變頻器在清洗設備中的應用

錢善本

（海沃機械（揚州）有限公司，江蘇揚州 225006）

0 引言

城市發展離不開環衛設備，環衛設備在綠色城市、生態城市的建設中占有一席之地。城市垃圾的收集又離不開垃圾桶，垃圾桶清洗在機械化、智能化方面的需求使清洗設備應運而生。

清洗垃圾桶需要水，在垃圾桶清洗過程中，如何合理地使用水資源，減少水資源的浪費，自然也成了清洗設備中必須解決的問題。筆者所在公司根據垃圾桶清洗過程中各部分所需用水量的不同，利用變頻器合理調整電機轉速，進而控制水泵流量，使垃圾桶各部分的清洗用水有效地得到了控制，既節約了水又節約了電，清洗腔清洗用水的循環使用更使有限的水資源得到了充分的利用。

1 變頻器的選用

根據清洗設備水泵電機工作需要，變頻器輸出功率要求18.5 kW。清洗設備的工作采用PLC控制，為了節省設備的安裝空間，PLC和變頻器安裝在同一個控制箱中，這就面臨設備的電磁兼容性問題，特別是變頻器的存在，使這一問題尤為突出。

所謂電磁兼容性（EMC）[1]，指的是設備或系統在其電磁環境中能不受干擾地正常工作，而且其自身所發出的電磁能量也不至于干擾和影響其他設備的正常運行。為了保證變頻器不影響PLC的正常運行，要求變頻器內置EMC濾波器；為了使設備操作簡單直觀，在設備上安裝了觸摸屏，觸摸屏和PLC之間采用RS485 通訊，占用了PLCRJ45 接口，因此，PLC對變頻器輸出電機轉速的控制只能采用端子板，變頻器無需安裝通信模塊。根據以上要求，選用SMV 矢量型變頻器ESV183N04TFB。

2 變頻器參數設置

變頻器參數設置如表1所示。

變頻器驅動模式參數P300 有6 種驅動模式，它們分別是：

驅動模式0：常量轉矩V/Hz 控制，用于一般應用；

驅動模式1：變量轉矩V/Hz 控制，用于離心泵和風機應用；

表1 變頻器參數設置

驅動模式2：加強常量轉矩V/Hz控制；

驅動模式3：加強變量轉矩V/Hz控制；

驅動模式4：矢量速度，用于需要較高啟動轉矩和速度控制的單電機應用；

驅動模式5：矢量轉矩，用于轉矩控制需要獨立于速度控制的單電機應用。

驅動模式2和驅動模式3用于需要比設置0或1 更高性能，但由于電機數據缺失，或矢量模式導致電機運轉不穩定，以致不能使用矢量模式的場合。

變頻器驅動模式P300 被設置為2 以后的參數時，P399 參數必須設置為1，變頻器需要對電機參數校準后才能啟用。首先啟動變頻器，變頻器顯示CAL約40秒，一旦校準完成，顯示Stop，發出另一個起動指令實際起動電機。現在參數P399被設置為2。

變頻器參數設置好后，為了防止參數被他人修改，可設置密碼。參數P194 具有密碼保護功能，必須輸入密碼才能對參數進行操作。P194=0000停用密碼。

3 清洗設備變頻器電路及程序設計

清洗設備變頻器根據設備在不同狀態下噴頭用水量的不同，分為6 個不同的工作狀態，它們分別是：雙桶的內部和外部的清洗、單桶的內部和外部的清洗，以及桶蓋的清洗、手持噴槍用水。其對應的變頻器工作頻率和電機轉速如下。

雙桶內圈：39.6 Hz，1 150 r/min；雙桶外圈：37.8 Hz，1 100 r/min。

單桶內圈：19.8 Hz，575 r/min；單桶外圈：18.9 Hz，550 r/min。

蓋外橫掃：11.4 Hz，331 r/min；手持噴槍：16 Hz，464 r/min。

下面根據變頻器端子板速度預置表配置變頻器P131～P137 相應參數，對應變頻器端子板接線圖見圖1，圖2 為通過PLC控制變頻器輸出轉速電氣接線圖，圖3 為PLC對電機轉速控制程序。

表2 變頻器參數速度預置表

6 結語

圖1 變頻器端子板接線圖

圖2 變頻器端子板臺達PLC控制電路圖

以上電路及程序設計方法在實際的產品設計中都得到了驗證。通過采用倫茨變頻器，使清洗設備的水資源得到了充分的應用，同時也節省了電，變頻器在現實生活中為節約能源提供了便利。當然，隨著社會的進步和發展，變頻器的推出也日新月異，但其控制方法大同小異，相信通過本文對倫茨變頻器在清洗設備中使用方法的介紹，更加深了大家對變頻器控制方法的了解，對變頻器在今后生活中的推廣應用一定有所裨益。

圖3 清洗設備電機轉速控制程序

［1］陳德樹，張哲，尹項根.微機繼電保護［M］.北京：中國電力出版社，2000.