近十年来,随着电力技术、微电子技术和现代控制技术的发展,变频器在交流电机的调速中得到了广泛的应用。最重要的特点是高效的驱动性能和良好的控制特性。该变频器以其调速精度高、响应速度快、保护功能齐全、过载能力强、维护方便、节能显着等优点赢得了用户的信赖。在机械行业中,变频器的应用是改造传统行业、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,变频器应用技术有效提高了经济效益和产品质量,同时也降低了机械振动和噪声。
国内自20世纪70年代就开始研究开发平衡机。多年来,人们一直担心一些大型平衡机机械系统传动机构复杂混乱、旋转时启停时间长、工作效率低、操作繁琐、机器庞大等问题。因此,为了减少平衡机的变速机构,进一步提高平衡机的工作效率和性能,采用变频器、调速、制动等功能,使机械系统更简单、更容易操作。
2 系统组成及工作原理:
该系统主要由电动机、机械振动系统、控制系统(变频器)、电气测量箱等组成,系统通过变频器调节电动机转速,以达到工件所需的平衡速度。根据交流电机的速度特性,电机选定后,P、S均为固定值。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。实现电机变频无级调速。由于具有完整的变频功能,停车时可通过变频器设定停车时间,使电机立即停止。
当电机转动时,传动带带动平衡机主轴。主轴与工件连接并一起旋转。由于工件本身不平衡,旋转时会产生振动。机械信号通过传感器转换为电信号,输入电测量箱。经过电测箱计算处理后产生振动。显示屏显示工件不平衡的大小和相位。
3 变频器主要参数设置
3.1 设置频率上下限:本文以松下变频器为例。最高频率为120Hz,最低频率为0Hz。为了适应不同的工件平衡速度,只能通过调节电机转速来满足工件的要求。通常设置为50-100Hz,即电机最高转速限制在4450rpm,防止平衡工件时转速过高,造成平衡机系统部分部件损坏等问题,或甚至造成损坏事故。系统设置最小频率为28Hz,即平衡机启动时频率可快速升至28Hz,电机转速线性增加至相应转速。同时避免因频率过低、启动时间过长、启动转矩不足、启动电流过大而损坏电机。
3.2 加减速时间设置: 变频器启动后,观察加速过程中的输出电流。如果输出电流过大,则延长加速时间,否则缩短加速时间。停止变频器运行后,观察减速过程中是否出现直流过电压。如果是,请延长减速时间。否则应缩短减速时间。根据现场测试结果,设置加速时间不超过30秒。
3.3 Braking(制动)设定: 利用变频器向电机施加直流电源,起到制动作用。制动方式有两种。一种是滑行制动,主要适用于大中型工件平衡时的制动。停车时,变频器开始制动,滑行停车时频率降低至3Hz(可调)。 2、急停一般用于小型、微型工件平衡时制动。完全制动时间是滑行制动的两倍。
4 操作与操作
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,但必须遵守下列规定: (1)开机前,检查工件与夹具的配合情况。安全架(安全盖)是否被遮盖,以免发生故障。
(2)接通电源,调节变频器控制面板上的“”按钮,设定系统所需的平衡速度频率。
(3) 启动:按变频器控制面板上的“运行”键,或按操作箱上的“启动”按钮,电机开始运行。
(4) 停止:按变频器控制面板上的“停止”键,或按操作箱上的“停止”按钮,电机停止。
(5)各种保护功能齐全。当发生故障时,变频器自动跳闸,并具有故障自诊断功能,减少操作人员的重复劳动。
5 结论:
平衡机中采用变频器,完全取代以接触器为主要半导体元件组成的长线控制电路。该控制电路结构简单、稳定可靠、调试方便、故障少。同时,机械系统的变速机构和控制机构大大减少,使系统操作更加方便,设备工作效率更高。