普傳科技PI7100變頻器在繞線機上的應用
摘 要:本文介紹了如何使用普傳PI7100變頻器的主板端子功能、制動功能及保護功能實現變壓器繞線機系統的自動調速控制的工藝要求.著重介紹控制系統如何設計及其工作過程,變頻器常見故障及排除措施.
1 引言
變壓器繞線機工藝要求：
(1) 可以做收線和倒線控制，正常工作都在收線狀態；
(2) 在整個運行過程中，要求張力擺桿穩定；
(3) 一停車立即抱閘動作。
普傳7100系列變頻器在變壓器繞線機生產線上使用,實現了繞線機系統的自動調速控制,變頻器的輸出頻率可以通過主板端子上的外接電位器在0.0～800.00HZ范圍內任意可調;7100變頻器具有過壓、欠壓、過流、過載等共十二種保護功能,可以使用端子上的自由停車功能,通過強大的軟件功能的簡單設置,實現了變壓器繞線機系統的上述工藝要求,并且實現了保護三相異步電動機的損壞, 使整個系統的使用壽命延長;提高了工作效率,保證了各種變壓器的生產質量.
2 變壓器繞線機系統的組成及工作原理:
2.1 此系統從拖動角度由三部分組成:控制單元、傳動機構、生產機械.
(1) 控制單元:變頻器、電磁制動器、三相異步電動機
其作用是產生拖動變壓器繞線機的原動力,決定系統的速度,變頻器可以變頻調速,保護三相異步電動機的安全穩定的運行,電磁制動器反相制動使電機快速停車,從而達到變壓器繞線機系統的工藝要求.
(2) 傳動機構:皮帶與帶輪
其作用是將電動機的轉矩傳遞給繞線機,帶動繞線機轉動.
(3) 生產機械:變壓器繞線機
其作用是通過齒輪的轉動將各種型號的銅線纏繞到變壓器骨架上,從而繞制成各種規格型號的變壓器.
2.2 變壓器繞線機系統的工作原理:
作業人員腳踩微動開關,變頻器按照外接電位器設定的頻率運行,同時作業人員手扶線輥上的銅絲使其自動往變壓器骨架上繞;當要停止時,腳松開微動開關,變頻器停止輸出且電磁制動器反相制動,以保證系統迅速停止,作業人員按照工藝文件要求正確作業.所以變壓器繞線機系統必須采用變頻器和電磁制動器來控制,以達到準確快速停車的工藝要求.
3 控制系統的電路設計:
采用深圳普傳研發的7100系列塑殼變頻器使電磁制動三相異步電動機變頻調速可以實現上述的工藝要求.
3.1 接線注意事項:
(1) 變頻器的控制回路(圖中 為控制回路端子)的控制線必須采用屏蔽線(圖中 為屏蔽線)并且遠離主回路(圖中 為主回路端子)接線，屏蔽線僅一端接地.
(2) 為防止意外事故發生,接地端子E或 必須可靠接地(接地阻抗應在100歐以下),否則會有漏電狀況發生.
(3) 電機容量應等于或小于變頻器容量.
(4) 主回路配線時,其線徑規格的選擇請按照國家電工法規有關規定實行配線.
(5) 為盡量減少電磁干擾的影響,電磁接觸器要遠離變頻器,或加裝浪涌吸收裝置.
(6) 勿將交流輸入電源R\S\T端子接到變頻器輸出端子U\V\W.
3.2 電磁制動電動機采用變頻調速時注意事項:
(1) 在采用變頻調速時,必須將制動器的勵磁繞組接至變頻器的輸入端,并且必須保證和電動機同時得電,以防止電動機轉子低頻時轉不動而堵轉過流.
(2) 為了延長繞線機系統的使用壽命,必須加制動電阻使變頻器快速停車時由IGBT續流二極管反饋到直流母線的能量消耗掉,防止損壞變頻器主元器件;必須在電磁制動器前加延時繼電器,使變頻器快停車時電磁制動器工作使電動機轉子停住.
4 變頻器部分功能參數設置如下表:
代碼 描述/LCD鍵盤顯示 設定范圍7段LED顯示 單位 設定值 備注
F04 頻率設定模式 V2 - 1 端子臺V1、V2、V3外接電位器設定頻率
F05 運行控制模式 端子臺控制 - 3 端子臺REV、FWD、FRE與COM短接控制正反轉運行及停止輸出
F09 加速時間 0.1～3200.0 S 1 啟動時間為1S
F27 停止方式設定 自由停車 - 1 FRE與COM短接,變頻器停止輸出
F47 能耗制動選擇 安全式 - 1 使用制動電阻制動
F52 RST輸入信號選擇 外部故障/復位 - 1 端子RST與COM短接復位
其它參數采用默認值.
5 繞線機系統的工作過程:
作業人員腳踩微動開關S2使其閉合,接觸器KM2線圈得電, 接觸器常開觸點KM2閉合,常閉觸點斷開,制動器的勵磁繞組得電,使三相異步電動機的轉子正常運轉;同時變頻器主板端子FWD與COM短接開始按照外接電位器VR給定的頻率正轉 (倒相開關S1接到REV,則REV與COM短接,變頻器執行反轉)運行,三相異步電動機拖動變壓器繞線機運行,作業人員按照變壓器的工藝文件作業.
作業人員腳松開微動開關S2,接觸器KM2線圈失電,接觸器常閉觸點KM2吸合,常開觸點斷開,變頻器主板端子FRE與COM短接執行自由停車命令,變頻器停止輸出并開始制動, 制動器的勵磁繞組沒電按照延時繼電器設定時間反相制動抱閘使三相異步電動機轉子停車,達到繞線機系統停止;當變頻器跳過流,過壓,過再,干擾保護時,按復位按鈕SB2則變頻器主板端子RST與COM短接,可立即復位恢復正常使用.
此系統可以頻繁快速的運行停車,工作性能穩定.

6 變頻器常見的故障現象及排除措施:
現象 可能原因 措施
鍵盤不能控制 運行控制方式設定錯誤 功能參數F05應設為3,主板端子臺控制
頻率設定錯誤 功能參數F04應設為V2,主板端子臺外接電位器設定頻率
電位器不能調速 電位器接線錯誤 按照說明書的接線方式選型及接線
電位器不良 用萬用表測試電位器阻值是否線性、正確,否則更換之
電機不轉 LED監視器顯示故障信息 故障查詢并排除之,復位正常運行.
U，V，W端子無輸出或輸出異常 用萬用表測交流接觸器觸點是否正常,否則更換之;用萬用表測變頻器IGBT的續流二極管管壓降是否有異常
電機負載太重 檢查負載情況并減少,檢查操作是否有誤
過電流OC 故障顯示OC-P IGBT驅動保護；檢查電磁制動器及電機是否堵轉電流過大
故障顯示OC-2 輸出過電流，電流超過電機額定電流的1.5~2.5（G/S：2；F：1.5；Z/H/T：2.5）倍時保護;檢查電磁制動器及電機是否異常
加速中過電流 重新設定或調整F09，F18，F19
減速中過電流 重新設定或調整F10，F20，F21
運行中過電流 檢查負載的變化情況并消除
起動或運行中有時過電流 檢查有無輕微短路或接地現象
干擾 檢查接地線，屏蔽線接地情況及端子情況
過載OL 負載太重 減輕負載
參數設定不適 在電機過載能力允許情況下，調整b01
負載慣量太大 減少負載慣量，或增大變頻器容量，或考慮使用B型機種或增設制動單元等
欠電壓LU 電源電壓太低 檢測電壓是否正常、變頻器額定電壓設定是否正確
電網容量太小，或電網內有較大沖擊電流 改造供電系統
六、結速語:
普傳科技公司生產的PI7100,PI7000系列變頻器已成功批量應用到繞線機系統,質量可靠,性能穩定,提高了生產效率,在市場上使用后,用戶反映良好,普遍受到用戶好評.
參考文獻
1. 普傳變頻調速器
PI7000系列使用說明書
PI7100系列使用說明書
2. 電氣自動化新技術叢書:《SPWM變頻調速應用技術》,機械工業出版社.
3. 應用電子:《電磁干擾與控制》,電子工業出版社.