电机变频调速器应用论文

【摘要】通过使用PROFIBUS-DP技术来控制排链及刀辊变频器，避免了模拟量控制的弊端，保证了切丝宽度的稳定控制。【关键词】切丝机；6SE70变频器；PROFIBUS-DP;S73000.引言目前烟草行业的竞争日益激烈，烟草制品的质量稳定性是烟草企业对外竞争的重要保证。今天小编给大家找来了《电机变频调速器应用论文 (精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

电机变频调速器应用论文 篇1：

交流电机变频调速器的应用分析

【摘 要】对变频调速器在实践应用中容量的正确选择、传动系统的优化设计以及外接制动电阻等方面的问题，总结了一些经验。

【关键词】容量选择；传动系统；最高频率；传动比；制动电阻

随着电力技术的迅速发展，交流电机变频调速技术取得了突破性的进步，进入了普及应用阶段。在我国，变频调速器也正越来越广泛地被采用，与此同是地，如何正确地选好、用好已成为广大用户十分突出的问题了。

1.关于容量选择

在变频调速器的说明书中，为了帮助用户选择容量，都有\"配用电动机容量\"一栏，然而，这一栏的含义却不够确切，常导致变频器的误选。

各种生产机械中，电动机的容量主是根据发热原则来选定的。就是说，在电动机带得动的前提下，只要其温升在允许范围内，短时间的过载是允许的。电动机的过载能力一般定为额定转矩的1.8-2.2倍。电动机的温升，所谓\"短时间\"至少也在十几分钟以上。而变频调速器的过载能力为：150%，l分钟。这个指标，对电动机来说，只有在起动过程才有意义，在运行过程中，实际上是不允许载。

因此，\"配用电动机容量\"一栏的准确含义是\"配用电动机的实际最大容量\"。实际选择变频器时，可按电动机在工作过程中的最大电流来进行选择，对于鼓风机和泵类负载，因属于长期恒定负载，可直接按\"配用电动机容量\"来选择。

2.传动系统进行优化设计

交流异步电动机经变频调速后，其有效转矩和有效功率的范围。配用变频调速器时，必须根据生产机械的机械特性以及对调速范围的要求等因素，对传动系统进行优级化设计，优化设计的主要内容和大致方法如下：

2.1确定电动机的最高运行频率

（1）鼓风机和泵类负载，这类负载的阻转矩TL与转速n的平方成正比TL=KTn2，输出功率PL与转速的在次方成正比PL=KPn3，（KT和KP为常数），由此可知，如转速超过额定转速，负载的转矩和功率将分别按平方律和立方律增加，因此，在一般情况下，不允许在额定频率以上运行。

（2）一般情况下，各种机械的强度、振动以及耐磨性能等，都是以电动机转速不超过3000r/min为前提设计的。因此，在没有对机械重新进行设计的情况下，2级电机的最高运行频率不要超过额定频率太多。

（3）当异步电机在额定频率以上运行时，由于电源电压是恒定的，其在调到fx时电磁转矩Tx近乎和频率调节比Kf的平方成反比，即T≈TN/Kf2（而TN为额定频率fN时的转矩）。因此，最高运行频率不宜超过额定频率。

（4）异步电机在低频下运行时，为了获得足够的转矩，常需进行转矩补偿。而转矩补偿将使电机的磁路趋于饱和，从而增加附加损失，降低了效率，因此，只要情况许可，应尺可能地提高运行频率的上限。

2.2确定传动系统的传动比并校核电动机的容量

（1）鼓风机和泵类负载，一般均为直接驱动，不必考虑传动比的问题。

（2）恒转矩负载，首先，根据有效转矩线以及所要求的频率调节范围，确定电机运行的最高频率和最低频率。

假设已经确定的电动机最高运行频率为fmax最低运行频率为fmin与此对应的转矩相对值为tTL，则电动机的额定转矩Tn=TL/qTL（TL负载转矩）。如果原选电机并未留有余量的话，则配用变频调速器后，电动机的容量应扩大1/tTL倍。传动系统的传动比入等于电动机在最高运行频率下的转速nDmax负载所需求的最高转速nLmax之比。

（3）恒功率负载：和恒转矩负载类似，首先根据有效功率线和频率调节范围，求出电动机运行频率的上、下限。

同样，在求出最高和最低运行频率的同时，得到对应的功率相对值tPL，而电动机的额定功率PN≥PL/tPL（PL为负载要求功率）。

在设计恒功率负载时，应注意两点：（1）尽量多利用额定频率以上的部分；（2）当调整范围较大时，尽量采用两档传动比。因为当传动比分成两栏时，频率范围αf与αn转速范围之间的关系为 。可见，在转速范围相同的情况下，频率范围将大为减小，从而可减小电动机的容量。

负载的机械特性，因是恒功率负载，故曲线上任一点的横坐标与纵坐标的乘积均相等，且与负载功率成正比，即PL=KPTLnL=KPTLmaxLmin。全部转速都在额定频率以下调节时的有效转矩线，在这种情况下，所需电动机的容量PN=KPTNnLmax>KPTLmaxLmax=αnPL。这说明，所需电动机的容量比负载功率的On倍还要大，是很不经济的。

（1）当最高运行频率为额定频率的2倍，传动比只有一档时的情形。在这种情况下，所需电机的容量PN=KPTN1/2nLmax 1/2αnPL。可见，所需用容量只要大于负载功率的On/2倍就可以了。

（2）当最高运行频率为额定频率的2倍，传动比为两档时的情形。这时，所需电机的容量PN1/2 PL。可见，对于恒功率负载，当αn>4时，这种方案是比较理想的。

3.自配外接制动电阻

各种变频调速器都允许外接制动电阻，加快制动速度，外接电阻。但配套的制动电阻价格昂贵，不易买到，自动配置时，其阻值与功率可如下决定：

直流电路的电压值UP=×380=53V；制动电流Is一般以不超过电机的额定电流IDN为原则，即Is≤IDN，故制动电阻Rs≥UD/Is。

因Rs内通过电流的时间只有几秒钟，故其功率PR可按工其工作时的（1/10-1/8）选择，即PR=（0.1-0.125）UD2/Rs。

因Rs接入电路时，应注意将变频调速器内部的制动电阻切除，如不能切除，则应适当加大Rs的值，以免出现制动电流过大的情形。

在外接制动电路时，为了避免烧毁变频器内部的放电用大功率晶体管（GTR）有时也可以外接整个制动电器（即包括制动电阻和放电晶体管，这时，GTR应选取其VCEX≥700伏；ICN≥（1.2-1.5）IDN安。

【参考文献】

[1]马新民.矿山机械.徐州：中国矿业大学出版社，2002.

[2]李纪等.煤矿机電事故分析与预防.北京：煤炭工业出版社，1997.

[3]柴常等.机电安全技术.北京：化学工业出版社，2006，1.

[4]梁杰.工程机械电器与电子控制装置.北京：人民交通出版社，1998.

作者：孙爱芳

电机变频调速器应用论文 篇2：

提高SQ35系列切丝机稳定性的一些探索

【摘 要】通过使用PROFIBUS-DP技术来控制排链及刀辊变频器，避免了模拟量控制的弊端，保证了切丝宽度的稳定控制。

【关键词】切丝机；6SE70变频器；PROFIBUS-DP;S7300

0.引言

目前烟草行业的竞争日益激烈，烟草制品的质量稳定性是烟草企业对外竞争的重要保证。就制丝环节来说，切丝宽度的控制是至关重要的一个指标，它对烟丝的填充值、碎丝率等都有重大的影响。

1.问题的提出

我们浙江中烟工业有限责任公司杭州卷烟厂制丝车间目前使用的是两台由昆明第二机器厂生产的SQ35型曲刃水平滚刀式切丝机，经过多年的使用后发现该系列切丝机存在着切丝不稳定的情况，经过检查多是由于电气系统设计的局限以及线路老化引起的，因此有必要对现有的电气系统进行一些改进，从而保证切丝宽度的稳定。

2.原理介绍

物料经送料装置进入由上、下排链及机架构成的楔形通道，上下排链作输送运动，上排链在作输送运动的同时又在刀门气缸作用下对物料施以持续压力，在上下排链的复合运动中使物料形成“饼状”并输送到刀门处。

转动的刀辊上均匀装有8把刀片，刀片在推刀驱动装置的作用下可持续定量进给，从而将从刀门连续输出的“烟饼”切成烟丝，从落料斗送出。切丝机由一个高性能PLC对排链电机变频调速器和刀辊电机变频调速器进行集中控制。以刀辊电机为主动电机、排链电机为被动电机，当切丝宽度设定值设定后，给刀辊电机调定一定的转速，PLC即按照预存的公式进行高速运算，并通过对排链电机变频调速器频率输出量的控制,使排链电机获得相应的速度。

3.原因分析

SQ35型切丝机采用德国西门子公司的6SE70系列变频来控制对应的排链和刀辊电动机，采用端子控制的方式,即通过X102板上的26、27端子输入0-10V的模拟量来调节变频器的输出频率，达到控制电动机以的运行速度。由于变频器通过采集电压信号来控制输出，我们知道电压信号遇到电阻具有分压作用，而经过分析从模拟量产生到最终输入到变频器的回路中有许多我们所谓的“断点”，即接触器的一副触点、接线端子等，我们也知道导体的电阻与它的接触面积成反比，一旦这些断点接触不好，在接触的部分仅有少量的接触面积，那么就相当于是在接触部分串接了一个电阻，那么到达变频器的电压自然需要被分掉一部分的电压，则变频器的输出频率变小，电动机的转速自然会变低。同样，对应接触器的触点，我们知道接触器在动作时候会或多或少地产生一些电弧，在0-10V电压范围内这样的电弧也许不是很明显，但经过多年的运行这些电弧会逐渐破坏接触部分铜片使其氧化，从而造成该触点的电阻变大，同样也会影响到电动机的输出。

SQ35系列切丝机通过刀辊和排链速度的匹配，从而生产出设定宽度的烟丝制品。当排链速度相对于刀辊快了，就会生产出比预期较粗的烟丝；当排链速度相对于刀辊慢了，就会生产出比预期较细的烟丝。基于之前分析的影响变频器输出的因素都会随机在排链和刀辊变频器中出现，从而会随机出现切丝机生产出粗烟丝和细烟丝的情况。

4.改造方案

基于之前对于切丝机切丝宽度不稳定现象的原因分析后发现，出现这些问题的根本原因在于模拟量控制本身的弊端，因此，我们考虑采用PROFIBUS-DP的方式来取代原先的模拟量控制方式。由于采用了总线控制的方式，控制信号都是数字量，因此对于环境的抗干扰的能力大大加强了，另外PROFIBUS-DP的传输速率为9.6Kbit/s—12Mbit/s，完全可以达到控制要求的反应时间。而且采用了这种方式之后，变频器的起、停、正转、反转等信号线都不需要了，可以节省许多额外的接线，方便了今后设备的维护。

4.1 PROFIBUS-DP简介

DP是Decentralized Periphery（分布式外部设备）的缩写PROFIBUS-DP(简称为DP)主要用于制造业自动化系统中的单元级和现场级通信，特别适合于PLC与现场分布式I/O设备之间的快速循环数据交换。DP是PROFIBUS中应用最广的通讯方式。

4.2硬件部分改造

切丝机硬件部分的改动不是很多，主要集中在以下几个方面：

4.2.1将过去端子控制的一些接线拆除。因为选择了总线控制的方式来控制变频器，可以拆除变频器的起、停、正转、反正、模拟量控制等控制信号线。

4.2.2需要安装一个三位开关来作为新的控制系统的调速开关

开关打在左边作为刀辊转速降低控制，连接到PLC的I14.7;开关打在右边作为刀辊转速升高控制，连接到PLC的I15.3;开关打在中间刀辊转速没有变化。

4.3变频器参数设置

因为原先关于SIMOVERT MASTERDRIVES中的功率部分参数完全适用于改进后的系统，因此不需要做太多的改动就可以使变频器运行在新的控制方式中。

P368=6 设置变频器通过扩展板CBP2通讯

P918 设置变频器在网络中的地址（设置刀辊变频器的网络地址为3；设置排链变频器的网络地址为4）

4.4软件改进

控制刀辊部分的程序：

段1：刀辊停止

AN \"刀辊启动\"

JNB _04b

L W#16#400

T PQW 280

_04b: NOP 0

段2：刀辊启动

A \"刀辊启动\"

JNB _04c

L W#16#401

T PQW 280

_04c: NOP 0

段3：刀辊转速升

A \"1HZ脉冲信号\"

A \"刀辊转速升\"

JNB _04d

L DB5.DBW 0

L 10

+I

T DB5.DBW 0

_04d: NOP 0

段4：刀辊转速降

A \"1HZ脉冲信号\"

A \"刀辊转速降低\"

JNB _04e

L DB5.DBW 0

L 10

-I

T DB5.DBW 0

_04e: NOP 0

段5：刀辊输出

L DB5.DBW 0

T PQW 282

控制排链部分程序：

段1：排链退

A \"排链退\"

JNB _005

L DW#16#4011000

T PQD 292

_005: NOP 0

段2：排链进

A \"排链进（输出）\"

JNB _006

L W#16#403

T PQW 292

_006: NOP 0

段3：排链停止

AN \"排链退\"

AN \"排链进（输出）\"

JNB _007

L W#16#400

T PQW 292

_007: NOP 0

段4：排链电机模拟量输出,DB1.DBD40是有刀辊转速和宽度设定值计算而来的排链模拟量输出值。DB1.DBD158是微调的模拟量

A(

A \"排链进（输出）\"

JNB _00d

L DB1.DBD 40

L DB1.DBD 158

+D

T DB1.DBD 86

AN OV

SAVE

CLR

_00d: A BR

)

JNB _052

L DB1.DBW 88

T PQW 294

_052: NOP 0

5.结束语

通过上述的改造升级之后，实现了切丝机控制方式由模拟量控制转变为总线控制。经过这样的改造之后，切丝机运行稳定，没有再出现过切粗丝或细丝的问题。

【参考文献】

［１］西门子.西门子SIMATIC S7-300/400系统、维护和编程综合课程[M].西门子自动化与驱动培训事业部,2007,1.

［２］李曦，曹广益，方康玲，付晓薇.PROFIBUS 现场总线通讯技术的应用研究[M]. 自动化技术与应用，2004，２３（3）．

［３］阳宪惠.现场总线技术及其应用[M].北京:清华大学出版社,2001．

作者简介：王刚（1985—），男，本科学历，助理工程师，研究方向为烟机电器设备维修维护。

作者：王刚 邹夏琦 沈立峰

电机变频调速器应用论文 篇3：

重介选煤中浓介质泵变频调速器的应用

内蒙古太西煤集团兴泰煤化公司2003年建成设计能力为年入洗原煤120万吨的选煤厂，洗选工艺流程为重介精选、浮选机浮选、尾煤分选的联合工艺流程，主要选精煤设备为无压给料三产品重介旋流器，重介旋流器是利用重介质（200目的铁精粉）悬浮液使物料在离心力场中实现按密度分选的设备。旋流器本身无运动部件，其入料压力是靠浓介质泵的出口压力来实现。实际运行过程中的压力，会根据入选原煤的煤质及入料量进行变动，为满足重介旋流器的工作条件，就需要及时调整。

问题：原三产品无压给料重介旋流器的入料压力是靠介质泵入料管上的电动液阀来实现的，这样就造成了泵的效率降低，大量的能量损失在阀门上，有时会出现气蚀现象。并且由于运行时间长，操作时有关阀不严、开阀困难发生，压力也不易控制。2008年12月进行技术改造，采用了一台400V，FRN280P11S-4CX变频调速器，75KW。至今使用正常。

变频调速器的介绍

该变频调速器属于交-直-交型变频调速器，由主回路（包括整流器，中间直流环节和逆变器）和控制回路组成。在其工作时，首先，将三相交流电经桥式整流装置整为直流电，脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下，用逆变器将直流电在逆变为电压和频率可调的三相交流电源。根据交流电动机的同步转速表达式n=60f（1-s）/p，f-即频率，n-转速，p为极对数。频率于转速成正比，达到调速的目的。变频调速器本身综合保护功能齐全，有过电压、过电流、欠电压、缺相、加速过电压、减速过电压、变频器过载、变频器过热、电机过载等等保护功能。变频调速器发生异常时，保护动能动作，立即跳闸，LED显示报警名称，将设备故障发生率降到最低，能可靠地保护设备。其本身故障率很低，维护量较小。

变频调速器的作用

要想满足三产品重介旋流器的入料压力，即需改变浓介质泵的出口压力。根据文献，泵的调节方式不外乎以下两种：管路特性曲线的调节，如关阀调节；水泵特性曲线的调节，如水泵转速、叶轮切削等。考虑到节能效果方面，改变水泵性能曲线的方法，比改变管路特性曲线要显著的多。因此，改变水泵性能曲线成为调压节能的主要方式，而变频调速在改变水泵性能曲线优势明显。如下图一、图二。

变频器调速控制是在管网性能的曲线不变的情况下，通过改变泵的工作转速，使其性能曲线变化，从而变更运行工作点来实现调节。泵的特性曲线取决于电机的转速，如果把速度从n变为n′，工况点将从A0点移到A2点，扬程将从H0降到H2。即改变了浓介泵的出口压力，变频器的优点如下：

变频器能使介质泵启动平稳、振动小。尤其大功率电机，380V电压情况下，电机启动电流减小，启动转矩大，频率可由OHZ-50HZ任意调节，真正的实现了软启动、软停运。由于变频器提供给电机的是无谐波干扰正弦波电流，减少了电机启动故障次数，至今采用变频器后电机及泵未发生一次大故障。

变频调速器通过改变频率调节电机转速，改变介质泵的出口压力，从而满足旋流器分选压力的要求，有效的提高了精煤产率。其操作方便、可靠，较过去用介质泵入料管上的电动液阀调节旋流器入料压力精确的多。

泵机械故障大大降低。未使用变频调速器之前，因泵启动、停机振动太大，运行不平稳。正常运行有时出现气蚀现象，泵的密封环磨损较快，叶轮和内衬撞击、损坏也较快。自从使用变频器调速后，机械故障大大降低，材料消耗下降，影响生产时间在缩短。

使用变频调速器的节能效果

增设变频器前，采用调节介质泵入料流量来改变泵的出口压力，电机在工频下运行，转速不变，功率因数低，电能浪费现象严重。增设变频器后，提高了电机的功率因数，在变频率42HZ情况下，泵出口压力就能满足旋流器入料压力的要求，能耗大大降低。经过两年的运行、比较，入选吨煤可节电0.76KW·h，按照入选能力120万吨/a，电费0.5元/KW·h计算，每年可节约电费45.6多万元。

内蒙古太西煤集团兴泰煤化公司选煤厂应用变频调速器的实践表明，400V、FRN280P11S-4CX变频器具有性能优良、可靠性强、用于调节泵的流量和压力精确度高的特点，适用于对泵进行调速，可保证泵的平稳启动和停运，降低了机械故障率，节能效果十分明显，对提高企业经济效益具有很大的促进作用。

作者：兰存良