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变频器在升降设备上的应用研究

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        变频调速以其优异的调速和启制动性能以及高效率高功率因数等优点得到了广泛的应甩,本文根据变频器在升降设备上的应用,阐述了一种降低成本的变频器使用方法,即用一台变频器分时控制两台交流电机。
        1、升降工作台的运动要求升降工作台的运动包括上下和左右两个方向的运动,工作人员通过手动按钮将工作台调整到合适的位置后进行其他的工作,升降工作台的结构简图如所示由于工作人员大部分时间是站在工作台上的,仅靠简单的接触器控制电机启停会产生较大的加速度冲击,为了保证工作人员的安全与舒适,需要使用变频器来实现升降台运动,使其具有“加速启动一匀速运行一减速刹车”3个阶段。
 
  2、控制回路及控制分析为变频器电路图其中KA1和KA2用于控制电机M1的正反转,KA3和KA4用于控制电机M2的正反转F是正转接点,R是反转接点,GND为20V公共端子。
 
  3、为控制回路电路图。其控制过程如下:打开钥匙开关,按下按钮SB1,KA1得电并且实现互锁(断开KA2回路),KM1得电并断开KM2,变频器F端与公共端GND连通,变频器输出匀加速脉冲;当达到开启频率时,变频器状态开关RELAY闭合,KM3得钥匙开关当变频器输出匀加速脉冲时,电动机不是立即转动,而是仅仅有转动的趋势,当输出频率达到令电动机平稳启动的频率时(具体频率大小需根据不同情况进行调试)状态开关RELAY闭合,制动器打开,此频率即为制动器开启频率;随着频率的匀速提高,电动机作匀加速旋转运动;达到运行频率后,电动机作匀速转动。变频器频率输出与制动器动作如所示。
 
  与此类似,当刹车时,随着变频器输出频率的降低,电动机作匀减速运动,当达到预置的制动频率时,制动器闭合,实现平稳刹车,最大限度地减少了刹车时的加速度,提高了平台舒适性。
 
  4、泵升电压的产生原因及解决方法电,电磁制动器得电并克服弹簧力打开,电机M1正转加速上升;频率上升到最高频率(运行频率)时,变频器输出频率值不变,电机匀速转动;抬起按钮SB1或到达极限位置,触发行程开关SQ1;变频器F端与公共端GND断开,变频器输出匀减速脉冲,电机匀减速转动;当达到制动频率时,状态开关RELAY断开,KM3断开,电磁制动器失电,在弹簧作用力下实现刹车,直至M1停止转动。至此,完成升降台的上升运动。
 
  同理,按下按钮SB2实现升降台的下降运动水平运动情况与升降运动相似,只是缺少了电磁制动器部分分别由按钮SB3和SB4来触发在电动机从高速到低速(零速)变化时,电气的频率变化很快,电动机的转子带着负载有较大的机械惯性,不可能很快地停止,这样就产生反电势E(端电压),电动机处于发电状态但由于通常变频器是“交-直-交”的传导模式,主电力AC/DC整流电路是不可逆的,因此无法回馈到电网上去,结果造成主电路电容器二端电压升高,这种电压被称为泵升电压升降电机在上升过程中制动所要克服的电机回转惯性力被工作平台的重力抵消一部分,泵升电压低于变频器所允许的电压值,变频器正常运转;在下降过程中制动要克服电机回转的惯性力与工作平台的重力之和,此时该电压超过变频器所允许的电压值,所以发出过载报警。通过适当地增加减速时间,并选择配套的刹车电阻,顺利地解决了上述过载报警的问题。
       5、结论本文介绍的电路设计不但实现了升降工作台“匀加速启动一匀速运行一匀减速刹车”,而且节省了一台水平方向的变频器,总体估算节约成本150(元以上,并且减少了一台变频器的待机耗电变频器在升降类设备的应用过程中要考虑泵升电压的问题以及变频器对制动器的控制问题。

标签:  变频器应用 升降设备

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