變頻器在輸送機上的應(yīng)用

      輸送機在生產(chǎn)活動中有廣泛的應(yīng)用，依所運搬對象的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、外形形狀及大小、運輸路徑、運搬的方法不同，不同的輸送方式產(chǎn)生的結(jié)果是不同的，因此用戶的需求也是不同的。用戶在選用時應(yīng)根據(jù)輸送物料的特性，從機能、特征、經(jīng)濟等多個方面作考量，選定其中最適合的輸送機?，F(xiàn)代輸送機多數(shù)都是基于變頻調(diào)速原理研制的，因此變頻器是其核心部件，以下對變頻器驅(qū)動的特點作粗略說明。

變頻器驅(qū)動的優(yōu)點

1） 在電動選擇方面，可以利用鼠籠型感應(yīng)電動機。這種型號的電動機形體小，可以像機械式變速機一樣不占有變速部份的空間，驅(qū)動部件可以形小而輕；倘再附裝傳動裝置（gear），則效果倍增。由于沒有電刷或整流子，因而幾乎是免維護（maintenance-free）的。

2） 可以利用已有的電動機，在已有的電動機電路中插入變頻器，就可以把一個輸送速度為定值的輸送機，搖身一變成為可無段化變速的輸送機。

3） 便于提升生產(chǎn)性能，使用變頻器驅(qū)動在1:10至1:20的廣范圍速度控制，其遙控改變周波數(shù)指令就能實現(xiàn)。易于選擇最適合工作需要的輸送速度，若采用向量控制變頻方式，還可以達到1:100的速度控制范圍，附有PG的更可以在高達1:1000的速度控制范圍內(nèi)任選運轉(zhuǎn)方式。

4） 在操作方面能方便自如地起動與停機，輸送帶速度如受急劇變速，則受送物會崩塌下來。例如搬運玻璃瓶突然停頓，則瓶與瓶相碰，可能因此破損；但如以變頻器操作，則因為它是低周波數(shù)起動，震蕩小，再經(jīng)柔順操控（soft start stop）而調(diào)整，整定時間就會平滑柔順地變更速度，全程都很平穩(wěn)，有助于產(chǎn)品運行安全，確保品質(zhì)。

5） 能方便頻繁地變換運轉(zhuǎn)方式、停機及反轉(zhuǎn)。變頻器從低域周波數(shù)及電壓出發(fā)，周波數(shù)及電壓值徐徐地上升，因此較之商用電源直接起動的效率更佳，電流小而產(chǎn)生的起動轉(zhuǎn)矩大，電動機的發(fā)熱小，因此盡管會有頻繁的開機、停機，但無損害。正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制是由變頻器晶體管切換相旋轉(zhuǎn)而實現(xiàn)。這種方式較之以前的主電路用切換導(dǎo)線相位的方式，沒有可動部份及摩擦部分，發(fā)熱量會少些，因此可以充當(dāng)橫向往返（traverse）用途那樣的頻頻正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的輸送。

6） 可以用于電氣的剎車，減速時，電動機的輸出頻率會徐徐下降，電機轉(zhuǎn)速會有超越同步速度的情形。當(dāng)發(fā)生這種情況時，電機回升的能量會被變頻器直流電源部分的電容器所吸收（直流電壓升高）；但當(dāng)它上升到某個設(shè)定值時，晶體管就起動開閉動作（switching）而放電，使電氣的能量在電阻器部位消耗掉。這樣，把負載旋轉(zhuǎn)能量透過電動機回生為發(fā)電機作用，而變換為電氣能量驅(qū)入電阻器，使其轉(zhuǎn)化為熱能量而消耗掉就是回生制動。即使不使用電阻器，電動機仍可有內(nèi)部損失為20%程度的制動力可用。通常輸送機乃定轉(zhuǎn)矩性負載，所以如果不是必要急劇減速，則大多場合自無必要設(shè)置制動用電阻器。對于制動頻度少的場合，則亦可有自高速給電動機流通直流電流的方式，也可達到剎車的效果，稱為動態(tài)（dynamic）制動。電氣剎車（制動）的優(yōu)點是能停機于指定位置，即使電動機在高速中運轉(zhuǎn)，亦可以使它很快地自高速抵達低速，通過這種匍匐爬行狀的緩行（creep）的速度，而縮短工程的工作周期時間。運轉(zhuǎn)中周波數(shù)變化使電動機速度攀升，則此電氣的剎車隨著產(chǎn)生，如影隨形，不必依靠人手操作。尤其輸送機的形狀攸關(guān)搬送量，當(dāng)它引致的電動機負值轉(zhuǎn)矩纏身時，電氣的剎車就發(fā)生作用而防止電動機可能發(fā)生的大幅度速度上升之危害。

7） 易于改變輸送速度，只要提高變頻器的頻率，輸送機速度就上升；對于既有的輸送設(shè)備，也可增加10-20%的輸送能力。但應(yīng)注意是需要電動機的容量有余裕，并且需要遵守“不超過齒輪容許的轉(zhuǎn)數(shù)為約束的條件”。

臺達電子為讓輸送機的工作流程及性能更卓越，價格更低廉，提供了最佳的解決方案臺達VFD-S 系列變頻器。工廠制造自動化對輸送機提出了更高的要求，如可變速驅(qū)動的輸送機，雖然過去也有過機械式的無段式變速及各種電氣式的變速，但其控制性能、維護保養(yǎng)性及經(jīng)濟性遠不如變頻器驅(qū)動方式。

基于臺達VFD-S系列變頻器驅(qū)動的輸送機

如圖1所示是某企業(yè)輸送帶電控機構(gòu)示意圖，該輸送系統(tǒng)的核心部件就是變頻器。

針對某企業(yè)輸送帶電控機構(gòu)的特殊情況，為使輸送機的性能最佳化，對VFD-S參數(shù)調(diào)整作某些說明：

1）依負載重量選擇適當(dāng)?shù)腣/F曲線并給予上下限以避免因失誤動作時造成的傷害；
2）適當(dāng)調(diào)整加減速時間并配合S曲線，以達到平滑啟動與停止；
3）試運轉(zhuǎn)并觀察是否正常（馬達運轉(zhuǎn)方向是否有震蕩發(fā)生）；
4）設(shè)定客戶所需要的頻率命令及運轉(zhuǎn)命令來源；
5）應(yīng)當(dāng)考慮客戶需要的計數(shù)功能；
6）要考慮客戶是否需要輸出信號通知上位機輸送機已在運轉(zhuǎn)狀態(tài)；
7）要考慮客戶是否需要在每次運轉(zhuǎn)時使用二到三種頻率，可使用多段速并配合PLC運轉(zhuǎn)功能；
8）若客戶使用剎車功能時，需要將過電壓失速防止功能關(guān)閉。使用直流制動時，要由小到大調(diào)整直流制動電壓準位。若使用制動電阻，適當(dāng)調(diào)整DC-BUS剎車準位。

結(jié)束語

工廠制造自動化對輸送機提出了越來越高的要求，依所運搬對象的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、外形形狀及大小、運輸路徑、運搬的方法不同，基于臺達VFD-S系列變頻器驅(qū)動的輸送機基本能滿足各種物料傳送需求。但是我們更歡迎與用戶的合作，共同研制出性能更高的輸送機以滿足生產(chǎn)的需求。