變頻器可編程控制的典型應(yīng)用
——蓄電池叉車(chē)變速箱磨合試驗(yàn)臺(tái)

寶雞合力叉車(chē)廠 趙西強(qiáng) 苗淑蘭（721001）

[摘要]：對(duì)于以時(shí)間為控制對(duì)象的變速運(yùn)動(dòng)，可以應(yīng)用變頻器可編程控制進(jìn)行可靠的變速控制
[關(guān)鍵詞]：變頻器調(diào)速可編程控制兩鍵操作
　　隨著大功率晶閘管制造技術(shù)和SPWM調(diào)制技術(shù)的成熟使變頻器制造成為一個(gè)系列，僅是低壓變頻器，其功率范圍從0.4KW至660KW。變頻器調(diào)速控制應(yīng)用范圍廣泛，涉及現(xiàn)代許多行業(yè)，諸如：冶金、造紙、印刷、紡織、食品、飲料、包裝、機(jī)床、電梯等。專(zhuān)用變頻器的應(yīng)用不僅解決了調(diào)速控制問(wèn)題，更重要的是還具有節(jié)能降耗優(yōu)點(diǎn)。其通用變頻器在控制方案的多樣性及調(diào)速多級(jí)與無(wú)級(jí)性在工業(yè)控制中得到了更為廣泛的應(yīng)用。
　　由于種種原因，我公司的蓄電池叉車(chē)配套變速箱在裝配后性能不很穩(wěn)定、噪音超標(biāo)，需上車(chē)磨合很長(zhǎng)一段時(shí)間才能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這不僅影響了對(duì)銷(xiāo)售定單的響應(yīng)速度和交車(chē)周期，而且還加大了試車(chē)工的工作量與勞動(dòng)強(qiáng)度，由此我們有了應(yīng)用變頻器調(diào)速控制來(lái)制作“蓄電池叉車(chē)變速箱磨合試驗(yàn)臺(tái)”設(shè)想。
　　我們應(yīng)用春日株式會(huì)社KVFC422E變頻器的可編程多段速控制，在蓄電池叉車(chē)變速箱磨合試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn)，得到了非常顯著的效果?，F(xiàn)在我公司的蓄電池叉車(chē)變速箱都可以在變速箱磨合試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行磨合試驗(yàn)。只要修改其中的控制參數(shù)，就可以得到各個(gè)噸位變速箱磨合方案，并可以隨時(shí)更新優(yōu)化磨合方案，做到一機(jī)多用。
　　蓄電池叉車(chē)變速箱磨合運(yùn)行時(shí)間與速度曲線(xiàn)如圖1所示：

圖1

　　變速箱磨合過(guò)程采用正反兩段速運(yùn)行，此變頻器最多可以設(shè)置8個(gè)可編程頻率段，各段頻率相互獨(dú)立，運(yùn)行時(shí)間OFF/0.1～6500S、加、減速時(shí)間0.1～6500S、頻率0.00～50.00Hz可以任意可調(diào)，各段變速只考慮其加速時(shí)間與減速時(shí)間合理性。在此對(duì)其程序控制的原理加以表述：由功能代碼指定的控制方式，經(jīng)多個(gè)組合就成為一個(gè)程序步，每個(gè)程序步中包括：運(yùn)轉(zhuǎn)方向、設(shè)定頻率、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、加減速時(shí)間。啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)接收到運(yùn)轉(zhuǎn)指令，以由功能代碼指定的旋轉(zhuǎn)方向、加減速時(shí)間開(kāi)始運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器按順序開(kāi)始計(jì)數(shù)，并在指定的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)定時(shí)器。如果不使用的程序步可設(shè)定其運(yùn)行時(shí)間為0.0S。那么程序?qū)⒃竭^(guò)該程序步直接進(jìn)入到下一個(gè)定時(shí)器，直接轉(zhuǎn)入下一步控制區(qū)。各步和編程運(yùn)行的三種循環(huán)模式配合實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的啟、停運(yùn)行控制。在在運(yùn)行過(guò)程中，要對(duì)各段頻率變化速度進(jìn)行限制，加減速時(shí)間變化不宜過(guò)快，一是保護(hù)設(shè)備不受沖擊，再者可以保護(hù)變頻器出現(xiàn)故障及時(shí)報(bào)警。
　　由于是由模擬行走電機(jī)控制速度，對(duì)轉(zhuǎn)速的精度要求不是非常嚴(yán)格，故速度控制采用開(kāi)環(huán)控制。
　　對(duì)可編程多段速運(yùn)行與端子多段速控制方案的外圍控制器件的優(yōu)越性進(jìn)行對(duì)比，控制按正反二個(gè)段速進(jìn)行考慮，結(jié)論如表1。如果級(jí)數(shù)更多，則后兩種方案選用的器件將更多，部分變頻器的廠商不提供可編程多段速運(yùn)行功能時(shí)需另增加模塊。
表 1

控制方式	使用的中間繼電器數(shù)量	使用的時(shí)間繼電器數(shù)量	投資 金額	易維 護(hù)性	占用 體積
V/F可編程多段速運(yùn)行	3個(gè)	0個(gè)	最少	容易	最小
V/F和PLC端子多段速運(yùn)行	4個(gè)	0個(gè)	較多	較易	較小
V/F和繼電器端子多段速運(yùn)行	4個(gè)	3個(gè)	最多	較難	較大

　　從上面的表格中可以看出使用變頻器的可編程多段速運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。
　　操作控制的方案的優(yōu)越性：作為可編程運(yùn)行有三種備選模式：
　　0：?jiǎn)未窝h(huán)運(yùn)行后停機(jī)（可編程1）；
　　1：往復(fù)循環(huán)運(yùn)行（可編程2）；
　　2：?jiǎn)未窝h(huán)運(yùn)行后維持最后頻率運(yùn)行（可編程3）。
　　蓄電池叉車(chē)變速箱磨合試驗(yàn)臺(tái)設(shè)備的設(shè)定值為0，可以做到每臺(tái)變速箱一個(gè)循環(huán)的磨合后自動(dòng)停止，等待下一個(gè)的工作流程。因程序運(yùn)行根據(jù)設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，其運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)一性較高，不受人為因素干涉，如果有誤操作強(qiáng)制停止，整個(gè)系統(tǒng)將停止運(yùn)行，再重新啟動(dòng)時(shí)整個(gè)流程將會(huì)從“中斷點(diǎn)”繼續(xù)運(yùn)行。
　　整臺(tái)設(shè)備操作簡(jiǎn)單方便，只有啟動(dòng)和強(qiáng)制停止這兩鍵操作，操作人員很容易掌握，不需專(zhuān)人來(lái)值守。如果發(fā)生故障會(huì)有蜂鳴器鳴音和顯示屏上報(bào)警代碼提示。變頻器出現(xiàn)故障后，必須對(duì)裝置進(jìn)行檢修，不可盲目的進(jìn)行再啟動(dòng)操作，務(wù)必在搞清楚故障原因并排除故障后再運(yùn)行。如報(bào)警是瞬時(shí)的，可以按報(bào)警復(fù)位按鈕，解除故障。一般常見(jiàn)的故障及對(duì)策見(jiàn)表2。
表2

故障碼	故障	原因及對(duì)策
O.C.-1	運(yùn)行中過(guò)流	1．估計(jì)由于短路或負(fù)載突變，降低負(fù)載的波動(dòng)。
O.C.-2	加速中過(guò)流	1．延長(zhǎng)加速時(shí)間的設(shè)定；2．增/減轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償電壓。
O.E.-1	運(yùn)行中過(guò)壓	估計(jì)是電源電壓過(guò)高，使電源在規(guī)定限額內(nèi)。
O.E.-2	加速中過(guò)壓	估計(jì)是由于負(fù)載轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，減少該波動(dòng)。
P.O.	瞬時(shí)停電	運(yùn)行期間出現(xiàn)電源電壓減低或瞬時(shí)電源故障，檢查電源狀態(tài)和輸入側(cè)的接線(xiàn)。
	電壓不足

　　程序運(yùn)行方案的推廣：程序運(yùn)行是以時(shí)間為控制中心順序控制，因此只要是以時(shí)間為控制對(duì)象變變速運(yùn)動(dòng)都可以應(yīng)用變頻器的程序進(jìn)行準(zhǔn)確控制。
　　變頻器控制也有其使用局限性：運(yùn)行頻率只有8段，如果運(yùn)行速度級(jí)數(shù)多于8段，就不如使用端子多段速或外部給定頻率有優(yōu)勢(shì)。
參考資料:

春日株式會(huì)社《變頻器用戶(hù)操作手冊(cè)》