变频器控制技术在平衡机中的应用

1 前言：

近十多年来，随着电力技术，微电子技术及现代控制技术发展，变频器已经广泛地应用于交流电动机的速度控制。其中最主要的特点是，具有高效率的驱动性能和良好的控制特性。变频器以调速精度高，响应速度快、保护功能完善、过载能力强、维护方便及节能显著等优点，赢得广大用户的信赖。在机械行业，变频器应用改造传统产业，实现机电一体化的重要手段。在工厂自动化技术中，交流伺服系统正在取代直流伺服系统。在电器行业中变频器应用技术，有效地提高了经济效益和产品质量，同时也减少机械振动和噪声。

平衡机在国内从70年代开始研究开发，多年来，人们一直以一些大型平衡机机械系统的变速机构复杂而麻脑，旋转时启动停车时间比较长，工作效率少，操作繁琐，而且机器庞大。所以为了减少平衡机变速机构，进一步提高平衡机工作效率及使用性能，采用变频器，调速、制动刹车等功能，使机械系统变得更加简单，操作方便。

2系统构成及工作原理：

系统主要由电动机，机械振动系统、控制系统（变频器）、电测箱等组成。系统通过变频器调节电机转速达到工件所需平衡转速，根据交流电机转速特性， 在电机选定之后P 、S为定值，电机转速n与电源频率f成正比，通过变频器改变电机驱动电源频率，来实现对电机的变频进行无级调速。由于变频功能齐全，停车时可通过变频器设定停车时间，使电机立即停车。

电机旋转时通过传动带带动平衡机主轴，主轴与工件相连一起旋转，由于工件本身不平衡，旋转产生振动通过传感器将机械信号转换成电讯号，输入电测箱，经电测箱运算处理后，再由显示器显示工件不平衡量的大小和相位。

3 变频器主要参数设置

3.1频率上限下限设定：本文以Panasonc 变频器为例，最高频率为120Hz，最低0Hz。为了适用不同工件平衡转速，只有通过调整电机转速，达到工件要求。通常设定50-100Hz，即电机最高转速限制在4450rpm以内，以防工件平衡时转速太高，造成平衡机系统某些部件损坏等问题，甚至造成破坏事故。系统设定最低频率为28Hz，即平衡机启动时频率可迅速上升到28Hz，电机转速线性增加到对应的转速。同时避免因频率过低，启动时间过长，启动转矩不足，启动电流过大，损坏电机。

3.2加减速时间设定：启动变频器后，观察加速过程中输出电流，若输出电流过大，则延长加速时间，反之缩小加速时间。在停止变频器运行后，观察减速过程是否出现直流过压，若出现则延长减速时间，否则可缩短减速时间，根据现场试验结果，设定加速时间不超过为30秒。

3.3制动(刹车)设定:由变频器对电机施加直流电来起制动作用。制动有两种方式,一滑行制动，主要适用大、中型工件平衡时刹车，停车时，变频器开始制动并将频率降到3Hz（可调）时滑行停车。二紧急停车，一般用于小、微型工件平衡时刹车，全程制动时间是滑行制动两倍。

4 运行与操作

变频器投入运行后，能自动稳定工件平衡所需的转速，操作简便但必须遵守如下规定：（1）、启动前，检查工件与夹具之间的配合。安全架（安全罩）是否罩上，避免出现故障。
（2）、接通电源，调节变频器控制面板“▲▼”按钮,设定系统所需要的平衡转速频率。
（3）、启动：将变频器控制面板“RUN”按下，或在操作箱上按“启动”按钮，电机即可运转。
（4）、停车：将变频器控制面板“STOP”按下，或在操作箱上按“停止”按钮，电机即可停止。
（5）、各种保护功能齐全，发生故障时，变频器自动跳阐，且具故障自诊功能，减少操作者的重复劳动力。

5 结束语：

变频器在平衡机中应用，完全取代长期以接触器为主半导体元件组成的控制电路，且控制电路结构简单，稳定可靠，调试方便，故障少优点等。同时大大减少机械系统的变速机构和控制机构，使系统更加方便操作，设备工作效率更高。

参考文献
(1) 黄立培 张学编著《变频器应用技术及电动机调速》 人民邮电出版社 1998年
(2) PanasonicDV70系列，操作手册。(end)