【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，則注定要取代直流電動(dòng)機(jī)，交流電動(dòng)機(jī)可以克服直流電動(dòng)機(jī)電刷、換向器不易維護(hù)等困難。而且通過(guò)充分利用變頻器的功能，使大部分生產(chǎn)機(jī)械的具有更多的功能。 9 (5)適應(yīng)和改善環(huán)境 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性 強(qiáng)，并且對(duì)環(huán)境引起的危害小，是變頻傳動(dòng)的又一個(gè)特點(diǎn)。變頻器可用于某些有爆炸危險(xiǎn)性的氣體和可燃性溶劑的生產(chǎn)設(shè)備，也可用于具有腐蝕性氣體的場(chǎng)合，還可以用于戶(hù)外、極度潮濕的場(chǎng)合或者水中電動(dòng)機(jī)的調(diào)速傳動(dòng)。 變頻器的基本原理見(jiàn)圖 3。 圖 3 變頻器基本原理圖 變頻器的型號(hào)選擇 由于變頻調(diào)速存在著諸多的優(yōu)點(diǎn)，使得交流變頻調(diào)速在印染行業(yè)也得到廣泛的應(yīng)用。 在 本設(shè)計(jì) 中， 選用了通用變頻器，目前，市場(chǎng)流行的通用變頻器 有著許多的種類(lèi)， 在 印染行業(yè)中使用的 通用 變頻器的 類(lèi) 型 也不少，其控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 雖然存在著些許的不同 ，但其總的控制思想?yún)s是大同小異。 VS616G5型變頻器是安川公司在 21世紀(jì) 在 面向世界 時(shí) 所研制的通用型變頻器。 VS616G5 變頻器的特點(diǎn)如下 : ①該變頻器是基于現(xiàn)代控制理論的磁通觀(guān)測(cè)器、神經(jīng)元控制，直接控制轉(zhuǎn)矩，真正的電流矢量控制達(dá)到高精度轉(zhuǎn)矩控制 速度控制范圍： 1:1000 速度控制精度：土 % 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 150%/r/min ②操作設(shè)置簡(jiǎn)單 ③多種控制功能以滿(mǎn)足各種機(jī)械需要。 ④應(yīng)用軟件更加豐富，適用于各種系統(tǒng)，易于維護(hù)。 ⑤完善的保護(hù)功能 VS616G5 型變頻器具有電機(jī)保護(hù)、變頻器過(guò)載、瞬間過(guò)電流、電壓下降、過(guò)電壓、輸入缺相等保護(hù)功能。 整流器 儲(chǔ)能元件 逆變器 M～3 控制回路AC DC AC 10 cosMCN kPP ???基于 VS616G5 系列變頻器有如上所述的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)選用日本安川電機(jī)公司生產(chǎn)的 VS616G5 系列變頻器。其接線(xiàn)圖如圖 4 所示。 變頻器的容量選擇 在一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電機(jī)的情況下，變頻器的容量選擇要保證變頻器的額定電流大于該電動(dòng)機(jī)的額定電流，或者是變頻器所適配的電動(dòng)機(jī)功率大于當(dāng)前該電動(dòng)機(jī)的功率。 啟動(dòng)時(shí)變頻器容量應(yīng)滿(mǎn)足下式： (2) 33 1 0CN M MP k U I?? (3) CN MI kI? (4) 式中 : MP —— 負(fù)載所要求的電動(dòng)機(jī)的軸輸出功率 ?—— 電動(dòng)機(jī)的效率 (通常約 ) cos? —— 電動(dòng)機(jī)的功卒因數(shù) (通常約 ) MU —— 電動(dòng)機(jī)電壓 (V) MI —— 電動(dòng)機(jī)電流 (A)，工頻電源時(shí)的電流 k —— 電流波形的修正系數(shù)，對(duì) PWM 方式，取 k= CNP —— 變頻器的額定容量 (KVA) CNI —— 變頻器的額定電流 (A) 當(dāng)選擇變頻器的容量時(shí)，需要同時(shí)滿(mǎn)足公式（ 2）（ 3）（ 4）三式的關(guān)系，這三個(gè)公式是統(tǒng)一的。由此可算出變頻器的容量要大于 ，可以計(jì)算出交流電機(jī)的容量為 ，符合變頻器容量的要求，并能找到符合相應(yīng)的一組參數(shù)。 根據(jù)表 1 可確定變頻器的容量 為 4KVA。 11 圖 4 VS616G5 變頻器引腳圖 12 ? ?2 10 .1 0 4 7 0 .2COB BMUR T T n? ?min CCUR I?min B OBR R R?? 表 1 電動(dòng)機(jī)與變頻器間容量的匹配關(guān)系參考表 被控交流電動(dòng) 變頻器輸出 被控交流電動(dòng) 變頻器輸出 機(jī)容量 (kW) 容量 (KVA) 機(jī)容量 (kW) 容量 (KVA) , 2 22,30 50 , 4 37 60 6 45,55 100 10 75,90 150 15 110,132 200 11,15 25 160 230 35 變頻器的制動(dòng)電阻參數(shù)的計(jì)算 因?yàn)榻z光機(jī)的傳動(dòng)裝置在運(yùn)行過(guò)程中具有比較大的慣性，所以變頻調(diào)速裝置需要具有制動(dòng)功能。帶有逆變功能的變頻器通過(guò)逆變器雖然能夠?qū)⒃偕芰糠答伒诫娋W(wǎng)，但成本太高，在本設(shè)計(jì)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)。如果采用能耗制動(dòng)方式，通過(guò)制動(dòng)單元將再生能量消耗在制動(dòng)電阻上，則成本較低而且具有良好的應(yīng)用效果。 計(jì)算制動(dòng)電阻的阻值： (5) 制動(dòng)電阻的最小值： (6) 制動(dòng)電阻 BR 的阻值應(yīng)由如下條件來(lái)決定： (7) 由式 (6)可以估算出制動(dòng)電阻的阻值為 350Ω。 由于制動(dòng)電阻的工作不是連續(xù)長(zhǎng)期工作，因此其功率可以大大小于通電時(shí)消耗的功率。 PG 速度控制卡的安裝 PG速度控制卡是使用了 PG(脈沖發(fā)生器 )對(duì)速度進(jìn)行控制用的 PG速度控制卡有 4 種類(lèi)型，如表 2 所示。 有本設(shè)計(jì)要求選擇的為 PGB2型號(hào)， PGB2 型號(hào)的端子和型號(hào)如表 3所示，其中 PGB2有 PG 矢量控制方式專(zhuān)用。 13 表 2 PG 速度控制卡類(lèi)型 PGA2 A 相 (單 )脈沖輸入，開(kāi)路集電極或補(bǔ)碼輸出 V/f 控制專(zhuān)用 PGB2 A 相 /B 相脈沖輸入補(bǔ)碼輸出對(duì)應(yīng)，矢量控制專(zhuān)用 PGD2 A 相 (單 )脈沖輸入，線(xiàn)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng) V/f 控制專(zhuān)用 PGX2 A 相 /B 相 /Z 相脈沖輸入，線(xiàn)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)矢量控制專(zhuān)用 表 3 PGB2 的端子及其規(guī)格 端子 NO. 內(nèi)容 規(guī)格 TA1 1 脈沖發(fā)生器用電源 DC+12V(177。 5%)Max200mA 2 DCOV(電源用接地端子 ) 3 A相脈沖輸入端子 H:+8 ～ 12V L:+1V 以下 最高響應(yīng)頻率 30kHz 4 脈沖輸入公共端 5 B相脈沖輸入端子 H:+8 ～ 12V L:+1V 以下 最高響應(yīng)頻率 30kHz 6 脈沖輸入公共端 TA2 1 A相脈沖監(jiān)視輸出端子 開(kāi)路集電極輸出 DC24V Max30mA 2 A 相脈沖監(jiān)視輸出公共端 3 B相脈沖監(jiān)視輸出端子 開(kāi)路集電極輸出 DC24V Max30mA 4 B 相脈沖監(jiān)視輸出公共端 TA3 （ E） 屏 蔽線(xiàn)接線(xiàn)端子 — 電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電機(jī)主要依據(jù) 本設(shè)計(jì)對(duì) 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、容量、轉(zhuǎn)速來(lái)確定 本設(shè)計(jì)需要 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和規(guī)格。 在 生產(chǎn)單位 中 生產(chǎn)設(shè)備 的拖動(dòng)系統(tǒng) 一般使用三相交流電源，若無(wú)特殊要求通常采用 Y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)使用時(shí)效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便。為 B 級(jí)絕緣。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部等一系列優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的要求是該設(shè)備有 6 個(gè)同步單元，其中 1個(gè)主令單元和 5個(gè)從動(dòng)單元，各單元都采用交流拖 動(dòng)，交流電動(dòng)機(jī)額定功率為 ，額定轉(zhuǎn)速為 1450 轉(zhuǎn) /分鐘。由電動(dòng)機(jī)大全表 4 可確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90L4。 14 表 4 電動(dòng)機(jī)大全 型 號(hào) 額定 功率 額定 電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率 因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流 最大轉(zhuǎn)矩 噪 聲 振動(dòng) 速度 重量 額定轉(zhuǎn)矩 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 1 級(jí) 2 級(jí) kW A r/min % COSФ 倍 倍 倍 dB(A) mm/s kg 同步轉(zhuǎn)速 3000r/min 2 級(jí) Y80M12 2830 66 71 17 Y80M22 2830 66 71 18 Y90S2 2840 70 75 22 Y90L2 2840 70 75 25 Y100L2 3 2880 74 79 34 Y112M2 4 2890 74 79 45 Y132S12 2900 78 83 67 Y132S22 15 2900 78 83 72 Y160M12 11 2930 82 87 115 Y160M22 15 2930 82 87 125 Y160L2 2930 82 87 145 Y180M2 22 2940 87 92 173 Y200L12 30 2950 90 95 232 Y200L22 37 2950 90 95 250 Y225M2 45 84 2970 90 97 312 Y250M2 55 103 2970 92 97 387 Y280S2 75 139 2970 94 99 515 Y280M2 90 166 2970 94 99 566 Y315S2 110 203 2980 99 104 922 Y315M2 132 242 2980 99 104 1010 Y315L12 160 292 2980 99 104 1085 Y315L22 200 365 2980 99 104 1220 Y355M12 220 399 2980 109 1710 Y355M22 250 447 2985 111 1750 Y355L12 280 499 2985 111 1900 Y355L22 315 560 2985 111 2105 同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 4 級(jí) Y80M14 1390 56 67 17 Y80M24 2 1390 56 67 17 Y90S4 1400 61 67 25 Y90L4 1400 62 67 26 Y100L14 5 1430 65 70 34 Y100L24 3 1430 65 70 35 Y112M4 4 1440 68 74 47 Y132S4 1440 70 78 68 Y132M4 1440 71 78 79 15 Y160M4 11 1460 75 82 122 Y160L4 15 1460 77 82 142 Y180M4 1470 77 82 174 Y180L4 22 1470 77 82 192 Y200L4 30 1470 79 84 253 Y225S4 37 1480 79 84 294 Y225M4 45