玻璃企業生產中的變頻器使用

來源：ABG儀表集團-金湖百納儀表科技有限公司 2009年06月13日 10:44

玻璃企業生產中的變頻器使用

交流電力傳動與控制技術是目前發展Z為迅速的技術之一,這與電力電子器件制造技術、交流技術、控制技術以及微型計算機和大規模集成電路的飛速發展密切相關,通用變頻器正是這種世界高速經濟發展的產物。我廠自1995 年對浮法玻璃生產線進行改造后,從調速和節能兩方面入手,將玻璃拉邊機傳動、變速輥道等關鍵的生產設備改用了變頻調速控制,近幾年使用維護當中,我們逐步掌握了變頻器的一些特性和使用方法。

1 變頻器的控制方式

　　通用變頻器的控制方式,從電壓空間矢量控制、矢量控制、轉矩控制一直到今天的脈寬調制（PWM ）技術。PWM 控制技術是變頻技術的核心技術,它大致可分為三大類:正弦PWM 、優化PWM 以及隨機PWM 技術。

（ 1）正弦PWM 已為人們熟知,由于它可以同時實現變頻變壓及抑制諧波的特點,因此在交流傳動及其它能量變換系統中得到了廣泛的應用。

（ 2）優化PWM 能夠實現電流諧波畸變率（THD）Z小、電壓利用率Z高、效率*、轉矩脈沖Z小以及其它特定優化目標。

（ 3）隨機PWM 則是利用改變頻率電機電磁噪聲近似為限帶白噪聲,它在載波頻率必須限制在較低頻率的場合有著一定的地位。

2 變頻系統的構成

　　變頻器具有較齊全的控制功能和保護功能,在功率很小的一般場合往往加上一個斷路器就可構成一個變頻調速系統。

（1）電源開關

　　這是一種常用的開關裝置,它必須具有短路、過電流等保護功能,且應有明顯的閉合和斷開的狀態標志。我們選用斷路器作為電源開關,如圖1 所示。

（2）主接觸器

　　因我廠使用的變頻器是與其它電氣設備集中在一起使用的,且控制方式選用內/外混合控制方式,故在電源側加接一個主接觸器,以增加系統的安全性。當變頻器供電電源帶電的時候,可斷開此接觸器讓變頻器與電網隔離;而當其它條件準備就緒,需讓變頻器投入運行時,可通過操縱臺上的按鈕讓接觸器閉合,接通變頻器電源。值得說明的是,在需要瞬時斷電自動再啟動的應用場合,應取消接觸器K 。

　　變頻器故障時,接觸器自動斷開,如果此時變頻器控制電源也失電,變頻器就無法保持故障報警信號。但由于變頻器都有一個輔助電源端子,因此也就解決了這個問題。

　　如圖1,我廠采用富士FRN —G90S變頻器,它是采用PWM 控制的交—直—交型變換器,其內部有32 位微處理器。除具有良好的正弦波輸出,很好的轉矩特性和快速響應外,還具有多種保護功能。如電機的過流、過壓、欠壓和缺相保護等,并能在操作面板上顯示故障代碼,維修較為方便。我們采用內/外混合控制方式,既可由鍵盤操作,也可遠距離控制。給定頻率可通過鍵盤任意設定,也可由外接電位器來模擬設定,并可以在操作面板上查看轉速、電壓、電流、轉矩等參數。

　　圖中R0 、T 0 是兩個輔助電源輸入端,將其用導線連接到接觸器K 上游側三相電源的任兩相。在變頻器進線電壓正常時,控制電源由直流中間環節P （+ ）、N （- ）兩端獲得,經隔離二極管、DC / DC 開關電源變流環節,提供所需各檔直流控制電壓;當主接觸器K斷開,直流中間環節失電時,控制電源就由R0 、T 0 端經線電壓單橋電路整流濾波后獲得。

3 變頻器實際運用中的一些問題

（1）數據紊亂

　　在變頻器的運行當中,偶爾會遇到數據紊亂的現象,我們采取讓變頻器斷電后重新開機,使程序初始化的方法,或采用恢復出廠數據的方法,然后按要求重新調節參數,可使變頻器運行正常。

（2）變頻器的加減速時間的確定正確設定加減速時間對于變頻器乃至整個負載機械系統的安全運行至關重要。合理的加速時間是指加速過程中電機電流不超過變頻器過載定值時的Z小時間。如加速時造成變頻器過流或過載保護動作,便應該加大加速時間,直到不動作為止。將此時間再乘以1 1 1 倍,即為合理的加速時間。而減速時間的確定,要在減速過程中,不因為電機再生引起變頻器過電壓動作。當變頻器因減速而過電壓動作時,便應增大減速時間直到不動作時為止。同樣將此時間乘以1 1 1 倍,即為合理的減速時間。

4 有轉差負載下的能量損耗

電機用于恒轉矩負載時,負載轉矩M =C （常數） ,其軸輸出功率P 與轉速n 及轉差率S 的關系為: P = M ·n/975 ∝n ∝（1- S ）

設在額定轉速nN 時,電機的軸輸出功率為P 20,在轉速為n2 時,電機軸輸出功率為P 2,于是P 2 的標幺值為:

式中認為電機的額定轉速近似同步轉速的情況下, S N ≈0 。

　　異步電動機從電網吸取的功率為P 1,它扣除定子損耗PV ,后轉變為電磁功率P em 。P em 除轉化為軸輸出功率外,其余部分則成為轉差損耗$ P 3,其標幺值為:廠產品均達到深加工產品質量要求。

（ 3）經1997 年1 月至10 月國家建材局組織了國內設計浮法玻璃生產線生產的浮法玻璃與合資企業生產的浮法玻璃實物質量對比測試。結果認為:

①耀華示范線主線生產2 1 0 ～19 1 0 mm厚度各品種的浮法玻璃,其工藝技術與裝備已達到“三高”工藝設計要求。

②該示范線產品實物質量明顯高于國內其它浮法玻璃生產線,接近DFG 、SYP 水平。

3 1 3 較好的社會效益

（ 1）我國自行設計的“三高”浮法線的投產,標志了我國玻璃工業設計力量已經成熟。設計水平已基本達水平。

（ 2）“三高”浮法線的竣工投產表明了我國浮法玻璃工業發展到了可自行生產供應原片的一個新階段。

（3）“三高”浮法線生產出浮法玻璃,其實物質量基本達到中外合資線水平,*我國浮法玻璃生產的空白。為我國汽

車工業、制鏡工業提供了原片生產基地。

（ 4）生產出1 1 5 、2 、15 、19mm 玻璃,為發展我國浮法玻璃新品種做出了貢獻。

4 結語

（ 1）耀華示范線代表中華民族玻璃工業的中國洛陽浮法已能夠生產水平的浮法玻璃,能夠滿足汽車、鍍膜、制鏡玻璃和建筑玻璃的需求,中國浮法玻璃技術已進入先進行列。

（ 2）這條線是“中國洛陽浮法”和*技術的有機結合。該線原料、熔制、冷端及三大熱工自動控制均采用*技術并結合了*技術。

（ 3）引進先進技術推動了國內玻璃行業的發展。特別是耐火材料的發展,已逐步適應玻璃熔窯及熱工設備的需求,從而大大降低了生產線的投資。

（4）“三高”指標的提出,為建浮法玻璃生產線提出了嚴格的要求,指出了浮法線的建設方向。國內各玻璃廠正在按“三高”目標改造著企業生產的自身,浮法玻璃產品正在由量的變化向質的變化發展。

（ 5）在“示范線”應用先進的計算機管理信息系統,為企業管理者適時、準確地提供了三大熱工、原料、冷端的生產工藝技術參數,為科學管理、優化生產、降低成本提高產品質量、增強經濟效益提供了可靠的保證。

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