庄闲和游戏-变频器应用实例

更新时间：2026-05-23

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庄闲和游戏-变频器应用实例

　　变频器PID应用主要应用在过程控制中，如恒压供水控制、恒压供气控制、恒温控制等。变频器控制什么量，就由传

　　感器将什么量转化为电信号，这个电信号和给定信号在变频器内进行比较，比较的差值控制变频器的输出频率，来控制电动机的转速，使变频器的控制量保持恒定。

　　富士G11S变频器，拖动7Kw电动机，为压力罐充气，PID控制，压力表量程1MPa,输出电流4—20mA,要求罐中压

　　1.目标量目标量在设置时大小等于反馈量。在本控制中，反馈量为：压力表的量程为1MPa，控制压力为0.6MPa，

　　为压力表总量程的60%，其输出信号也为总输出信号的60%，(4+（20-4）x60%=13.6mA)。目标量输入的是电压值，0—10V，其60%为6V,即12端子输入电压为6V；C1端子输入电流为13.6mA。

　　E02=11（X2端子有效，OFF,F01设定目标值，ON,PID无效，由键盘设定频率。变频器在起动时，可由该端子控制，

　　1）在上例中，用E01—E09参数（对应X1—X9端子）指定一个PID功能切换端子，为什么用端子进行切

　　换，而不用编程的方法进行切换呢？因为用端子切换是随机的，不受时间的限制。

　　2)E01—E09参数只是选定端子，这个端子干什么还要用参数值确定。E01=20，“20”就是参数值，这条指令

　　4）这种控制和编码方式具有普遍性，多种变频器采用这种方法。如三肯、三菱、台达、英威腾等。

　　KM2断开前变频器必须停止输出，在停止输出后至少延迟0.1S，KM2才动作，不允许变频器停止输出和KM2

　　2）电动机切换到工频电源时要有一定延时，但其转速不要低于额定转速的80%。

　　切换前变频器输出频率要达到50Hz，切换后要延迟0.2—0.4S,KM3才闭合，此时电动机的转速要控制在额定转速

　　当电动机从变频器上切出后，随着延迟时间的延长，转子电流下降，定子上的感应电压也下降，使切入电流下降。

　　这就是电动机从变频器上切出后，为什么要有一定的延迟时间才投入到工频电源上的原因。

　　水泥回转窑是水泥熟料干法和湿法生产线的主要设备。回转窑广泛用于冶金、化工、建筑耐火材料、环保等工业。

　　回转窑由筒体，支承装置，带挡轮支承装置，传动装置，活动窑头,复合碎石机，窑尾密封装置，喷煤管装置等部件组成。回转窑的回转部分如右图所示。回转窑的窑体与水平呈一定的倾斜，整个窑体由托轮装置支承，并有控制窑体上下窜动的挡轮装置。回转窑的转动由电动机通过齿轮减速箱，减速箱的输出齿轮和回转窑的回转齿条

　　启动时回转窑内的物料处于正下方，在窑体起动并不断加速的过程中，整个窑体要克服摩擦力、窑体变形产生的

　　阻力以及窑内的物料堆积角产生的阻力。当窑体克服所有阻力开始转动时，堆积物料的偏转角也随着变化，当物料偏转角达到90度时（见图b所示），此时物料所引起的附加转矩最大，变频器的输出电流也最大，达到正常工作电流的3-4倍。此时变频器的输出频率上升到10-13Hz。

　　起动过程，既是一个加速过程，也是克服设备巨大惯性的过程。一旦变频器克服了这种大惯性负载而起动起来，维持正常运转时，所需的驱动转矩及功率就很小了。根据回转窑的这种负载特点，选择变频器及电动机的功率就比较复杂，功率选择过大，起动没问题，但正常运转时出现大马拉小车现象，能耗大，一次性投资加大；功率选择小些适合于正常运行，效率高投资小，但不能正常起动。

　　1）变频器在起动时负载很大，是正常工作时的几倍，因此，变频器的容量选择要有充分的裕量，否则变频器将不能正常启动。

　　2）变频器是在起动时的低速区（10～13Hz）电流最大，因此变频器在选型时要选择起动过载能力大、具有低频

　　3）提高电动机的上限转速，加大减速装置的传动比，以提高起动时的低频转矩。

　　有一水泥厂的回转窑改造项目，原来选用55KW电动机调速驱动，因回转窑烧结温度较高，热膨胀系数较大，

　　改造时考虑到原电动机的功率不足，同时考虑到55KW、4极电动机转速为1500r/min，而回转窑正常运行时电动机的转速为800r/min左右，当非正常运行时转速更低。因为电动机是由自己的同轴风扇吹风散热，当电动机的转速下降较大时，电动机的散热效果很差，造成电动机发热严重。

　　根据以上情况，将此回转窑拖动改为90kW、6极电动机，选择惠丰HF-G7-90T3型通用变频器，该变频器功率

　　当电动机正常运转在800r/min时，变频器的输出频率为40Hz左右，因而避免了由于4极电动机运转在800r/min

　　1）变频器选择HF-G7-90T3，起动正常，但在运行中频繁跳“OC”过流，使生产不能正常进行。查其原因，发现由于负载惯量大，物料在窑中滚动时不断形成附加转矩，使变频器产生瞬间过电流。瞬时峰值电流达340A。而HF-G7-90T3变频器的过载极限电流为270A，小于其负载峰值电流，故不能正常工作。根据这一现场情况，经反复论证计算，最后变频器选择为HF-G9-160T3型，该变频器额定功率160kW，额定电流320A。

　　2）变频器选择为HF-G9-160T3，额定电流为320A，过载能力为1.5-1.8倍，过载极限电流为480-570A。电动机

　　仍为90kW，变频器的输出电流是电动机额定电流的280%-300%，是瞬时峰值电流340A的140%-160%，因此，足可以克服负载瞬时波动产生的峰值电流，回转窑运行正常，不再跳“OC”过流。

　　3）变频器在正常停机的情况下，启动困难，借助辅助设备才有可能起动。分析其情况，判断为起动转矩不足，

　　修改变频器的转矩补偿曲线，即加大变频器的低频起动力矩，解决了正常停机的起动问题。

　　在以上反复确定变频器的容量时，根据就是电动机的瞬态电流，当变频器的瞬态电流超过了变频器的最大过载电流时，变频器就跳闸。改造前选用55kW的电动机都能工作，可驱动变频器后来增加到160kW（电动机增加为90kW），就是因为电动机工作时有很大的瞬态电流，这就是冲击性负载变频器选择功率时为什么会比实际功率大很多。

　　总结：回转窑是一个很典型的冲击性负载，我们通过上述案例分析，可得出以下几点结论：

　　1）变频器的容量是以瞬时冲击电流为依据，变频器只有满足了负载的瞬时冲击电流要求，才能不跳闸。

　　2）电动机的容量根据负载的平均功率选取，只要负载的瞬时电流达不到堵转电流，电动机的容量就不必增加。

　　生产线一般由多个驱动环节组成，每个驱动环节有一台或多台电动机。因为生产线工作时的连续性，要求众多的

　　驱动环节在运行时的速度或同速、或按比例运行、或根据现场情况随机调整。在采用变频器控制时，为各个驱动环节的调速控制提供了方便。变频器根据速度传感器的取样信号，可方便的进行速度控制。

　　卷取机械是带材和线材生产不可缺少的设备，如塑料带的卷取，造纸厂纸张的卷取，冶金厂的薄板卷取、带铜卷

　　取等。在卷取过程中，为了使产品合格，要给卷材上加一定的张力，张力的大小关系到产品的质量。同时，卷取工序与前道工序之间有着密切的联系，如与前道工序速度要同步、稳定、调速精度要高等。

　　图为以转矩电流作为控制信号的张力控制系统示意图。如图所示，用滚筒2移动加工物，在滚筒1上施加与旋转

　　方向相反的转矩，使两组滚筒间的加工物具有张力，该张力与滚筒1电动机的制动转矩大小成比例。因此，变频器2可以选用通用变频器调速；而变频器1则必须选用具有转矩控制功能的矢量控制变频器。图中所用传感器为电流传感器，它将电动机的定子电流（定子电流和电动机的转矩成正比）转化为4～20mA的控制信号，加在变频器的反馈输入端，控制变频器输出转矩的稳定，达到控制带材张力稳定的目的。

　　图为调节辊装置的示意图。调节辊利用弹簧、气压、重锤等在一定方向上施加一定大小的力，不管其位置是否变

　　动始终使加工物保持一定的张力。使用调节辊时，张力与变频器的控制没有直接关系，其大小为F的一半。调节辊的张力控制功能只限于在其容许的行程以内。

　　对于高精度张力控制或用调节辊控制在控制失调时对产品质量影响很大的场合，可采用张力检测器的反馈控制。张力检测器有差动变压器式和测力传感器式等类别。

　　拉丝机是金属线材制造的一种重要设备。设备的种类很多，常见的有水箱式拉丝机、直进式拉丝机、滑轮式拉丝机、

　　倒立式拉丝机等。拉丝机主要应用在对铜、铝、铁、合金等金属线缆材料的加工，将直径较大的金属材料拉制成直径较细的金属丝。

　　由拉丝机给出的频率控制信号fx1，加到卷绕变频器的频率控制端，这个频率控制信号通过变频器内部的比例增益电路

　　处理，与“卷绕曲线预测”信号叠加，生成X+信号，与张力架位置补正信号叠加，生成fx2输出频率控制信号，控制变频器逆变电路频率输出。

　　为了使两台变频器同速运行，将第一台变频器其中一个多功能输出指示端子设置为频率输出指示端子，作为第二台变频器的同速信号。

　　为了方便穿线作业，设置了JOG点动端子；停车时，为了防止卷绕变频器重量较大的满盘线轴因惯性引起

　　的断线，采取制动电阻+直流制动的方法，使电动机马上停止。以摆动张力传感器的输出电压信号作为反馈信号进行内部可变PID补正控制，以三垦变频器独特卷绕曲线进行速度预测图形运转，实现恒线速度收卷，满足工艺要求。

　　有时变频器拖动的负载转速很低，如果电动机不通过减速直接驱动负载，则会使变频器和电动机的容量大大增加，不能发挥变频器的优越性。下面分析几种负载的特性。

　　特点：负载的转矩TL不随转速n的变化而变化，是一恒定值。但负载功率随转速成比例变化。