Danfoss變頻器在化工企業中的應用

彭宴星（唐山三友化纖有限公司，河北 唐山 063305）

Danfoss變頻器在化工企業中的應用

彭宴星
（唐山三友化纖有限公司，河北 唐山 063305）

摘要：Danfoss變頻器是可以大幅度提高工藝高效能的技術產物，鑒于這一特性，所以它能夠應用在大部分的工作電機上，尤其是化工企業中。本文結合實際分析了Danfoss變頻器的控制電路，控制模式及系統實施過程，供同行參考。

關鍵詞：Danfoss變頻器；變頻調速；變頻技術；化工應用

唐山三友化纖有限公司隸屬于唐山三友集團，十余年來，公司利用先進的技術優勢及設備制造能力，在業內首創了單線產能8萬噸/年的世界最大生產線。其中Danfoss變頻器在生產線上的成功應用就有力地充分說明了這一點，它的可靠性和可維護性及可使用性等諸多功能為在原液的粘膠泵和紡練的切斷機等的控制方面起到了很好的作用。

另外，Danfoss變頻器的調速性能、運行效率，操作方便，調速范圍等優點也深受企業一線員工的好評。

以上這些，Danfoss變頻器不僅僅為企業帶來了單線經濟產能最大、設備最先進、差別化率最高、產品質量最優、綜合能耗最低等行業之最，也為企業創造了成為國內最大的纖維素纖維生產、研發基地之一的社會影響力地位。

圖1

1　Danfoss變頻器的控制電路

所謂的控制電路就是指給異步電動機供電的主電路提供一定信號的回路。本文用圖1示意出它具體的工作原理。

從圖1中我們可以看出，控制電路主要是有頻率、電壓運算電路，電流檢測電路等組成。在虛線框內，無速度檢測電路為開環控制。如果增加速度檢測電路就要增加速度指令，我們可以對電機的速度進行不要控制，這時候需要注意的是要更精準的閉環控制。

圖2

2　Danfoss變頻器的控制模式

一般來說，Danfoss變頻器的控制模式是指變頻器在實際工作時候輸出的頻率和輸出電壓他們之間的關系。控制模式不同變頻器的控制精度和速度也不一樣。電動機在運行時電動機的參數是按照固定的頻率電壓設計的，如果當頻率變化時我們就要考慮電磁參數要和設計的數值一致。一般地，變頻器經常用到的控制模式是基本U/F控制，直接轉矩控制和矢量控制。文章試拿基本U/F控制來加以說明它的工作特性。

所謂的基本U/F控制模式是根據電動機的電磁特性采取的一種模式，也即說在輸出頻率變化時候它的輸出電壓也成比例的不斷變化，我們設U/F=C（C為常數）。那么它的U/F控制就會用于變頻器的開環控制，如圖2所示。

它的理論控制依據是在給三相異步電動機的定子繞組加上電源電壓以后，繞組中就會產生感應電動勢。

在實際運行中如果當我們不斷控制調整電壓和頻率時，它的輸出電壓就會隨著頻率的上升不斷呈上升態勢；如果當電動機的運行頻率高于一定值的時候，變頻器的輸出電壓就會不再隨頻率的上升而變化了，此時，我們將該特定值稱為它的基本運行頻率，用fb表示。另外當基本運行頻率對應的變頻器輸出的電壓我們稱之為最大輸出電壓，此時我們用vmax表示，其關系如圖3所示。

由圖3我們可以看到，當電動機的運行頻率超過基本運行頻率fb后，此時u/f不再是一個常數，而是出現了變化，隨著頻率的上升出現了減少的狀態，電動機磁通也因此減少。

3　Danfoss變頻器的系統實施

說到Danfoss變頻器在化工企業中的應用，我們可以以水平線的傳動應用為案例加以說明。

一般來說，水平線的傳動同步系統是由帶有同步卡的數臺Danfoss變頻器和Profibus-DP通訊卡構成的。在這里需要說明的是通訊卡的功能主要是和上位機進行用來通訊的，同時還可以把變頻器的運行數據傳送到上位機中。而主機變頻器的功能是用來模擬主軸的編碼器信號，控制生產線生產速度的。除了主機之外的其余變頻器應作為從機，它的編碼器是安裝在從機的主傳動軸上，用來保持編碼器的轉速與輸送速度。

另外說明的是，在工作中每一臺的變頻器是通過采集主機速度信號和各自控制機器的編碼器速度和相位它們自動調整變頻器輸出頻率，這樣以保持從機和主機的角度同步運行。

在Danfoss變頻器的操縱方面，從機的操縱可以分為同步和點動運行。而主機是沒有操縱的。

先來看從機操縱中的同步運行。在生產中我們把同步運行控制插頭插進控制電路的插座內，按原設備上的啟動或者是停止按鈕即可控制電機運行或者是停車，啟動以后電機就會加速到一定速度，并與主機的速度和相位一致。如果當誤差小于一定數值時，變頻器送出已經處于同步狀態的信號返回原控制系統，這個時候就可以上料生產了。

在點動運行方面，我們可以把點動按鈕合插進控制電路的插座內，就可控制機器點動運行，點動時變頻器處于開環控制狀態。需要注意的是，如果當控制電路的插座為空時，機器處于停止狀態，此時無法啟動機器。當聯鎖信號或急停按鈕按下，機器也無法啟動。

參考文獻

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圖3

中圖分類號：TM921.51

文獻標識碼：A