變頻器可編程控制的典型應(yīng)用
——蓄電池叉車變速箱磨合試驗臺

寶雞合力叉車廠 趙西強 苗淑蘭（721001）

[摘要]：對于以時間為控制對象的變速運動，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、機床、電梯等。專用變頻器的應(yīng)用不僅解決了調(diào)速控制問題，更重要的是還具有節(jié)能降耗優(yōu)點。其通用變頻器在控制方案的多樣性及調(diào)速多級與無級性在工業(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配套變速箱在裝配后性能不很穩(wěn)定、噪音超標(biāo)，需上車磨合很長一段時間才能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。這不僅影響了對銷售定單的響應(yīng)速度和交車周期，而且還加大了試車工的工作量與勞動強度，由此我們有了應(yīng)用變頻器調(diào)速控制來制作“蓄電池叉車變速箱磨合試驗臺”設(shè)想。
　　我們應(yīng)用春日株式會社KVFC422E變頻器的可編程多段速控制，在蓄電池叉車變速箱磨合試驗臺上試驗，得到了非常顯著的效果?，F(xiàn)在我公司的蓄電池叉車變速箱都可以在變速箱磨合試驗臺進(jìn)行磨合試驗。只要修改其中的控制參數(shù)，就可以得到各個噸位變速箱磨合方案，并可以隨時更新優(yōu)化磨合方案，做到一機多用。
　　蓄電池叉車變速箱磨合運行時間與速度曲線如圖1所示：

圖1

　　變速箱磨合過程采用正反兩段速運行，此變頻器最多可以設(shè)置8個可編程頻率段，各段頻率相互獨立，運行時間OFF/0.1～6500S、加、減速時間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間與減速時間合理性。在此對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)多個組合就成為一個程序步，每個程序步中包括：運轉(zhuǎn)方向、設(shè)定頻率、運轉(zhuǎn)時間、加減速時間。啟動運行時接收到運轉(zhuǎn)指令，以由功能代碼指定的旋轉(zhuǎn)方向、加減速時間開始運行，運轉(zhuǎn)計時器按順序開始計數(shù)，并在指定的時間內(nèi)轉(zhuǎn)移到下一個定時器。如果不使用的程序步可設(shè)定其運行時間為0.0S。那么程序?qū)⒃竭^該程序步直接進(jìn)入到下一個定時器，直接轉(zhuǎn)入下一步控制區(qū)。各步和編程運行的三種循環(huán)模式配合實現(xiàn)了設(shè)備的啟、停運行控制。在在運行過程中，要對各段頻率變化速度進(jìn)行限制，加減速時間變化不宜過快，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)故障及時報警。
　　由于是由模擬行走電機控制速度，對轉(zhuǎn)速的精度要求不是非常嚴(yán)格，故速度控制采用開環(huán)控制。
　　對可編程多段速運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)行對比，控制按正反二個段速進(jìn)行考慮，結(jié)論如表1。如果級數(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行功能時需另增加模塊。
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可編程多段速運行	3個	0個	最少	容易	最小
V/F和PLC端子多段速運行	4個	0個	較多	較易	較小
V/F和繼電器端子多段速運行	4個	3個	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行的優(yōu)點。
　　操作控制的方案的優(yōu)越性：作為可編程運行有三種備選模式：
　　0：單次循環(huán)運行后停機（可編程1）；
　　1：往復(fù)循環(huán)運行（可編程2）；
　　2：單次循環(huán)運行后維持最后頻率運行（可編程3）。
　　蓄電池叉車變速箱磨合試驗臺設(shè)備的設(shè)定值為0，可以做到每臺變速箱一個循環(huán)的磨合后自動停止，等待下一個的工作流程。因程序運行根據(jù)設(shè)定參數(shù)運行，其運行時間統(tǒng)一性較高，不受人為因素干涉，如果有誤操作強制停止，整個系統(tǒng)將停止運行，再重新啟動時整個流程將會從“中斷點”繼續(xù)運行。
　　整臺設(shè)備操作簡單方便，只有啟動和強制停止這兩鍵操作，操作人員很容易掌握，不需專人來值守。如果發(fā)生故障會有蜂鳴器鳴音和顯示屏上報警代碼提示。變頻器出現(xiàn)故障后，必須對裝置進(jìn)行檢修，不可盲目的進(jìn)行再啟動操作，務(wù)必在搞清楚故障原因并排除故障后再運行。如報警是瞬時的，可以按報警復(fù)位按鈕，解除故障。一般常見的故障及對策見表2。
表2

故障碼	故障	原因及對策
O.C.-1	運行中過流	1．估計由于短路或負(fù)載突變，降低負(fù)載的波動。
O.C.-2	加速中過流	1．延長加速時間的設(shè)定；2．增/減轉(zhuǎn)矩補償電壓。
O.E.-1	運行中過壓	估計是電源電壓過高，使電源在規(guī)定限額內(nèi)。
O.E.-2	加速中過壓	估計是由于負(fù)載轉(zhuǎn)速的波動，減少該波動。
P.O.	瞬時停電	運行期間出現(xiàn)電源電壓減低或瞬時電源故障，檢查電源狀態(tài)和輸入側(cè)的接線。
	電壓不足

　　程序運行方案的推廣：程序運行是以時間為控制中心順序控制，因此只要是以時間為控制對象變變速運動都可以應(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：運行頻率只有8段，如果運行速度級數(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。
參考資料:

春日株式會社《變頻器用戶操作手冊》