變頻器控制技術在平衡機中的應用

1 前言：

近十多年來，隨著電力技術，微電子技術及現代控制技術發展，變頻器已經廣泛地應用于交流電動機的速度控制。其中最主要的特點是，具有高效率的驅動性能和良好的控制特性。變頻器以調速精度高，響應速度快、保護功能完善、過載能力強、維護方便及節能顯著等優點，贏得廣大用戶的信賴。在機械行業，變頻器應用改造傳統產業，實現機電一體化的重要手段。在工廠自動化技術中，交流伺服系統正在取代直流伺服系統。在電器行業中變頻器應用技術，有效地提高了經濟效益和產品質量，同時也減少機械振動和噪聲。

平衡機在國內從70年代開始研究開發，多年來，人們一直以一些大型平衡機機械系統的變速機構復雜而麻腦，旋轉時啟動停車時間比較長，工作效率少，操作繁瑣，而且機器龐大。所以為了減少平衡機變速機構，進一步提高平衡機工作效率及使用性能，采用變頻器，調速、制動剎車等功能，使機械系統變得更加簡單，操作方便。

2系統構成及工作原理：

系統主要由電動機，機械振動系統、控制系統（變頻器）、電測箱等組成。系統通過變頻器調節電機轉速達到工件所需平衡轉速，根據交流電機轉速特性， 在電機選定之后P 、S為定值，電機轉速n與電源頻率f成正比，通過變頻器改變電機驅動電源頻率，來實現對電機的變頻進行無級調速。由于變頻功能齊全，停車時可通過變頻器設定停車時間，使電機立即停車。

電機旋轉時通過傳動帶帶動平衡機主軸，主軸與工件相連一起旋轉，由于工件本身不平衡，旋轉產生振動通過傳感器將機械信號轉換成電訊號，輸入電測箱，經電測箱運算處理后，再由顯示器顯示工件不平衡量的大小和相位。

3 變頻器主要參數設置

3.1頻率上限下限設定：本文以Panasonc 變頻器為例，最高頻率為120Hz，最低0Hz。為了適用不同工件平衡轉速，只有通過調整電機轉速，達到工件要求。通常設定50-100Hz，即電機最高轉速限制在4450rpm以內，以防工件平衡時轉速太高，造成平衡機系統某些部件損壞等問題，甚至造成破壞事故。系統設定最低頻率為28Hz，即平衡機啟動時頻率可迅速上升到28Hz，電機轉速線性增加到對應的轉速。同時避免因頻率過低，啟動時間過長，啟動轉矩不足，啟動電流過大，損壞電機。

3.2加減速時間設定：啟動變頻器后，觀察加速過程中輸出電流，若輸出電流過大，則延長加速時間，反之縮小加速時間。在停止變頻器運行后，觀察減速過程是否出現直流過壓，若出現則延長減速時間，否則可縮短減速時間，根據現場試驗結果，設定加速時間不超過為30秒。

3.3制動(剎車)設定:由變頻器對電機施加直流電來起制動作用。制動有兩種方式,一滑行制動，主要適用大、中型工件平衡時剎車，停車時，變頻器開始制動并將頻率降到3Hz（可調）時滑行停車。二緊急停車，一般用于小、微型工件平衡時剎車，全程制動時間是滑行制動兩倍。

4 運行與操作

變頻器投入運行后，能自動穩定工件平衡所需的轉速，操作簡便但必須遵守如下規定：（1）、啟動前，檢查工件與夾具之間的配合。安全架（安全罩）是否罩上，避免出現故障。
（2）、接通電源，調節變頻器控制面板“▲▼”按鈕,設定系統所需要的平衡轉速頻率。
（3）、啟動：將變頻器控制面板“RUN”按下，或在操作箱上按“啟動”按鈕，電機即可運轉。
（4）、停車：將變頻器控制面板“STOP”按下，或在操作箱上按“停止”按鈕，電機即可停止。
（5）、各種保護功能齊全，發生故障時，變頻器自動跳闡，且具故障自診功能，減少操作者的重復勞動力。

5 結束語：

變頻器在平衡機中應用，完全取代長期以接觸器為主半導體元件組成的控制電路，且控制電路結構簡單，穩定可靠，調試方便，故障少優點等。同時大大減少機械系統的變速機構和控制機構，使系統更加方便操作，設備工作效率更高。

參考文獻
(1) 黃立培 張學編著《變頻器應用技術及電動機調速》 人民郵電出版社 1998年
(2) PanasonicDV70系列，操作手冊。(end)