且负载变化 时转速也变化，调速不理想。 3．由于是有级调速，大车、小车和吊钩的运行不平稳．起吊的重物容易甩动， 下放重物时的冲击可能损坏精密设备。 4．电动机低速运行时转子回路的外接电阻消耗大量的能量．电动机的效率很低。 1.1.2 变频器的工作原理 交流电动机的同步转速表达式为： 60f n ＝ (1－s) (1) p 式中： n为异步电动机的转速； f为异步电动机的频率； -1- -1- --11-- s为电动机转差率； p 为电动机极对数。 由式(1)可知，转速n 与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转 速，当频率f在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器 就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的 调速手段。常见的交直交型变频器原理如图1所示： 图1 交直交变频器工作原理简图 由于变频器在调速方面的诸多优越性，高性能的变频器及其先进的交流变 频调速控制技术被越来越多的应用在各种起重设备上。同时，变频器和PLC、网 络通讯等先进的控制技术的结合，也使起重设备的工业自动化性能有了更大提 高。 1.1.3 起重设备应用变频调速系统的优点： 1．变频调速可以方便的接入PLC等先进的控制系统，实现无触点控制起重设备 拖动系统。 2．工作可靠性显著提高，系统的故障率大为下降，电磁抱闸的使用寿命延长。 3．变频器调速控制系统的保护功能能够对缺相、欠压、过压、过流等做到及时 准确的检测而自动采取应变措施保护电机。 4．节能效果明显 ，在低速运行时，转子回路的外接电阻内消耗大量的电能。采 用变频调速系统后，不但外接电阻内消耗的大量电能可以节约，并且在起重设备 放下重物时，还可将重物释放的位能反馈给电源。 变频调速在工业现场应用的优势显而易见，在现阶段的现场设备中，采用 变频控制已经成为主流，并将在很长一段时期内被广泛的接受。在炼钢厂现有的 80 台行车设备中，绝大多数的行车大小车部分都采用了变频器控制，变频控制 的简易性、保护性等受到了大家的一致认可。