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變頻器在多臺(tái)風(fēng)機(jī)起動(dòng),、調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
變頻器在多臺(tái)風(fēng)機(jī)起動(dòng)、調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
在工業(yè)控制領(lǐng)域變頻調(diào)速正越來越普遍地使用于各種調(diào)速系統(tǒng)中,，它具有體積小,、重量輕、安裝操作簡(jiǎn)單,、數(shù)據(jù)可靠,、性能穩(wěn)定、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn),。用在風(fēng)機(jī),、水泵調(diào)速控制系統(tǒng)中具有軟起動(dòng)功能，減少了對(duì)電網(wǎng)的污染,。而單臺(tái)變頻器既可用于多臺(tái)風(fēng)機(jī)軟起動(dòng)又可用于對(duì)某臺(tái)風(fēng)機(jī)調(diào)速,，這在某些應(yīng)用場(chǎng)合具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
新疆南部盛產(chǎn)棉花,，相應(yīng)建有許多棉花加工廠,。在加工廠中不同工序間使用風(fēng)機(jī)管道傳送棉花，整個(gè)工廠大約有40臺(tái)功率分別為15kW至75kW的風(fēng)機(jī),，每一工序由3～4臺(tái)風(fēng)機(jī)分別控制不同的輸送風(fēng)管并由同一只配電柜供電,。原系統(tǒng)采用Y－Δ轉(zhuǎn)換方式起動(dòng)風(fēng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)有一定的沖擊,。由于風(fēng)機(jī)無法調(diào)速,，使同一工序中的棉花輸送速度不能*一致，雖該系統(tǒng)對(duì)輸送速度的控制要求并不很高,，但長(zhǎng)時(shí)間的累計(jì)誤差導(dǎo)致管道堵塞的現(xiàn)象還是時(shí)有發(fā)生,。一旦發(fā)生堵塞，必須關(guān)閉多道工序的風(fēng)機(jī),，這影響了生產(chǎn)效率,。針對(duì)這一情況，我們使用了PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng),，合理經(jīng)濟(jì)地解決了起動(dòng)沖擊電流和棉花堵塞的問題,。
二,、系統(tǒng)介紹
1、系統(tǒng)構(gòu)成
圖1 系統(tǒng)原理圖
本系統(tǒng)應(yīng)用于四臺(tái)風(fēng)機(jī)組成的某一工序中,四臺(tái)風(fēng)機(jī)的功率均為55kW,系統(tǒng)主電路如圖1所示,。變頻器輸出端通過接觸器Q11,、Q21、Q31,、Q41分別控制四臺(tái)電機(jī),，同時(shí)，接觸器Q12,、Q22,、Q32、Q42經(jīng)熱繼電器分別將電機(jī)連接至電網(wǎng),。在本系統(tǒng)中,，變頻器使用了日本安川公司的VS616G555kW。
用于邏輯控制和軟件連鎖的PLC采用了日本三菱公司的FX2－48點(diǎn),，其輸出點(diǎn)通過中間繼電器J控制相對(duì)應(yīng)的接觸器,，如圖2所示。
圖2 PLC邏輯控制圖
2,、工作原理
該系統(tǒng)改造的主要目的有兩點(diǎn)：
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替代原有的Y－Δ起動(dòng)方式以減少風(fēng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊,；
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操作工可根據(jù)情況對(duì)某臺(tái)風(fēng)機(jī)調(diào)速，杜絕棉花堵塞現(xiàn)象的發(fā)生,。
以風(fēng)機(jī)M1為例：起動(dòng)時(shí)首先Q11閉合,，風(fēng)機(jī)變頻軟起動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)同步轉(zhuǎn)速后,，按“切換按鈕”，使Q11,、Q12切換,，Q11接至電網(wǎng)。依此類推,，可分別起動(dòng)每臺(tái)風(fēng)機(jī),。如果某臺(tái)風(fēng)機(jī)需要調(diào)速，則由變頻器直接驅(qū)動(dòng),，根據(jù)要求調(diào)速,。
3、技術(shù)關(guān)鍵
本系統(tǒng)由于采用單臺(tái)變頻器多電機(jī)切換,，因此切換時(shí)對(duì)變頻器的保護(hù)是控制系統(tǒng)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵,，系統(tǒng)中采用了硬件和軟件相配合的雙重保護(hù)。硬件連鎖中,，充分利用了安川變頻器多機(jī)能輸入,、輸出接點(diǎn),。起動(dòng)過程中，當(dāng)PLC接到起動(dòng)信號(hào)后,，將首先判別變頻器是否有0Hz信號(hào),，以此保證電機(jī)必須由0Hz開始起動(dòng)；為減少切換時(shí)的電流沖擊,，只有當(dāng)變頻器輸出頻率達(dá)到50Hz時(shí),，才可切換至電網(wǎng)。切換時(shí),，當(dāng)Q11斷開前,，必須將變頻器輸出置零，而且Q11和Q12通過硬件連鎖以保證不會(huì)同時(shí)閉合,。在本系統(tǒng)中,，將變頻器8號(hào)多機(jī)能輸入接點(diǎn)設(shè)置為“外部自由運(yùn)轉(zhuǎn)停止”功能用于切換時(shí)保證變頻器輸出為零；25號(hào)多機(jī)能輸出接點(diǎn)設(shè)置為“0Hz信號(hào)”,、28號(hào)多機(jī)能輸出接點(diǎn)設(shè)置為“50Hz信號(hào)”供系統(tǒng)起動(dòng)和切換時(shí)檢測(cè),，輸出接點(diǎn)輸入PLC通過軟件連鎖，反饋至變頻器輸入接點(diǎn),。PLC保證變頻器不會(huì)同時(shí)帶動(dòng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī),。風(fēng)機(jī)起動(dòng)、切換過程如圖3所示,。
圖3 起動(dòng),、切換流程框圖
4、調(diào)試過程
在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn),，切換時(shí)由于接觸器釋放和吸合存在著的延時(shí),，電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)隨著負(fù)載的不同而下降，這使電機(jī)切換至電網(wǎng)時(shí)產(chǎn)生電流沖擊,。在這種情況下,，對(duì)不同負(fù)載的風(fēng)機(jī)的切換頻率進(jìn)行了不同的設(shè)置，令切換頻率均大于50Hz,，慣量小的負(fù)載切換頻率設(shè)置高一些,，慣量大的負(fù)載設(shè)置小一些，通過切換時(shí)檢測(cè)電流設(shè)置相應(yīng)的切換頻率,，使每臺(tái)風(fēng)機(jī)切換時(shí)的沖擊電流能夠控制在2倍以內(nèi),，小于原先的Y－Δ起動(dòng)方式。并且利用變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,，很好地解決了棉花的堵塞問題,。
三、結(jié)束語
本系統(tǒng)在新疆阿拉爾棉花加工廠運(yùn)行至今已近一年,，實(shí)踐證明,，變頻器在多臺(tái)風(fēng)機(jī)起動(dòng),、調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，既減少了風(fēng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的沖擊電流,，節(jié)省了多臺(tái)軟起動(dòng)器的投資,，又解決了某臺(tái)風(fēng)機(jī)需要調(diào)速的要求，不但滿足了生產(chǎn)工藝提高了生產(chǎn)效率,，又減少了設(shè)備改造資金的投入,，在棉花加工行業(yè)或相似系統(tǒng)中具有很好的推廣價(jià)值。