变频器在多台风机起动调速系统中的应用.pdf

变频器在 多台风机起动、 调速 系统中的应用 变频器在多台风机起动、 调速 系统中的应用 上海市电气自动化设计 研究所戴哗庞立宋秀丽江志敏 上海2 0 1 1 0 8 摘要对在棉花加．T - 等行业中具有推广价值的单台变频器多台风机起动、调速系统的组成和工 作原理作 了详细的说明 关键词 变频器P L C Ap p l i c a t i o n s o f a Fr e q u e n c y Co n v e r t e r i n t h e S y s t e m o f S t a rt a n d S p e e d Re g u l a t i o n f o r M a n y Fan s Abs t r a c t Th e s y s t e m c o n s t r u c t i o n an d o pe r a t i n g p r i n c i p i e o f s t a r t a n d s p e e d r e g u l a t i o n o f ma ny f an s a pp l i e d a f r e q ue n c y c o n v e r t e r i s e p l a i n e d i n d e t a i l T h e t e c h n i q u e c a r I b e p 0 p l 】 I a r i z e d i n fi l e c o t t o n p o c e s s i n g f a c t o r i e s Ke ywo r d s Fr e qu e n cy c o n v e r t e r ．PLC 中图法分类号 T N 7 7 3 文献标识码 A 文章编号 6 1 1 2 4 9 2 0 0 1 41 3 2 0 2 1 前言 在工业控制领域变频调速正越来越普遍地使用 于各种调速系统 中， 它具有体积小、 重量轻、 安装操作 简单、 数据可靠、 性能稳定、 节电效果显著等优点。用 在风机 、 水泵调速控制系统中具有软起动功能， 减少 了对电网的污染。 而单 台变频器既可用于多台风机软 起动又可用于对某台风机调速， 这在某些应用场合具 有非常重要的现实意义 。 新疆南部盛产棉花 ， 相应建有许多棉花加工厂。 在加工厂中不同工序间使用风机管道传送棉花， 整个 工 厂大约有 4 0台功率分别 为 1 5 k W 至 7 5 k W 的风 机 ，每一工序由 3～ 4台风机分别控制不同的输送风 管并由同一只配电柜供电。 原系统采用 Y一 △转换方 式起动风机， 起动时对 电网有一定的冲击。由于风机 无法调速 ， 使同一工序中的棉花输送速度不能完全一 致 ， 虽该系统对输送速度的控制要求并不很高 ， 但长 时 问的累计 误差导致管道堵 塞的现象还是 时有发 生。 一旦发生堵塞 ， 必须关 闭多道工序的风机 ， 这极大 地影响了生产效率。针对这一情况， 我们使用了P L C 控制的变频调速系统， 合理经济地解决了起动冲击电 流和棉花堵塞的问题。 2 系统介绍 2 ． 1系统构成 本系统应用于四台风机组成的某一工序中， 四台 风机的功率均为 5 5 k W， 系统主电路如图 1 所示 。 变频 器输出端通过接触器 Q1 1 、 Q 2 1 、 Q 3 1 、 Q 4 1 分别控制 四台电机 ， 同时 ， 接触器 Q I 2 、 Q 2 2、 Q 3 2 、 Q 4 2经热继 电器分别将 电机连接至 电网。在本系统中， 变频器使 用了 日本安川公司的 V S 6 1 6 G 5 5 5 k W。 图 I 系统原理 囤 用于逻辑控制和软件连锁的 P L C采用 了日本三 菱公司的 F X 2 4 8点， 其输出点通过中间继电器 J 控 制相对应的接触器， 如图2 所示。 维普资讯 电菲技 术应 用2 o o 1 年 d月第 4期 囤 2 P L C逻 辑 控 制 囤 2 ． 2工作原理 该系统改造的主要 目的有两点 1 替代原有的Y A起动方式以减少风机起动 时对电网的冲击 ； 2 操作工可根据情况对某台风机调速 ， 杜绝棉 花堵塞现象的发生 。 以风机 Ml 为倒 起动时首先 Q 1 1 闭合， 风机变 频软起动，当到达 同步转速后，按 “ 切换按钮” ，使 Q 1 1 、 Q 1 2 切换， Q 1 1 接至电网。 依此类推， 可分别起动 每台风机。如果某台风机需要调速 ， 则由变频器直接 驱动， 根据要求凋速。 2 ． 3技术关键 本系统由于采用单台变频器多 电机切换 ， 因此切 换时对变频器的保护是控制系统可靠运行的关键， 系 统 中采用 了硬件和软件相配合的双重保护。 硬件连锁 中， 充分利用了安川变频器多机能输入、 输出接点。 起 动过程中， 当 P L C接到起动信号后， 将首先判别变频 器是否有 0 H z 信号， 以此保证 电机必须由0 H z 开始起 动； 为减少切换时的电流冲击， 只有当变频器输出频 率达到5 0 H z 时， 才可切换至电网。 切换时， 当 Q 1 1 断 开前， 必须将变频器输出置零 ， 而且 Q1 1 和 Q 1 2通过 硬件连锁以保证不会同时闭合。在本系统中， 将变频 器 8 号多机能输入接点设置为 “ 外部 自由运转停止” 功能用于切换时保证变频器输出为零 ；2 5号多机能 输出接点设置为“ 0 H z 信号” 、 2 8 号多机能输出接点设 置为 “ 5 0 H z 信号” 供系统起动和切换时检测， 输出接 点输入 P L C通过软件连锁 ， 反馈至变频器输入接点 。 P L C保证变频器不会同时带动两台风机。风机起动 、 切换过程如图 3所示。 2 ． 4调试过程 在调试过程中发现 ， 切换时由于接触器释放和吸 围 3 起 动 、 切 换流 程 框 图 合存在着的延时， 电机的转速会随着负载的不同而下 降， 这使 电机切换至电网时产生电流冲击 在这种情 况下 ， 对不同负载的风机的切换频率进行 了不同的设 置， 令切换频率均太于5 0 H z ， 惯量小的负载切换频率 设置高一些 ， 惯量大的负载设置小一些 ， 通过切换时 检测电流设置相应的切换频率， 使每台风机切换时的 冲击电流能够控制在 2 倍以内， 小于原先的1】『 一 △起 动方式。并且利用变频器调节风机的转速， 很好地解 决了棉花的堵塞问题。 3 结语 本 系统在新疆 阿拉尔棉花加工 厂运行至今 已近 一 年 ， 实践证 明， 变频器在多台风机起动 、 调速系统中 的应用 ， 既减少 了风机起动时的冲击电流， 节省了多 台软起动器的投资 ， 又解决了某台风机需要调速的要 求， 不但满足了生产工艺提高了生产效率， 又减少了 设备改造资金的投入， 在棉花加工行业或相似系统 中 具有很好 的推广价值。 殳 作者简介 戴 晔 男 1968年生，1990年毕业于 上海工业大学电气自动化专业，工程师，从事交 流传动系统的研制工作 收稿日期2000．1o．14 定稿 日期 2 0 0 0 ． 1 2 ． 1 9 1 3 3 1 3 维普资讯