这次小编给大家整理了变频调速器在注塑机节能改造中的应用（共含10篇），供大家阅读参考，也相信能帮助到您。同时，但愿您也能像本文投稿人“温暖的感觉”一样，积极向本站投稿分享好文章。
1 引言
近几年塑料行业发展越来越迅速，其中注塑行业也正迎来一个飞速发展的机遇，但同时同行业间的竞争也日渐激烈，各厂家除了重视产品质量、品牌竞争外，也越来越重视生产成本的控制，从注塑机工艺过程知道，在注塑成型产品成本中电能量消耗成本占了很大的比例，因而能否有效减少电能损耗受到各注塑机厂家和用户关注。随着变频调速技术的推广，变频调速在传动控制和节能领域已日渐得到广泛应用，尤其在泵类负载场合采用变频控制节能效果显著，本文以康沃注塑机专用变频器为例介绍了注塑机变频改造可行性和改造中常出现的问题及处理方法，举例说明了注塑机变频改造节电效果及收回情况。
2 注塑机变频改造可行性
2.1 节能改造的提出
目前市场上的各类注塑机约90%以上是采用液压传动和电液比例控制方式，事实上采用电液阀控(即高压节流)控制模式注塑机工作时存在很大的能量浪费，一般一个产品的注塑成型过程如图1。
各个过程所需的速度和压力因不同工艺而不同，即所需的液压油流量不同，因而注塑机整个动作过程对油泵电机来说是个变负载过程，在定量泵注塑机液压系统中，油泵电机始终是以恒定转速提供恒定流量的液压油，各个动作中相应多余的液压油则通过溢流阀回流，从而造成电能的浪费，据统计由电液阀控模式造成电能损耗高达36~68%，根据注塑机设备工艺油泵电机耗电占整个设备耗电比例高达65~80%，因而对阀控电液模式进行节能改造具有很大潜力。
2.2节能改造原理
泵类负载工作特性可知泵的流量与转速成比例关系，泵的扬程与转速成平方关系，泵电机轴功率与转速的立方关系,如下公式所示:
其中:q为流量; n为转速; h为扬程。
原有注塑机系统采用阀门控制，当流量由qa减少到qb时由于管阻特性，工作点由a点转移b点，消耗的功率与0qbbhb成正比，若采用变频控制这时因阀门全开，其管理特性不变，工作点由a点转移到c点，消耗的功率与0qbchc成正比，从图2可知采用变频调速比采用阀门控制节能，且随着转速的降低电机功率成立方关系减少，如果能根据注塑工艺适时地调节油泵电机转速即可达到节能目的。
目前三相异步电动机大多采用变频调速，由电机同步转速公式：
n=60(1-s)f/p
其中:s为转差率; f为供电频率; p极对数
由上式知当改变电源频率便可改变电机转速,因而采用注塑机比例流量阀及比例压力阀的控制信号同步控制油泵马达的变频器，使油泵电机的转速与注塑机工作所需的压力、流量成正比，从而使溢流阀的回流量减到最小，液压系统输出功率与注塑机生产所需功率相匹配，便可达到节能目的，据统计其单机节电率可达 25%~65%。
3 康沃变频器的应用
3.1康沃注塑机专用变频器的特点
康沃注塑机专用变频器(cvf-zs系列)是在通用变频器(cvf-g2系列)的基础上根据注塑机工作特性专门设计的变频调速器，通过对阀控电流、电压信号的采集，经cpu处理后对油泵电机进行相应的调速，从而满足注塑机工艺要求，它具有以下特点:
(1) 具有适合注塑机专用的频率给定信号通道
通用变频器的频率给定信号标准为0~10v电压信号或4~20ma电流信号，但注塑机专用变频器的具有0~1a/10v信号接收通道，康沃zs系列变频器可接入0~1a电流信号，而不需要另外加装信号转换电路。
(2) 过载能力强、响应速度快
一般注塑产品的周期相对较短，从10几秒到几分钟，一个成型产品从开模到合模各个过程动作要求迅速，采用变频控制时油泵电机负载频繁变化，这就要求变频器有很强的过载能力，康沃zs系列变频器根据阀控信号进行快速升降速，加减速时间可达0.5s~1s。
康沃注塑机专用变频器根据注塑的工艺要求设计，已在海天、震雄等品牌注塑机改造中得以成功应用。
3.2 变频改造电路
注塑机变频改造时采用:变频 工频控制方式，其控制柜主电路由电度表、zs变频器和工频旁路接触器等构成，控制电路由工频/变频切换开关、启动、复位开关、指示灯等构成。
(1) 变频控制柜主电路
如图3示，采用工频旁路目的是为了在变频器出故障时可直接切换到工频运行，而不影响生产，
图3中zd为断路器，k1、k2、k3为接触器，sb3为故障复位按钮。在改造注塑机时仍保留注塑机原有控制电路中的星-三角转换电路，这样可方便改造同时保持注塑原来的控制特性。
(2) 变频控制柜控制电路
如图4所示。
图4中sb1为工频/变频转换开关，选用三级开关;sb2为变频器启动按钮;l1为总电源指示灯;l2为工频运行指示灯;l3变频运行指示灯，l4为变频器故障指示灯，其故障信号由变频器ta、tc输出;km1、km2变频运行接触器;km3为工频运行接触器。
3.3 变频主要参数设置
以康沃cvf-zs-4t0150变频器在注塑机中应用为例，采用比例流量 比例压力信号两路信号控制，主要参数设定如表1所示。
康沃第二代注塑机专用变频器在第一代机型的基础上增加了两路信号比较、信号放大等功能更加满足注塑机不同的工艺要求。
4 调试中常出现的问题及处理方法
4.1调试前注意事项
注塑机变频节能电气改造相对比较简单，但在改造前应详细了解注塑机工况，熟悉注塑机工艺流程，调试时应注意以下事项:安装前查清注塑机原有电路接线方式，包括主电路和控制电路;仔细观察注塑机工频运行是否正常，油泵马达是否经常处于过载状态;根据注塑机的模具及注塑工艺观察注塑机节电改造的潜能;控制信号线路注意正负极性不要接反;信号线与主回路线要分开布线等。
4.2调试常见问题及处理方法
由于注塑机工艺的特殊性，在改造中会遇到各种故障，以下为在注塑机变频改造中常遇到的问题及处理方法。
(1) 变频器频率无变化
由于变频器采用注塑机阀控电流信号进行调速，变频器运行后出现频率显示为0.0(有的变频器显示为0)现象，其主要原因为信号极性接反;信号取错;信号接线端口与参数设定不符;注塑机辅助电源故障等，出现这种故障应先查明注塑机阀控制的类别是电流信号、电压信号还是脉冲控制信号(部分机型)，及信号正负极性是否与变频器控制端子对应。
(2) 油泵噪音大
变频器运行后有些注塑机会发出异常的噪音，这时应判断噪声源在何处，是来自电机还是油泵，若为油泵的噪音则可能原因有:注塑机液压油过少，有空气吸入;注塑机滤油器或油路阻塞;注塑机油泵叶片磨损较严重;遇到以情况应先检查注塑机油泵，排除故障后方可运行，另外当注塑处于低速高压工作状态时，也会出现油泵噪音异常情况，这时适当提高速度信号。
(3) 温度控制干扰
注塑机变频器改造中常遇见的问题是改造后因干扰注塑机不能正常运行，注塑机加热单元采用热电偶检测温度，这种检测元件容易受谐波干扰，从而造成注塑机温度显示和控制不准确，这时可从以下方面排除干扰:尽量缩短变频器与注塑机电动机之间的连线，动力线用金属软管套装，动力线与温度检测线不要靠近走线;在变频器近端主回路线缆加装电抗器或磁环;变频器可靠接地;或给注塑机内部温控电偶供电电源加阻容滤波电路，如图5所示。
其中a 为热电偶端;b 接温度控制板，处理时即在温度检测(热电偶)线路中对称地加入以上阻、容元器件以消除干扰。
5 节能实例及收回
深圳横岗镇某电子厂主要生产吸尘器，其吸尘器外壳采用亿利达e-140品牌注塑机注塑成型，注塑机油泵电机为三相异步电机，其功率为15kw，采用康沃cvf-zs-4t0150变频器进行节能改造，经测试其节能情况如表2所示。
表2 cvf-zs-4t0150变频器节能情况
以每天工作22h，每月工作28天计算，每月节电1478.4kwh，该电子厂所在工业区电价为0.7元/kwh，一台变频节能控制柜投资为9300元，使用约9个月后便收回投资，同时采用变频改后实现电机软启动;减少机械冲击;降低液压油温等，该厂自去年初改造以来系统运行稳定。
6 结束语
随着变频技术的成熟，变频器在注塑机改造中日渐得以广泛应用，实践证明注塑机采用变频控制节能效果明显，值得推广和应用。
一、前言
从50年代推出了螺杆式塑料注射成形机至今已有50多年的历史，目前在工程塑料加工业中，80%采用注射成型。塑料颗粒(ABS，聚乙烯，改型聚苯乙烯等)在注塑机料筒内进行多段加热器加热融蚀后，经螺杆搅拌增压后注射入模具腔内，保压冷却成形，完成一个工件的加工过程。对于塑料加工，注塑机完整的工艺流程为，合模--锁模—注射—保压—冷却—脱模—开模。其中保压和冷却，脱模和开模是同时进行的，即保压过程中，模具在通水冷却;在开模的过程中，模具内的脱模顶针由隐蔽处逐渐后伸出，使附注在模具上的工件脱落,开模到位后一个加工过程结束。不论大，中，小型注塑机，其工艺流程都是相同的。目前绝大多数的注塑机都是液压传动的注塑机，以上的工艺动作过程所需要的动力，均由液压系统中的油泵提供，油泵又有变量泵和定量泵之分。在注塑机工作时,一个工作周期中各个工序的负荷变化很大，液压系统所要求的流量和压力是不同的，生产油泵时已经考虑了这种变化，当液压系统需要的流量和压力变化时，油泵的供油量自动地增大或减小来与以适应，这种油泵就是变量泵，不需要再用变频器进行调速控制。广泛使用的另一种油泵是定量泵，它的供油量是恒定的，注塑机工作过程中流量和压力的变化是靠流量比例阀和压力阀来调节的，多余的油量经溢流阀流回油箱。这样，加剧了阀门和油泵的磨损，造成油温升高，电机噪声过大。另外，从注塑机的设计看，通常在设计时油泵都要留有余量，一般考虑10%~15%，但油泵的系列是有限的，往往选不到合适的油泵型号时就往上靠，存在严重的“大马拉小车“现象，造成电能的大量浪费。因此，对定量泵的注塑机进行变频调速改造，节约电能，提高经济效率具有重要的意义。
二、注塑机节能分析
根据注塑机的工艺过程，画出系统油压P与时间t的关系图如图一，由图可见，合模和脱模，开模系统所需油压较低，且时间较短;而注射，保压，冷却系统所需油压较高，且时间较长，一般为一个工作周期的40%~60%，时间的长短与加工工件有关;间歇期更短，这也与加工工件的情况有关，有时可以不要间歇期。以上的图只是一种简单的近似表示，实际上，如果注射的螺杆用油马达驱动，注射时的系统油压会高一些。注塑机加工工件的重量，从数十克到数万克不等，最大注塑机已到9克。因此，注塑机就有中，小型和大型之分，加工数十克的小工件和加工数千克的大工件一个周期的时间也是不相同的;就是对同一台注塑机，加工工件的原料不同，各段工艺流程中所需的压力和时间也是变化的。这些工艺参数的设定，是由现场技术员根据经验数据和试验的情况制定的。 从图一可见，一个周期工作流程中，负载的变化导致系统压力变化比较大，但油泵仍在50Hz运行，其供油量是恒定不变的，多余的液压油经溢流阀流回油箱，做无用功，白白地浪费了电能。对油泵进行变频调速，将定量泵改变为类似变量泵的特性。系统所需压力较高时，油泵电机50Hz运行，所需压力较小时，变频器降频运行。电机输出的轴功率与油泵的出口压力和流量的乘积正比，油泵电机转速降低后，输出轴功率降低，就可以达到有效节能，一般节电率在20%~50%。
三、注塑机变频节能调速改造方案
使用液压系统的注塑机，有立式和卧式之分。数十克的立式注塑机，油泵采用一个齿轮泵，电机的容量也较小，电器控制电路也较简单。改造时，将变频器接入电机的供电回路，再将流量比例阀的信号(0~1A)，经变换为4~20mA信号送到变频器的相应端口上，这样，随着加工过程的变化，液压油的流量也在变化。一般来说，取相对值变化较大的流量信号做控制信号较好，控制信号变化对变频器频率调节的范围大一些;而压力信号相对值变化较小，对变频器频率调节的范围小一些。如果变频器频率调节的范围不能满足工艺要求，可用变频器的功能“频率增益”来调整。注塑机专用变频器就是在通用变频器的基础增加了0~1A 信号转换环节，使用起来更方便些。 60克以上的都是卧式注塑机，60克~500克的注塑机，有的是一个油泵，也有的是二个油泵。一个油泵注塑机的改造和立式注塑机的改造是相同的。仍然是从流量比例阀取出0~1A的信号作为变频器的速度调节信号，虽然速度调节信号是由液压回路元件反馈到变频器，但调节回路中没有给定信号，因此控制还是属于开环控制方式。也是因为节能的原因，大中型注塑机的油泵可能不止一个，如三菱850-MM,1300-MM,1800-MM,2000-MM注塑机均有三个油泵。对应注塑工艺流程，在合模阶段，所需的系统压力较低，这时只有1#油泵工作，到锁模阶段所需的系统压力较高时，2#油泵再投入工作，在注射阶段所需的压力最高，三台油泵同时投入工作，脱模开模所需的压力较低，再分别停止3#，2#油泵工作，
只要开机，1#油泵就一直运行。用三台小油泵按不同的工艺阶段间断工作，比用一台大泵一直在运行要节能。具有二个以上油泵的注塑机如何改造?这里以三菱1800-MM注塑机的改造为例加以说明。三菱1800-MM 注塑机有三个45KW油泵电机，用一台变频器驱动1#油泵电机，变频器的调节信号取自注塑机流量比例阀，这样，此变频器的频率就随注塑机液压油的流量的改变而变化。另外二个油泵电机，可以分别用二台变频器驱动。不过这二台变频器对电机不进行调速，只作两位式的控制，即起动和停止。控制变频器的起动和停止信号，取自于原来该油泵电机的起动和停止信号。变频器的上限频率设定在50Hz以下，具体设定值与加工的工件尺寸，材料，料筒的温度等因素有关。如果变频器运行频率低于50Hz，就可以节能。实际上，注塑机设计时都留有余量，加工工件尺寸，材料的变化所需的油压也要随之变化。如果注射的压力过大而锁模力不足，会使工件出现飞边;若注射力不足，模具腔内塑料会注不满，工件报废;保压力不足时，工件中塑料比较厚的地方会出现收缩。
四、注意事项
1.变频器的选型
注塑机的负载性质是恒转矩类，机械特性较硬，动态特性要求较高，所以应选用注塑机专用变频器。注塑机专用变频器是在通用变频器的基础上增加了 0~1A信号转换环节，提高了使用性能。考虑到注塑工艺各阶段的时间有一定要求，变频器的加速和减速时间要短，一般为1秒，所以变频器的容量就要适当加大。
2.备用系统
注塑机进行变频节能改造时，保留原有的工频起动回路作备用，这样一旦变频器有故障，还能用工频起动油泵电机继续运行。
3.变频器信号提取点
取双比例阀的流量信号(0~1A)，经变换为4~20m的信号送到变频器的相应端口上。流量信号取相对值较大的作为控制信号，以扩大调节范围。压力信号相对值变化较小，对变频器频率的调节范围小一点。如果变频器的调节范围不能满足成形工艺的需要，可用变频器的“频率增益”功能来调整。
4.调试前注意事项
注塑机变频节能电气改造相对比较简单，但在改造前应详细了解注塑机工况，熟悉注塑机工艺流程，调试时应注意以下事项:安装前查清注塑机原有电路接线方式，包括主电路和控制电路;仔细观察注塑机工频运行是否正常，油泵马达是否经常处于过载状态;根据注塑机的模具及注塑工艺观察注塑机节电改造的潜能;控制信号线路注意正负极性不要接反;信号线与主回路线要分开布线等。
5.变频器对注塑机数字仪表的干扰
现在注塑机上广泛使用是交-直-交变频器，其输出电流中含有谐波成分，可能会对注塑机产生干扰，最易受干扰的是温度控制仪表，因此，安装变频器应做好抗干扰措施。变频器需加装输入和输出电抗器或高频磁环等;引入变频器的控制线要作屏蔽处理;机壳要可靠接地;不要使变频器的输入输出电缆与变频器的控制信号线平行或捆绑在一起;变频器安装在注塑机内部时，特别要关注通风散热。
五、调试常见问题及处理方法
由于注塑机工艺的特殊性，在改造中会遇到各种故障，以下为在注塑机变频改造中常遇到的问题及处理方法。
1.变频器频率无变化 由于变频器采用注塑机阀控电流信号进行调速，变频器运行后出现频率显示为0.0(有的变频器显示为0)现象，其主要原因为信号极性接反;信号取错;信号接线端口与参数设定不符;注塑机辅助电源故障等，出现这种故障应先查明注塑机阀控制的类别是电流信号、电压信号还是脉冲控制信号(部分机型)，及信号正负极性是否与变频器控制端子对应。
2.油泵噪音大 变频器运行后有些注塑机会发出异常的噪音，这时应判断噪声源在何处，是来自电机还是油泵，若为油泵的噪音则可能原因有:注塑机液压油过少，有空气吸入;注塑机滤油器或油路阻塞;注塑机油泵叶片磨损较严重;遇到以情况应先检查注塑机油泵，排除故障后方可运行，另外当注塑处于低速高压工作状态时，也会出现油泵噪音异常情况，这时适当提高速度信号。
六、结束语
对注塑机进行变频调速，主要的目的在于节能。从小型，中型到大型注塑机都可以加装变频器进行节能改造。改造之初，涉及到节能效率的估算。注塑机节能主要与注塑工艺过程相关，做出一个准确的计算的困难的，一般来说，经过改造，一个油泵电机的注塑机节能在20%~50%之间，多个油泵电机的注塑机节能在15%~30%之间。另外，油泵速度的降低减少了机械的磨损，间接的经济效益也不可小视。
节能原理
SINE308系列开环矢量节能控制器，根据注塑机当前的工作状态，自动调节油泵电机的转速来控制油泵供油量，保证油泵的供油量与注塑机的液压负载，在每一个工作阶段都保持一致，油泵电机在一个完整的注塑工作周期能量消耗最少，消除溢流现象，并确保注塑加工质量和效率不受任何影响，
节能效果在20%~65%之间。
方案优点
1.安装方便：基本不需要对注塑机作改动，就可以实现节能改造目的。
2.工频运行/变频节能运行方式可自由切换，即使节能控制器有故障，马上转换到工频方式运行，不影响正常生产，
3.不改变原来系统的任何操作方式，操作工人不需要重新培训，不影响生产加工效率。
4.延长整机寿命：节电器控制速度标准稳定，软启动减轻开锁模震动，避免设备撞击，降低油温，延长密封件使命周期，从而使得整机寿命达到延长。
5.降低噪声：改造后设备噪音降低约10DB，设备动作更稳，作业环境得到改善。
6.故障自动复位功能，保证生产连续。
7.生产过程中不需要对节电控制器进行调整，且有多种保护功能，简单、安全、方便。
8.四信道输入，可任意组合，传感器信号0-25V及0-5A输入，能适应各种类型的注塑机。
变频调速器在涂层机上的应用
多单元织物涂层机的工艺流程为：织物进给à上胶à焙烘à1轧à刀涂à2轧à锡林à成品卷取，整机由5台电动机拖动。生产要求车速在0 ~ 30m/min范围内连续调节，各单元同步运行，并保持一定张力。该机各单元均为恒转矩负载，要求起动平稳、低速起动力矩较大。通过分析比较，确定各单元均采用FTY系列三相永磁同步电动机驱动，由一台变频器控制，以确保各单元齐速运行。为弥补各单元由于机械磨损而造成的累积线速度误差，则通过装于各电动机轴上的齿链式无级减速器作速度微调。1. 控制系统的组成
根据工艺要求，4个单元的驱动电机均选用3kW、380V；锡林的驱动电机选用7.5kW、380V。变频器选用三垦SAMCO - LF-37K型。
2. 控制系统的工作过程
(1) 工作单元的选择
根据生产品种和工艺条件的.不同，织物涂层时，有些单元不需运转，这可通过选择电路进行选择。选择只能在开车前进行，不允许在运行中投入和切换单元电动机，以防过压、过流保护动作，使变频器停止工作。开车前，继电器KM1的触点11-13为常闭状态，此时按SST1 ~ SST5中的任何一个起动按钮，就可使相应的接触器吸合，使预选的单元电动机投入。若投入有错，可按SSTP1，使电路复位，重新进行选择。当电动机起动后（K吸合后），KM1的触点11-13断开，11-33闭合，保证了在运行中任何单元电动机不能投入，也不能使选择电路复位进行单元切换。
(2) 起动过程
1 工作单元选好后，按下按钮SST6，接触器K吸合并自保，变频器电源接通。
1 按下按钮SST7，继电器KM1吸合并自保，使FR-COM1接通，调节电位器RP，变频器驱动各单元电机正转，外接频率计P，则显示频率，将频率调至工艺车速值，系统开始正常运行。
(3) 停车过程
1 正常停车：按下SSTP3（SSTP4），KM1失电，FR - COM1断开，系统按设定的减速时间降频停车。
1 自由停车：按下SST8（SST9），KM2得电吸合并自保，其触点43 - 45断开、MBS - COM1接通，变频器即停机，输出频率降为零，电机呈空转自由停车状态。
1 紧急停车：当任一电机过载，使其热继电器动作时，触点11-57接通，KM4吸合，ES - COM1接通，变频器则报警停机。
正常停车或自由停车后，再开车时，按下SST7，系统即按设定的升速时间升至工艺车速；紧急停车后，待事故处理完毕再开车时，应先按复位按钮SST10解除报警，再按SST7，系统亦将按设定的升速时间加速到工艺车速。
3. 变频器参数的设定
SAMCO - LF -37K变频器可供设定的参数有215个，根据工艺要求，只对其中的部分参数给于设定，其它参数可采用出厂时的设定值。我们只对下列参数进行设定。
(1) 运转指令选择 以外部信号控制运转。
(2) 频率指令选择 频率设定用电位器操作。
(3) 频率、电压和电流的设定 基准频率和最高频率均设定为50Hz，最高输出电压设定为400V，最大输出电流设定为额定电流的120% 。
(4) 加减速时间的设定 三相永磁电动机的起动
[1] [2]
变频调速器在龙门抓上的应用
厂输煤系统使用的是5T龙门式装卸桥，跨度为40.5m，抓斗的提升、开闭机构由二台45KW绕线式异步电动机驱动，小车行走机构分别由二台22KW绕线式异步电动机驱动，大车行走机构分别由二台11KW绕线式异步电动机驱动。在抓斗的提升、开闭，大车及小车前进、后退的传动控制过程中，为了确保机械设备运行的平稳性，采用了绕线式异步电动机转子串接电阻的调速方式。在多年的使用过程中发现该控制方式中存在着很多难以解决的问题，比如调速性能差、接触器动作频繁致使经常更换接触器、串接电阻故障多、操作不规范造成电气回路及机械部件损坏等。一、问题的提出
经现场实地查看，发现，该5T龙门式装卸桥的抓斗的提升、开闭以及小车的前进后退的调速性能均较差，而且使用按扭控制起停、主令开关设定速度段，这样就会有两种情况：1.绕线式异步电动机一起动很快达到设定的电机最大转速，速度太高以及变化太快容易造成电器、机械部件的损坏；2.如设定速度低则会延长等待时间，使生产效率降低。另外，针对抓斗的提升及下放也存在一些潜在的问题，即：当抓斗提升，但在空中停车再起动时，有可能致使抓斗出现“溜车”现象（轻微下滑），这时电机工作在反接制动状态，但是制动转矩小于负载转矩，电机电流非常大。当下放抓斗时，电机在重力与电动转矩的作用下以极快的速度运行在第四象限，电机工作在回馈制动状态，转速大于同步转速，停车时（抱闸），由于抓斗的.惯性及下降速度太快停车效果差，非常危险。针对上述问题，现要采用变频调速技术予以解决。
二、抓斗的提升、开闭变频控制
抓斗有两台电机控制即抓斗开合电机、抓斗提升电机。抓斗抓煤时，仅有开合电机运转，抓满煤开始提升时，提升和开合两台电机均要工作，相互间需要有速度配合才可使系统稳定可靠运行。根据以往制作类似提升、下放重物变频控制装置的经验及查阅ABB公司起重专用变频器的相关技术资料，变频器采用制动单元和制动电阻后能够提供100%的制动转矩，使抓斗下放时，电机工作在制动状态，变频器的制动单元能够完全吸收掉这部分能量使电机稳定工作在第四象限，且转速连续可调。这些通过调整开合电机变频器及提升电机变频器的频率、
加速时间，使之相互配合，调整方便。
抓斗的提升、开闭机构采用SIEMENS S7-200系列PLC控制，其输入、输出均由继电器进行隔离。采用PLC控制后使系统的维护量大大减少，修改或调整控制关系灵活、方便。
三、大车、小车运行机构变频控制
该系统的大车、小车运行机构基本象似，都是由两台电机控制，只是电机的功率不一样，对两台电机分别采用两台相同的西门子MASTER DRIVES系列矢量控制型变频器进行起动及速度控制。由于两台电机是驱动的同一负载，为保证两台电机的同步运行，每台变频器均配置一块TSY型同步板来实现同步控制。每台变频器还需要加装直流母线上的制动单元实现四象限运行。
采用变频器调速时，每台变频器分别单独供电。设定一台变频器为启动变频器，另一台为工作变频器，两台变频器设置参数完全一致，在SIEMENS PLC （S7-200系列）的控制下，绕线电机的转子短接接触器吸合。在接受到起动按扭发出的起动命令及速度信号后，两台变频器同步工作，当需要快速停车或反向运转时，两台电机的能量回馈通过制动单元释放，达到快速起停的目的。
四、其 它
原转子串接电阻调速方式的控制装置的电源和控制部分回路保持不变，变频控制与原控制系统可通过转换开关相互切换。四台变频器均采用矢量型变频器并配以制动单元、制动电阻以确保在机械失灵的情况下人身及设备的安全。由于变频器调速属高效调速系统，运行效率高，调速灵活、方便，系统反应速度快，所以采用变频器控制并没有影响龙门抓的抓煤量。
五、小 结
该系统经改造后运行近一年来，未出现电器或机械部件损坏，操作简便，减少了操作人员操作强度，为我公司带来了可观的经济效益。需要补充的是如果有条件的话可在抓斗控制机械制动回路增加变频器故障跳闸联锁，变频器一旦故障机械制动立即动作，使之停车，这样龙门抓的运行可靠性将会得到大大提高。
参考文献：
[1]. ABB公司. 《ABB变频器操作手册（提升宏）》
[2]. SIEMENS公司.《SIEMENS MASTER DRIVE 变频器使用手册》20
[3]. 王占奎 编.《变频调速应用百例》，科学出版社，
一、前言
随着电力电子技术的发展，变频器在调速领域中的应用越来越广泛，它具有性能稳定，操作方便，节能效果明显等优点。它是一种较为成熟的高科技产品，越来越受到国内外工程技术人员和管理人员的关注和重视。马鞍山黑马钢筋焊网有限公司经过多方考察和论证，选用了马鞍山隆达电力电子有限公司生产的 LB475型变频器，对公司两台75KW的空压机进行了技术改造，取得了显著的经济效益和综合效益。
二、空压机改造前运行情况
设备改造前，两台空压机一用一备，全部工作在工频状态。压力采用两点式控制(上、下限控制)，也就是当空压机气缸内压力达到设定值上限时，空压机通过本身的油压关闭进气阀，当压力下降到设定值下限时，空压机打开进气阀。钢筋焊网生产的工作状况决定了用气量的时常变化，这样就导致了空压机频繁的卸载和加载，经常是加载1分钟，卸载2分钟，对电动机、空压机和电网造成很大的冲击。再说，空压机卸荷运行时，不产生压缩空气，电动机处于空载状态，其用电量为满负载的60%左右，这部分电能被白白的浪费。在这种情况下，对其进行变频改造是非常必要的。
三、空压机变频改造实施方案
根据现场实际情况，我们用一台变频器来控制两台空压机，通过电气控制相互转换两台空压机的变频运行;当一台空压机出现故障时，可以转换到另一台空压机上运行，不会影响生产的正常进行。这样，即节省了设备投资，又能满足生产工艺的需要。
系统改造时，在保留原工频系统情况下，增加变频系统，做到了工频/变频互锁切换。通过外部控制电路，使空压机起停操作步骤仍然如前，操作简单，安全可靠。本系统采用压力闭环调节方式，在原来的压力罐上加装一个压力传感器，将压力信号转换成0-5V的电信号，送到变频器内部的PID调节器，调节器将信号与压力设定值进行比较运算后输出控制信号，变频器根据该信号输出频率，改变电动机的转速，调节供气压力，保持压力的恒定，使空压机始终处于节电运行状态。
四、系统改造中应注意的问题
1：电动机的散热问题 电动机经过变频器变频后，转速降低，其电机风扇的散热效果也要降低。
2：空压机的润滑问题 空压机的转速越低，润滑油的耗量也就越小，其润滑效果越差，
3：系统压力设定问题 在满足生产工艺的要求下，压力设定越低越好，因为空压机的排气压力越高，所需的电机轴功率越大，电机耗电也就越多。
针对以上问题，我们综合节能效果和空压机的机械特性，考虑了多种方案，最后把系统压力设定为0.6MPa,把变频器运行频率下限设定为 26HZ，这样，即能满足空压机散热和润滑的需要，又能最大限度的降低电能损耗。空压机系统变频器改造完成后，一次试车成功，运行稳定，效果明显。
五、节能效果及综合效益分析
改造前，空压机工频满载运行电流为140A，运行时间1分钟;空载运行电流为90A，运行时间2分钟，频繁的加载和卸载。改造后，空压机运行频率经常在30HZ-40HZ，运行电流平均为70A，基本上没有卸载时间。空压机平均每天工作16小时，每月工作25天。空压机每月用电量计算如下：
W前=√3( I×U)×12×25÷1000
=1.73×(140×1/3 90×2/3)×380×16×25÷1000
=28057.8(度)
W后=1.73×70×380×16×25÷1000
=18407.2(度)
每月节省电量= W前-W后
=28057.8-18407.2
=9650.6(度)
按每度电0.6元计算，每月可节省电费=9650.6×0.6=5790.36(元)
整套空压机系统改造费用5万元左右，约10个月就能收回设备投资。
诚然，节能是变频改造带来的一大好处，但并不是唯一的，空压机变频改造后，还有以下优点：
1：电动机从2HZ开始软起动，对电机、空压机、电网的冲击大为减小。
2：延长了设备的使用寿命，减少了设备的维修量和维护费用。
3：进一步完善了保护功能，如热保护，过电流、过电压、欠电压、短路、缺相保护等功能。
4：操作简单方便，运行平稳，电极、空压机温升正常，噪音、振动减小。
5：不再频繁的加载和卸载，供气压力稳定，提高了产品质量。
变频调速器在涂层机上的应用理工论文
多单元织物涂层机的工艺流程为：织物进给à上胶à焙烘à1轧à刀涂à2轧à锡林à成品卷取，整机由5台电动机拖动。生产要求车速在0 ~ 30m/min范围内连续调节，各单元同步运行，并保持一定张力。该机各单元均为恒转矩负载，要求起动平稳、低速起动力矩较大。通过分析比较，确定各单元均采用FTY系列三相永磁同步电动机驱动，由一台变频器控制，以确保各单元齐速运行。为弥补各单元由于机械磨损而造成的累积线速度误差，则通过装于各电动机轴上的齿链式无级减速器作速度微调。
1. 控制系统的组成
根据工艺要求，4个单元的驱动电机均选用3kW、380V；锡林的驱动电机选用7.5kW、380V。变频器选用三垦SAMCO - LF-37K型。
2. 控制系统的工作过程
(1) 工作单元的选择
根据生产品种和工艺条件的不同，织物涂层时，有些单元不需运转，这可通过选择电路进行选择。选择只能在开车前进行，不允许在运行中投入和切换单元电动机，以防过压、过流保护动作，使变频器停止工作。开车前，继电器KM1的触点11-13为常闭状态，此时按SST1 ~ SST5中的任何一个起动按钮，就可使相应的接触器吸合，使预选的单元电动机投入。若投入有错，可按SSTP1，使电路复位，重新进行选择。当电动机起动后（K吸合后），KM1的.触点11-13断开，11-33闭合，保证了在运行中任何单元电动机不能投入，也不能使选择电路复位进行单元切换。
(2) 起动过程
1 工作单元选好后，按下按钮SST6，接触器K吸合并自保，变频器电源接通。
1 按下按钮SST7，继电器KM1吸合并自保，使FR-COM1接通，调节电位器RP，变频器驱动各单元电机正转，外接频率计P，则显示频率，将频率调至工艺车速值，系统开始正常运行。
(3) 停车过程
1 正常停车：按下SSTP3（SSTP4），KM1失电，FR - COM1断开，系统按设定的减速时间降频停车。
1 自由停车：按下SST8（SST9），KM2得电吸合并自保，其触点43 - 45断开、MBS - COM1接通，变频器即停机，输出频率降为零，电机呈空转自由停车状态。
1 紧急停车：当任一电机过载，使其热继电器动作时，触点11-57接通，KM4吸合，ES - COM1接通，变频器则报警停机。
正常停车或自由停车后，再开车时，按下SST7，系统即按设定的升速时间升至工艺车速；紧急停车后，待事故处理完毕再开车时，应先按复位按钮SST10解除报警，再按SST7，系统亦将按设定的升速时间加速到工艺车速。
3. 变频器参数的设定
SAMCO - LF -37K变频器可供设定的参数有215个，根据工艺要求，只对其中的部分参数给于设定，其它参数可采用出厂时的设定值。我们只对下列参数进行设定。
(1) 运转指令选择 以外部信号控制运转。
(2) 频率指令选择 频率设定用电位器操作。
(3) 频率、电压和电流的设定 基准频率和最高频率均设定为50Hz，最高输出电压设定为400V，最大输出电流设定为额定电流的120% 。
(4) 加减速时间的设定 三相永磁电动机的起动电流为额定电流的10倍左右，而且该机锡林单元负载惯性较大，为防止变频器驱动电机起动和停车时产生过流和过压，要对变频器的加减速时间进行合理的设定，以实现电机的软起动和软停止。通过试验，加减速时间设定为30s。
(5) 转矩补偿设定 为增加低频范围内的电机转矩，使各单元电机尽快被牵入同步，将转矩补偿设定为10% 。
4. 效果
本系统已正式投入运行，与传统的多单元机同步方法相比，整机控制电路简单、低速同步性能好、工作可靠、故障停车率低、开车容易、便于维修。
1 引言
工业蒸汽锅炉的过程控制系统包括汽包水位控制系统和燃烧过程控制系统，两系统在锅炉运行过程中互相耦合，所以控制起来非常困难，在此，我们暂不考虑系统间的耦合，只是对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造。
某企业有2台20t燃煤蒸汽锅炉，这2台锅炉通过1个给水母管分别给各自汽包供水，用汽量小的季节，2台锅炉只运行1台，当用汽量较大时，则必须2台锅炉同时运行。由于给水泵额定功率为37kw，一般情况下，1台锅炉运行时，只开1台给水泵裕量仍较大，而2台锅炉同时运行且用汽量较大时，只开 1台给水泵无法满足需要，而开2台给水泵后，相对单台锅炉运行时，裕量更大。由于2台锅炉分别由2套dcs系统控制各自的电动阀门调节各自汽包的给水量，运行中，阀门开度较小造成给水母管压力较大，不仅浪费了大量的电能，较高的水压还对管道、水泵叶轮和阀门造成损害
2 变频改造方案
基于系统运行现状，本着既能节能降耗，又能控制简便、安全且投资较少的原则，我们设计了1套1台变频器拖动3台电机的方案。
在本方案中，充分利用了锅炉层有的dcs控制系统，同时增加了变频器、可编程序控制器(plc)和控制信号转换装置。
(1) 硬件控制系统
a) 西门子mm430变频器
mm430变频器是西门子公司最新研制生产的一种适用于各种变速驱动应用场合的高性能变频器(调试简单、配置灵活)，它具有最新的igbt技术和高质量控制系统，完善的保护功能和较强的过载能力以及较宽的工作环境温度，安装接线方便，两路可编程的隔离数字输入、输出接口以及模拟输入、输出接口等优点，使其配置灵活多样，控制简单方便，易于操作维护。
b) 西门子s7-200型plc
西门子s7-200型plc可靠性高、抗干扰能力强，可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作。适应性强，应用灵活。
(2) 当1台锅炉运行时
由于只开1台给水泵，就足够锅炉汽包所需用水量，故此时，系统只对运行锅炉的汽包水位进行恒液位控制即可。
将切换开关置于相应位置，通过锅炉原有dcs控制系统中的手动操作器将控制该锅炉汽包进水量的电动阀完全打开后，再通过控制信号转换装置切断该控制信号，使原有控制回路断开，电动阀保持全开状态，同时，将该锅炉汽包液位信号切入plc，让plc将该锅炉汽包液位信号进行pid运算处理后，再由控制信号转换装置，将plc输出的4~20ma模拟信号传递给变频器，从而控制变频器的输出转速。
在本控制过程中，关键的问题是过程参数pid (p:比例系数i:积分系数、d:微分系数)的整定。由于工业锅炉运行过程中，用汽量的多小和蒸汽压力的大小，决定了给水流量的大小和给水压力的大小。为了保证系统的相对稳定运行，不出现大的波动，对生产造成影响，在调试过程中，应多次反复调整pid参数，直至出现最佳控制过程。
(3) 当两台锅炉同进运行时
由于2台锅炉分别由两套dcs系统控制，在运行过程，虽然蒸汽并网后压力相同，但由于燃烧过程中存在不确定性，两台锅炉汽包各自的液位就必然存在差异。因此，单台锅炉运行中所用的恒液位控制方案在此就不再适合。通过给水原理图(图1)我们不难发现，要对2台锅炉汽包的液位分别控制，最理想的方案是将1个给水母管向2台锅炉给水的现状彻底改变，将给水系统分开，使每个锅炉都有自己独立的给水系统，再在此基础上加装变频控制，由1台变频器单独控制1台锅炉的给水。但此方案不仅改动较大，投资较高，且要停产改造，显然是行不通的。为了能在不改变原有系统现状的前提下，更好的利用变频装置，节能降耗，减小系统运行，维护费用，提高原有系统的自动化程度，我们针对该企业2台锅炉的运行特点，设计了一套专用于2台(或2台以上)锅炉同时运行时的控制方案，即:蒸汽压力和母管给水压力的恒压差控制方案，
当2台锅炉同时运行时，由于外供蒸汽并管，故蒸汽压力相同，又由于2锅炉由同一母管给水，故给水压力也相同。但由于蒸汽用量的变化不定和锅炉燃烧情况的不同，蒸汽压力是时刻变化的。这样，为了能保证给锅炉汽包供上水，就必须要求给水的压力始终高于蒸汽压力，由图2我们看到，由plc采集蒸汽压力和母管给水压力，通过处理、比较后，得到二者的差值，再将此差值通过pid运算处理，输出4~20ma的模拟信号给控制信号转换装置。再由该装置将信号传输给变频器，从而控制变频器的运行速度。这样虽然可以保证给水母管压力始终高于锅炉蒸汽压力(压力差的大小可以通过plc在一定范围内任意调节)，但锅炉各自汽包的液位却无法再通过调节变频器的转速去控制。在此，我们充分利用了原有给水控制装置，即汽包各自的进水电动阀门。仍由锅炉原有dcs控制系统采集各自汽包的液位，蒸汽压力，给水压力和给水流量等信号，去相应的调整进水电动阀的开度，从而控制各汽泡液位和进水流量。
此方案由于存在阀门的调节，所以理论上不能最大限度的节能降耗，但实际应用中，由于减小了给水母管与蒸汽压力之间的压力差，使电动阀门的开度由原来的平均 10%左右开大到75%左右，系统回水阀门关闭，仍大大节约了能源。且本方案充分考虑了系统运行的安全性，一旦变频器故障，系统可立即自动由变频运行状态切换至原有工频运行状态，完全恢复改造前的运行状态，保证锅炉正常运行。变频故障解除后，仍可方便的手动切换为变频状态，使变频器方便的投入运行，且不影响锅炉的运行。
3 plc
plc是本系统的核心控制器件，它不仅辨识、处理各种运行状态，进行系统间的逻辑运算和联锁保护，还对输入的多个模拟信号进行处理、运算后，输出标准的模拟信号控制变频器的运行速度。主程序结构较复杂，其中，对液位信号进行pid运算的子程序，原理图和程序框。
4 注意事项
(1) 由于变频器产生高次谐波，会对通讯产生干扰，同时由于plc采集模拟信号，要进行a/d和d/a转换处理，在此过程中，容易受到变频器高次谐波的影响而失真。因此，必须将变频器零地分接且加装液波装置，对plc用隔离变压器供电，最好将plc安装于距离变频器较远的位置上。
(2) 本系统所需液位、压力等模拟信号均采至锅炉原有控制系统，为了不影响原控制系统的安全性与完整性，应将原有模拟信号通过隔离分路端子分路后采用。
(3) 锅炉给水是锅炉运行过程中至关重要的环节之一，其运行的稳定性与可靠性直接关系到整个锅炉系统乃至整个企业生产运行的稳定与安全。因此，一旦变频器出现故障而停车后，系统可自动切换至原有工频控制系统而不影响生产，这一联锁措施至关重要。
5 结束语
(1) 变频调速是电气传动系统工程，而变频器只是其中的一部分，变频器容量、类型的选择，电气保护回路和控制回路的设计关系到变频调速系统应用的可靠性、安全性和经济性。
(2) 变频调速系统是基于微电子、电力电子、计算机、自动控制和电机等技术上发展而来的，有其先进性，但也有其不足和缺点，如电磁干扰，高次谐波的寄生电容，以及低速运行时的电机温升等。
(3) 变频调速技术以其节能、环保、方便、工作效率高等优点，在现代企业中得到广泛应用。若将其再与计算机技术有机的结合起来，实现资源共享，统一管理，则会进一步节能降耗，提高产品质量和生产稳定性。
参考文献
[1] 曾毅等. 变频调速控制系统的设计与维护[m]. 济南:山东科技出版社，.
[2] 《s7-200可编程序控制器系统手册》 ,6.
1、空压机在工业生产中有着广泛的应用，
空压机的种类有很多，有活塞式空压机、螺杆式空压机、离心式空压机，但其供气控制方式几乎都是采用加、卸载控制方式。该供气控制方式虽然原理简单、操作简便，但存在能耗高，进气阀易损坏、供气压力不稳定等诸多问题。随着社会的发展和进步，高效低耗的技术已愈来愈受到人们的关注。在空压机供气领域能否应用变频调速技术，节省电能同时改善空压机性能，提高供气品质就成为我们关心的一个话题。
2、空压机工作原理目前空压机上都采用两点式控制(上、下限控制)或启停式控制(小型空气压缩机)
也就是当压缩气体气缸内压力达到设定值上限时，空压机通过本身气压或油压关闭进气阀，小型空气压缩机则停机。
当压力下降到设定值下限时，空压机打开进气阀，小型空压机则又启动。传统的控制方式容易对电网造成冲击，对空压机本身也有一定的损害，当用气量频繁波动时，尤其明显。
正常工作情况下，空气被压缩到储气罐。空压机各点的检测(包括压缩空气温度、压力，镙杆温度、冷却水压力、温度和油压、油温等等)和整体控制由主控制单板机控制。
当空压机出口压力达到设定值上限时，通过油压分路阀关闭进气口，同时打开内循环管路，作自循环运行。此时用气单位继续用气。
当压力下降到设定值下限时，油压分路阀关闭循环管路，打开空气进口，空气又由过滤器经压缩到储气罐中。在静态，原起动方式(Y-△)，及加载、卸载时对电网供配电设备及镙杆都会造成极大的冲击。尤其是能源的严重浪费。
主电机转速下降，轴功率将下降很多。节能潜力相当大。)变频节能的效果是十分显著的，特别是调节范围大的系统及设备，通过实际应用可以直观的看出在流量变化时只要对转速(频率)稍作改变就会使轴功率有更大程度上的改变，就因有此特点使得变频调速(节能)方式成为一种趋势并且不断深入的应用于各行业及其各种调整领域。
3、加、卸载供气控制方式存在的问题
3.1耗能分析我们知道，加、载控制方式使得压缩气体的压力在Pmin～Pmax之间来回变化。Pmin是最低压力值，即能够保证用户正常工作的最低压力。一般情况下，Pmin、Pmax之间关系可以用下式来表示：CPmax=(1 δ)Pmin是一个百分数，其数值大致在10%～25%之间。而若采用变频调速技术可连续调节供气量的话，则可将管网压力始终维持在能满足供气压力上，即 Pmin附近。由此可知，在加、卸载供气控制方式下的空压机较之变频系统控制下的空压机，所浪费的能量主要在2个部分：
(1)压缩空气压力超过Pmin所消耗的能量在压力达到Pmin后，原控制方式决定其压力会继续上升(直到Pmax)。这一过程同样是一个耗能过程。
(2)卸载时调节方法不合理所消耗的能量通常情况下，当压力达到Pmax时，空压机通过如下方法来降压卸载：关闭进气阀使电机处于空转状态，同时将分离罐中多余的压缩空气通过放空阀放空。这种调节方法要造成很大的能量浪费。
3.2其它不足之处
(1)靠机械方式调节进气阀，使供气量无法连续调节，当用气量不断变化时，供气压力不可避免地产生较大幅度的波动，
用气精度达不到工艺要求。再加上频繁调节进气阀，会加速进气阀的磨损，增加维修量和维修成本。
(2)频繁采用打开和关闭放气阀，放气阀的耐用性得不到保障。
4、恒压供气控制方案的设计
针对原有供气控制方式存在的诸多问题，经过上述分析，应用变频调速技术进行恒压供气。通过压力变送器采集实际压力P送给PID智能调速器，与压力设定值P0作比较，并根据差值的大小按既定的PID控制模式进行运算，产生控制信号送变频调速器VVVF，通过变频器控制电机的工作频率与转速，从而使实际压力P始终接近设定压力P0。
同时，该方案可增加工频与变频切换功能，并保留原有的控制和保护系统，另外，采用该方案后，空压机电机从静止到旋转工作可由变频器来启动，实现了软启动，避免了启动冲击电流和启动给空压机带来的机械冲击。
5、技术指标和配置
磁场定向矢量控制，电机变量完全解耦，电流闭环。采用美国TI公司最新款高性能32位电机控制专用DSP，高速完成复杂准确的控制算法，国内首家产品化应用。
调速精度：0.01HZ
调速范围：0.5-600.00HZ
冲击负载：180%电机额定转矩，2秒内不跳脱。
低频转矩：0.5Hz，150%额定转矩输出。
150%额定转矩加速和减速。
内置多功能组合数字PID调节器。
内置标准485数据接口。
可编程开关量输入端口：8位，输出端口：2位，。
可编程继电器输出端口：1路，常开/常闭可选。
可编程模拟量输入端口：4通道，输出端口：1通道。
电压可设定电源：1路。
端子控制电源：1路。
独立风道、无触点软启动开关、低电感直流母线排高可靠性设计。
6、改造效果
(1)整套改造装置并不改变空压机原有控制原理，也就是说原空压机系统保护装置依然有效。并且工频/变频切换采用了电气及机械双重联锁，从而大大的提高了系统的安全、可靠性。
(2)空压机改造工程安装完毕后，一次试车成功，运行稳定，空压机振动和噪声大减低。
(3)除缓冲缸压力在部分频率时增大0.2公斤外，油压、油温及各点的检测数据均在安全数值内被优化。
(4)变频改造后，起动为软起动，运行时无卸载和加载冲击电流现象，空压机本身的机械性冲击大大减小。
(5)在保证管网供气的情况下，电流大大降低，基本不出现满载现象，一般在40Hz左右，和以前相比，节电率在30%以上，约10个月可以收回投资。
(6)空压机、供配电设备及机械设备因供气稳定，维修量大大减小，综合效益明显。
(7)改造后空压机的运行安全、可靠，同时达到了用气的工艺要求。
变频节能技术在污水处理厂的应用
本文以深圳市宝安区环境保护局已投入运行的'观澜污水处理厂的鼓风机及水泵系统的变频节能工程为例,扼要介绍变频节能技术在污水处理领域的应用,阐述变频节能技术的节能原理及实际效果.应用表明,该技术具有先进、可靠、节能效果显著等优点,值得推广.
作 者：陈征雄 Chen Zhengxiong 作者单位：深圳市宝安区环境保护局,深圳,518101 刊 名：电气技术 英文刊名：ELECTRICAL ENGINEERING 年，卷(期)：2007 “”(8) 分类号：X7 关键词：SBR污水处理工艺 鼓风机 进水泵 变频调节 节能