變頻器在給煤系統(tǒng)控制中的應(yīng)用

1、變頻器在給煤系統(tǒng)控制中的應(yīng)用    變頻器在給煤系統(tǒng)控制中的應(yīng)用【摘要】：簡要介紹了富士低噪聲高性能多功能變頻器(FRENIC5000G11S/P11S系列)的特點(diǎn)和功能。對三門峽華陽發(fā)電有限責(zé)任公司葉輪給煤機(jī)變頻改造后，給煤機(jī)控制靈活。同時應(yīng)用PLC，可使控制回路簡單，使用和維修方便，運(yùn)行更加安全可靠。【關(guān)鍵詞】：變頻器；PLC；葉掄給煤機(jī)；控制1富士低噪聲高性能多功能變頻器(FRENIC5000G11S/P11S系列)（1）動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制?？刂葡到y(tǒng)高速計算電動機(jī)驅(qū)動負(fù)載所需功率，使控制電壓和電流矢量最佳，最大限度地發(fā)揮電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，配合負(fù)載在最

2、短時間內(nèi)平穩(wěn)地加減速；CPU能快速響應(yīng)急變負(fù)載，實現(xiàn)無跳閘自動減速過程。（2）帶PG反饋高性能的控制系統(tǒng)，速度控制范圍為1：1200，速度控制精度為±0.02%，速度響應(yīng)為40Hz（3）采用動態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制，結(jié)合數(shù)字AVR，使電動機(jī)低轉(zhuǎn)速（1Hz）運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速脈動大大減小。（4）具有在線自整定功能。在電動機(jī)運(yùn)行過程中可進(jìn)行自整定，核對電動機(jī)特性變化，實現(xiàn)高精度速度控制。1臺變頻器可帶2臺電動機(jī)同時運(yùn)行。（5）采用低噪聲控制電源系統(tǒng)，大大減小對周圍傳感器等設(shè)備的噪聲干擾影響。（6）設(shè)有風(fēng)機(jī)、泵等最佳自動節(jié)能運(yùn)行模式。降低能耗。（7）鍵盤面板使用方便，設(shè)有復(fù)寫功能，可將1臺變頻器的功能碼

3、數(shù)據(jù)復(fù)寫至其他變頻器；顯示器有3種語言（中文、英文和日文），可選擇，便于配套使用；可簡單地由鍵盤面板或外部接點(diǎn)信號進(jìn)行點(diǎn)動運(yùn)行操作；使用延伸電纜選件（CBIII-10R-），可簡單地實遠(yuǎn)方操作。（8）通信方便。內(nèi)裝RS485接口，計算機(jī)可向變頻器輸入運(yùn)行命令和設(shè)定功能碼數(shù)據(jù)等。DI/DO功能，能傳送至上位機(jī)，可連接Profibus-DP、Interbus-S、DeviceNet、ModbusPlus（選件）等現(xiàn)場總線。（9）可瞬停無沖擊再起動運(yùn)行。（10）能設(shè)定電子熱繼電器的熱時間常數(shù)，設(shè)有輸入缺相保護(hù)，防止電源斷線損壞變頻器。（11）檢查維護(hù)方便。利用LCD進(jìn)行顯示，可顯示I/O端子檢查、主

4、電路電容器壽命、變頻器負(fù)載率測定、累計運(yùn)行時間、運(yùn)行狀態(tài)（變頻器輸出電流、散熱板溫度、消耗功率等）、跳閘詳細(xì)數(shù)據(jù)等。根據(jù)顯示，可及時查明故障原因進(jìn)行維修。2葉輪給煤機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的變頻改造21設(shè)備簡介三門峽華陽發(fā)電有限責(zé)任公司機(jī)組配置沈陽電力機(jī)械廠生產(chǎn)的QSG1500型葉輪給煤機(jī)，兩臺葉輪給煤機(jī)互為備用，設(shè)備參數(shù)如下：出力 (5001500)t/h 物料粒度  <250mm葉輪輪爪調(diào)速范圍（412）r/min葉輪直徑  3000mm主減速機(jī)：d1-01P直角行星減速機(jī)，速比 100主電動機(jī)：Y200L-TX-B5，30KW

5、 ，1470r/min滑差電機(jī)：YCT280-4A ，轉(zhuǎn)速（1320130）r/min配用調(diào)速器：JZT3葉輪給煤機(jī)在取煤時，主電動機(jī)啟動，帶動滑差電機(jī)旋轉(zhuǎn)，滑差電機(jī)帶動直角行星減速機(jī)轉(zhuǎn)動，值班員根據(jù)所需煤量大小，調(diào)節(jié)控制板上的調(diào)速旋鈕控制滑差電機(jī)中電磁線圈的電流，從而調(diào)節(jié)滑差電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，控制取煤量的大小。22存在問題：（1） 滑差電機(jī)容易進(jìn)煤，造成電機(jī)卡澀。（2） 調(diào)速控制器在惡劣環(huán)境中容易損壞。（3） 不易實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。（4） 控制箱在葉輪給煤機(jī)旁，環(huán)境惡劣，箱內(nèi)元件故障率較高。23變頻改造選用的是富士G11S系列變頻器，具體

6、改造如下：(1)為了節(jié)省成本，保留使用原有的30KW主電動機(jī)，拆除滑差電機(jī)。原設(shè)計主電動機(jī)用對輪連接固定在滑差電機(jī)上，滑差電機(jī)再固定在機(jī)座上。為了固定主電動機(jī)，改造中僅將滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)子、線圈、以及測速線圈等拆除，只保留外殼。在滑差電機(jī)外殼內(nèi)加裝一節(jié)短軸，短軸與機(jī)殼之間裝設(shè)軸承，裝上對輪，與主電動機(jī)軸對輪連接。葉輪給煤機(jī)系統(tǒng)由1臺葉輪驅(qū)動電機(jī)，2臺行走電機(jī)及限位、控制回路組成，變頻器用來控制葉輪驅(qū)動電機(jī)，兩臺行走電機(jī)用一根電纜控制同步運(yùn)行。（2）變頻器、接觸器以及各控制繼電器、時間繼電器均安裝在配電間同一柜子中（配電間的環(huán)境比葉輪給煤機(jī)現(xiàn)場要好，元器件不容易損壞）?？刂浦虚g繼電器和時間繼電器采用

7、歐姆龍插拔式繼電器，容易更換，給日常檢修帶來較大的方便。因為葉輪給煤機(jī)在使用中不用進(jìn)行制動，變頻器沒有選用制動單元和制動電阻。變頻器柜與葉輪給煤機(jī)之間的動力電纜和控制電纜均采用普通帶鋼鎧橡套電纜，信號線使用屏蔽電纜。因為葉輪給煤機(jī)在工作中是左右移動的，故在葉輪給煤機(jī)旁裝設(shè)一個電纜轉(zhuǎn)接箱，在轉(zhuǎn)接箱與葉輪給煤機(jī)之間，動力電纜和控制電纜均采用拖纜，而信號線仍使用屏蔽電纜。（3）采用就地控制和遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的控制方式，根據(jù)實際情況自由選用。設(shè)計了自動和手動兩種操作方式，可以實現(xiàn)無人值班。就地控制箱安裝在葉輪給煤機(jī)上，隨葉輪給煤機(jī)一起行走，遠(yuǎn)程控制箱安裝在燃料程控室操作臺上，由程控員進(jìn)行操作。就地控制箱

8、采用雙層門，有良好的防塵防水效果。外層門安裝有玻璃，便于值班員監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行情況；操作按鈕及電流表、轉(zhuǎn)速表安裝在內(nèi)門上。按鈕和指示燈采用施耐德的產(chǎn)品。（4）每臺葉輪給煤機(jī)均配置兩套限位開關(guān)，其中一套用來作為運(yùn)行中自動返回的位置控制信號，另外一套用作極限限位，當(dāng)這個限位開關(guān)動作時，整個葉輪給煤機(jī)將停止運(yùn)行。這兩個限位止擋器安裝于葉輪給煤機(jī)行走軌道兩頭適當(dāng)位置和另一臺葉輪給煤機(jī)上，用于葉輪給煤機(jī)退出煤倉時在停放位置自動停止，它的另一個作用是，當(dāng)自動返回限位故障時，防止葉輪給煤機(jī)撞車或發(fā)生危險。3調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方法（1） 電磁感應(yīng)干擾的影響。變頻器安裝位置與1號葉輪給煤機(jī)之間電纜長度

9、為64m，與2號葉輪給煤機(jī)之間電纜長度為45m，程控室與變頻器柜距離為650m。由于電纜太長，產(chǎn)生的電磁干擾較大。在葉輪給煤機(jī)調(diào)試時，經(jīng)常出現(xiàn)變頻器輸加速困難，或者速度上升后，當(dāng)按鈕一松開，頻率自動下降只零的情況。檢查發(fā)現(xiàn)，中間繼電器線圈首端在無信號輸入時，感應(yīng)電壓高達(dá)130V，中間繼電器一直保持吸合狀態(tài)。經(jīng)分析認(rèn)為與該繼電器接點(diǎn)容量有關(guān)（接點(diǎn)電流為5A），后將繼電器換為10A的繼電器后，測量感應(yīng)電壓保持在60伏以下，中間繼電器不再動作了。但是1號葉輪給煤機(jī)在遠(yuǎn)程控制時還是會偶爾出現(xiàn)調(diào)速失靈的現(xiàn)象。故又在1號葉輪給煤機(jī)的中間繼電器線圈與地線之間并聯(lián)一電阻，解決了調(diào)速失靈的問題。（2） 

10、;限位開關(guān)沖突。在葉輪給煤機(jī)的一邊裝有兩套限位開關(guān)，正常運(yùn)行時，僅返回限位起作用，極限限位并不起作用，但當(dāng)葉輪給煤機(jī)需要開出倉外時，返回限位起到了阻礙作用。為此將一普通指示燈換為帶按鈕指示燈，葉輪給煤機(jī)需開出倉外時按動此按鈕，返回限位開關(guān)不再起限位作用，葉輪給煤機(jī)可直接開至極限限位位置。4使用效果（1） 矢量控制功能使電動機(jī)的勵磁電流和有功電流分開控制，在低速時電動機(jī)也能保持較高的轉(zhuǎn)矩。（2）節(jié)能效果（特別是低速時）明顯。（3）完善了電動機(jī)的保護(hù)功能。改造后保護(hù)系統(tǒng)可以設(shè)定電子熱繼電器的熱時間常數(shù)，因此電子熱繼電器能適用于各種電動機(jī)保護(hù)。保護(hù)項目有輸入缺相保護(hù)（防止電源斷線損壞變頻器

11、）、過電壓保護(hù)和低電壓保護(hù)等。對輸出過電流、過負(fù)荷可進(jìn)行設(shè)定，對輸出短路反應(yīng)較快。過壓失速功能選擇和失速過壓點(diǎn)調(diào)節(jié)也可保護(hù)變頻器。（4）急停和葉輪反轉(zhuǎn)方便。在葉輪給煤機(jī)控制箱的外側(cè)面增加了急停按鈕，以利于在葉輪給煤機(jī)出現(xiàn)緊急情況時快速停止葉輪給煤機(jī)的運(yùn)行。另外，葉輪給煤機(jī)在取煤時，經(jīng)常有草繩、鋼絲繩等纏在葉輪軸上，造成葉輪卡死，這時需要將葉輪反轉(zhuǎn)，取出雜物。原來的方法是將電機(jī)接線倒相，變頻改造后，由于變頻器有反轉(zhuǎn)功能，因此在就地控制箱增加一個反轉(zhuǎn)按鈕，按此按鈕，葉輪給煤機(jī)即反轉(zhuǎn)，避免了倒相的麻煩和對固定螺絲的損傷。（5）速度調(diào)節(jié)更加方便、平穩(wěn)、精確，對葉輪給煤機(jī)的沖擊減小，延長了維修周期。（6）就地控制箱和程控室安裝有電流表和頻率表，便于值班員監(jiān)視觀察，可以隨時調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電動機(jī)的啟動電流也比較小。（7）當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時變頻器發(fā)