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1  引言

    隨著輪胎市場(chǎng)的發(fā)展，用戶對(duì)輪胎中的骨架材料簾子布的要求逐漸提高。根據(jù)市場(chǎng)需要，筆者對(duì)原有的紡絲系統(tǒng)進(jìn)行了改造，以滿足生產(chǎn)增速、高強(qiáng)力工業(yè)絲等的試驗(yàn)要求。在該系統(tǒng)的改造中，筆者首次采用通用型變頻器作為牽伸電機(jī)的電源裝置，代替原有的專(zhuān)用型變頻器，使用效果良好。

2  系統(tǒng)分析

    原紡絲變頻器系統(tǒng)采用日本明電舍紡絲專(zhuān)用型VT630變頻器，它由電源分支盤(pán)、順變換盤(pán)（整流盤(pán)）、1G變頻器盤(pán)、2G變頻器盤(pán)、3G變頻器盤(pán)組成，1G、2G、3G變頻器通過(guò)MCC（控制中心）控制柜分別為2個(gè)區(qū)段12錠1G、PR、2G、3G電機(jī)供電；制動(dòng)回路采用單獨(dú)制動(dòng)電源；所用電機(jī)為永磁同步電機(jī)，由現(xiàn)場(chǎng)按鈕控制MCC控制柜內(nèi)接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)每錠1G、PR、2G、3G牽伸電機(jī)的硬啟動(dòng)。

    改造后VT230S變頻系統(tǒng)（如圖1所示）是由紡絲現(xiàn)場(chǎng)1G、PR、2G、3G按鈕分別控制單臺(tái)變頻器的啟動(dòng)和停止，電機(jī)采用軟啟動(dòng)運(yùn)行方式。

    由于紡絲牽伸電機(jī)轉(zhuǎn)速不同（3G/2G/1G=1.68/1/0.30），牽伸電機(jī)運(yùn)行中轉(zhuǎn)速相差較大，在牽伸作用下1G、2G電機(jī)容易處于發(fā)電狀態(tài)，特別是當(dāng)1G或2G電機(jī)突然停止時(shí)會(huì)引起變頻器直流過(guò)電壓而跳閘，甚至導(dǎo)致變頻器整流元件燒壞，因此將三臺(tái)VT230S變頻器內(nèi)部直流母排并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)回饋能量的吸收，三臺(tái)變頻器主回路共用一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，禁止單獨(dú)停送電。

    為防止控制中心按鈕信號(hào)受電磁干擾引起變頻器誤動(dòng)作，變頻器采用二線控制模式，控制回路增加了中間繼電器KA1、KA2、KA3分別控制1G、2G、3G變頻器的啟、停。

    為滿足現(xiàn)場(chǎng)快速制動(dòng)需要，特增加大功率外置DBR（直流制動(dòng)單元），以防止快速停車(chē)制動(dòng)時(shí)直流母排回饋電壓過(guò)高。

    根據(jù)1G、2G、3G變頻器軟啟動(dòng)輸出電流測(cè)定結(jié)果，3G變頻器選用THYFREC-VT230S-015H型，最大輸出電流為31A；1G、2G變頻器功率選用雖然可以小一些，但考慮三臺(tái)變頻器直流母排并聯(lián)，整流器件應(yīng)匹配，所有三臺(tái)變頻器均選用同一型號(hào)。

    當(dāng)變頻器故障時(shí)，變頻器端子FA、FB、FC輸出開(kāi)、閉信號(hào)，用于停車(chē)和故障指示。

圖1  VT230S變頻器系統(tǒng)

3  調(diào)試中的故障現(xiàn)象及對(duì)策

    2G、3G電機(jī)試運(yùn)行過(guò)程中，電機(jī)轉(zhuǎn)速有失步現(xiàn)象發(fā)生，逐漸調(diào)節(jié)參數(shù)A02（轉(zhuǎn)矩提升）從3.7至4.5后現(xiàn)象消失。但此參數(shù)的提高會(huì)引起電機(jī)啟動(dòng)電流快速上升而導(dǎo)致變頻器過(guò)流跳閘。

    調(diào)試中發(fā)現(xiàn)3G變頻器頻繁發(fā)生“過(guò)負(fù)荷”跳閘現(xiàn)象，根據(jù)觀察對(duì)啟動(dòng)電流的最大值B00－6（電機(jī)額定電流設(shè)定）進(jìn)行調(diào)整，并將B18－0（過(guò)流限制）從150調(diào)至250后正常。此參數(shù)應(yīng)與變頻器額定輸出電流相匹配，否則易引起變頻器過(guò)流跳閘。

    3G電機(jī)減速停車(chē)時(shí)間設(shè)定低于5秒時(shí)，電機(jī)不能按時(shí)停車(chē)，經(jīng)查系直流母排回饋電壓過(guò)高造成變頻器停車(chē)減速時(shí)間自我限制，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)操作要求，將減速停車(chē)時(shí)間（A01－1參數(shù)）調(diào)整為8秒可以正常停車(chē)。

    在現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)變頻器時(shí)，多次引起上級(jí)主電源漏電開(kāi)關(guān)動(dòng)作，經(jīng)查為控制盤(pán)內(nèi)電源零、地混用，而220V控制電源直接取自地線未通過(guò)漏電開(kāi)關(guān)，后選用380/220V變壓器作為該系統(tǒng)控制電源。因變頻器工作中存在大量高次諧波且線路較長(zhǎng)，所有主回路中有一定電容電流存在，該系統(tǒng)原設(shè)計(jì)選用主電源漏電開(kāi)關(guān)動(dòng)作電流為30mA（民用型），易引起誤動(dòng)作，改用200mA（工業(yè)用）后主電源漏電開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作現(xiàn)象消失。

4  系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)

    本系統(tǒng)為非成套專(zhuān)利設(shè)備且省去了專(zhuān)用整流環(huán)節(jié)，成本低；系統(tǒng)具有各種保護(hù)功能，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，減少了故障率，降低了維修費(fèi)用。

    本系統(tǒng)由一臺(tái)變頻器軟啟動(dòng)帶動(dòng)一對(duì)電機(jī)運(yùn)行的方式，使控制更加方便，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)流程，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，為試驗(yàn)工藝參數(shù)的調(diào)整提供了便利的條件。電機(jī)可以在設(shè)置好的V/F曲線上平滑的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)，減少了啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，減少了對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)及電機(jī)的影響。

    變頻器操作面板VT230-OP1實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話，運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)一目了然，除了一般的頻率、電流、電壓外，還能監(jiān)視電機(jī)轉(zhuǎn)矩、輸出功率、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間等20多種數(shù)據(jù)，能夠自動(dòng)診斷異常部位的故障情況，記錄最近發(fā)生的幾次故障及故障時(shí)的運(yùn)行參數(shù)，為分析系統(tǒng)故障原因提供參考。

    該變頻器用IGBT作為開(kāi)關(guān)器件，具有波形好，效率高，噪音低，體積小，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。在控制方式上采用先進(jìn)的磁通矢量控制和V/F控制。特別是在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載情況下，過(guò)載能力達(dá)到額定電流的150％（1分鐘），非常適合永磁同步電機(jī)啟動(dòng)。另外該變頻器還具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、計(jì)算機(jī)接口、PLC編程等多種優(yōu)點(diǎn)。

5  結(jié)語(yǔ)

    該系統(tǒng)投入使用半年來(lái)運(yùn)行良好，應(yīng)用的成功改變了原紡絲電氣系統(tǒng)只能采用專(zhuān)用變頻器的歷史，證明了通用變頻器經(jīng)過(guò)改造后可替代原有的專(zhuān)用變頻器，為以后紡絲變頻系統(tǒng)改造提供了新思路。

參考文獻(xiàn)：
[1]  明電變頻調(diào)速器THYFREC-VT230S使用說(shuō)明書(shū)[Z]. 明電舍株式會(huì)社. 2000, 9.