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(dòng)功能及保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)變壓器繞線機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)速控制的工藝要求.著重介紹控制系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)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(jī)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(tài)；
（2） 在整個(gè)運(yùn)行過程中，要求張力擺桿穩(wěn)定；
（3） 一停車立即抱閘動(dòng)作。
普傳7100系列變頻器在變壓器繞線機(jī)生產(chǎn)線上使用,實(shí)現(xiàn)了繞線機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)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(nèi)任意可調(diào);7100變頻器具有過壓、欠壓、過流、過載等共十二種保護(hù)功能,可以使用端子上的自由停車功能,通過強(qiáng)大的軟件功能的簡單設(shè)置,實(shí)現(xiàn)了變壓器繞線機(jī)系統(tǒng)的上述工藝要求,并且實(shí)現(xiàn)了保護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)的損壞, 使整個(gè)系統(tǒng)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(chǎn)質(zhì)量.
2 變壓器繞線機(jī)系統(tǒng)的組成及工作原理:
2.1 此系統(tǒng)從拖動(dòng)角度由三部分組成:控制單元、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械.
（1） 控制單元:變頻器、電磁制動(dòng)器、三相異步電動(dòng)機(jī)
其作用是產(chǎn)生拖動(dòng)變壓器繞線機(jī)的原動(dòng)力,決定系統(tǒng)的速度,變頻器可以變頻調(diào)速,保護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)的安全穩(wěn)定的運(yùn)行,電磁制動(dòng)器反相制動(dòng)使電機(jī)快速停車,從而達(dá)到變壓器繞線機(jī)系統(tǒng)的工藝要求.
（2） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu):皮帶與帶輪
其作用是將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給繞線機(jī),帶動(dòng)繞線機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng).
（3） 生產(chǎn)機(jī)械:變壓器繞線機(jī)
其作用是通過齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)將各種型號(hào)的銅線纏繞到變壓器骨架上,從而繞制成各種規(guī)格型號(hào)的變壓器.
2.2 變壓器繞線機(jī)系統(tǒng)的工作原理:
作業(yè)人員腳踩微動(dòng)開關(guān),變頻器按照外接電位器設(shè)定的頻率運(yùn)行,同時(shí)作業(yè)人員手扶線輥上的銅絲使其自動(dòng)往變壓器骨架上繞;當(dāng)要停止時(shí),腳松開微動(dòng)開關(guān),變頻器停止輸出且電磁制動(dòng)器反相制動(dòng),以保證系統(tǒng)迅速停止,作業(yè)人員按照工藝文件要求正確作業(yè).所以變壓器繞線機(jī)系統(tǒng)必須采用變頻器和電磁制動(dòng)器來控制,以達(dá)到準(zhǔn)確快速停車的工藝要求.
3 控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì):
采用普傳科技研發(fā)的7100系列塑殼變頻器使電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)上述的工藝要求.
3.1 接線注意事項(xiàng):
（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(yuǎn)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(fā)生,接地端子E或 必須可靠接地（接地阻抗應(yīng)在100歐以下）,否則會(huì)有漏電狀況發(fā)生.
（3） 電機(jī)容量應(yīng)等于或小于變頻器容量.
（4） 主回路配線時(shí),其線徑規(guī)格的選擇請(qǐng)按照國家電工法規(guī)有關(guān)規(guī)定實(shí)行配線.
（5） 為盡量減少電磁干擾的影響,電磁接觸器要遠(yuǎn)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(dòng)電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速時(shí)注意事項(xiàng):
（1） 在采用變頻調(diào)速時(shí),必須將制動(dòng)器的勵(lì)磁繞組接至變頻器的輸入端,并且必須保證和電動(dòng)機(jī)同時(shí)得電,以防止電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子低頻時(shí)轉(zhuǎn)不動(dòng)而堵轉(zhuǎn)過流.
（2） 為了延長繞線機(jī)系統(tǒng)的使用壽命,必須加制動(dòng)電阻使變頻器快速停車時(shí)由IGBT續(xù)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(dòng)器前加延時(shí)繼電器,使變頻器快停車時(shí)電磁制動(dòng)器工作使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子停住.
4 變頻器部分功能參數(shù)設(shè)置如下表
:
| 代碼 | 描述/LCD鍵盤顯示 | 設(shè)定范圍7段LED顯示 | 單位 | 設(shè)定值 | 備注 |
| F04 | 頻率設(shè)定模式 | V2 | - | 1 | 端子臺(tái)V1、V2、V3外接電位器設(shè)定頻率 |
| F05 | 運(yùn)行控制模式 | 端子臺(tái)控制 | - | 3 | 端子臺(tái)REV、FWD、FRE與COM短接控制正反轉(zhuǎn)運(yùn)行及停止輸出 |
| F09 | 加速時(shí)間 | 0.1～3200.0 | S | 1 | 啟動(dòng)時(shí)間為1S |
| F27 | 停止方式設(shè)定 | 自由停車 | - | 1 | FRE與COM短接,變頻器停止輸出 |
| F47 | 能耗制動(dòng)選擇 | 安全式 | - | 1 | 使用制動(dòng)電阻制動(dòng) |
| F52 | RST輸入信號(hào)選擇 | 外部故障/復(fù)位 | - | 1 | 端子RST與COM短接復(fù)位 |
代碼描述/LCD鍵盤顯示設(shè)定范圍7段LED顯示單位設(shè)定值備注
F04頻率設(shè)定模式V2-1端子臺(tái)V1、V2、V3外接電位器設(shè)定頻率
F05運(yùn)行控制模式端子臺(tái)控制-3端子臺(tái)REV、FWD、FRE與COM短接控制正反轉(zhuǎn)運(yùn)行及停止輸出
F09加速時(shí)間0.1～3200.0S1啟動(dòng)時(shí)間為1S
F27停止方式設(shè)定自由停車-1FRE與COM短接,變頻器停止輸出
F47能耗制動(dòng)選擇安全式-1使用制動(dòng)電阻制動(dòng)
F52RST輸入信號(hào)選擇外部故障/復(fù)位-1端子RST與COM短接復(fù)位
其它參數(shù)采用默認(rèn)值.
5 繞線機(jī)系統(tǒng)的工作過程:
作業(yè)人員腳踩微動(dòng)開關(guān)S2使其閉合,接觸器KM2線圈得電, 接觸器常開觸點(diǎn)KM2閉合,常閉觸點(diǎn)斷開,制動(dòng)器的勵(lì)磁繞組得電,使三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子正常運(yùn)轉(zhuǎn);同時(shí)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(zhuǎn) （倒相開關(guān)S1接到REV,則REV與COM短接,變頻器執(zhí)行反轉(zhuǎn)）運(yùn)行,三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)變壓器繞線機(jī)運(yùn)行,作業(yè)人員按照變壓器的工藝文件作業(yè).
作業(yè)人員腳松開微動(dòng)開關(guān)S2,接觸器KM2線圈失電,接觸器常閉觸點(diǎn)KM2吸合,常開觸點(diǎn)斷開,變頻器主板端子FRE與COM短接執(zhí)行自由停車命令,變頻器停止輸出并開始制動(dòng), 制動(dòng)器的勵(lì)磁繞組沒電按照延時(shí)繼電器設(shè)定時(shí)間反相制動(dòng)抱閘使三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子停車,達(dá)到繞線機(jī)系統(tǒng)停止;當(dāng)變頻器跳過流,過壓,過再,干擾保護(hù)時(shí),按復(fù)位按鈕SB2則變頻器主板端子RST與COM短接,可立即復(fù)位恢復(fù)正常使用.
此系統(tǒng)可以頻繁快速的運(yùn)行停車,工作性能穩(wěn)定.
6 變頻器常見的故障現(xiàn)象及排除措施:
現(xiàn)象可能原因措施
鍵盤不能控制運(yùn)行控制方式設(shè)定錯(cuò)誤功能參數(shù)F05應(yīng)設(shè)為3,主板端子臺(tái)控制
頻率設(shè)定錯(cuò)誤功能參數(shù)F04應(yīng)設(shè)為V2,主板端子臺(tái)外接電位器設(shè)定頻率
電位器不能調(diào)速電位器接線錯(cuò)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(cè)試電位器阻值是否線性、正確,否則更換之
電機(jī)不轉(zhuǎn)LED監(jiān)視器顯示故障信息故障查詢并排除之,復(fù)位正常運(yùn)行.
U，V，W端子無輸出或輸出異常用萬用表測(cè)交流接觸器觸點(diǎn)是否正常,否則更換之;用萬用表測(cè)變頻器IGBT的續(xù)流二極管管壓降是否有異常
電機(jī)負(fù)載太重檢查負(fù)載情況并減少,檢查操作是否有誤
過電流
OC故障顯示OC-PIGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)；檢查電磁制動(dòng)器及電機(jī)是否堵轉(zhuǎn)電流過大
故障顯示OC-2輸出過電流，電流超過電機(jī)額定電流的1.5~2.5（G/S：2；F：1.5；Z/H/T：2.5）倍時(shí)保護(hù);檢查電磁制動(dòng)器及電機(jī)是否異常
加速中過電流重新設(shè)定或調(diào)整F09，F(xiàn)18，F(xiàn)19
減速中過電流重新設(shè)定或調(diào)整F10，F(xiàn)20，F(xiàn)21
運(yùn)行中過電流檢查負(fù)載的變化情況并消除
起動(dòng)或運(yùn)行中有時(shí)過電流檢查有無輕微短路或接地現(xiàn)象
干擾檢查接地線，屏蔽線接地情況及端子情況
過載
OL負(fù)載太重減輕負(fù)載
參數(shù)設(shè)定不適在電機(jī)過載能力允許情況下，調(diào)整b01
負(fù)載慣量太大減少負(fù)載慣量，或增大變頻器容量，或考慮使用B型機(jī)種或增設(shè)制動(dòng)單元等
欠電壓
LU電源電壓太低檢測(cè)電壓是否正常、
變頻器額定電壓設(shè)定是否正確
電網(wǎng)容量太小，或電網(wǎng)內(nèi)有較大沖擊電流改造供電系統(tǒng)
現(xiàn)象 可能原因 措施
鍵盤不能控制 運(yùn)行控制方式設(shè)定錯(cuò)誤 功能參數(shù)F05應(yīng)設(shè)為3,主板端子臺(tái)控制
頻率設(shè)定錯(cuò)誤 功能參數(shù)F04應(yīng)設(shè)為V2,主板端子臺(tái)外接電位器設(shè)定頻率
電位器不能調(diào)速 電位器接線錯(cuò)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(cè)試電位器阻值是否線性、正確,否則更換之
電機(jī)不轉(zhuǎn) LED監(jiān)視器顯示故障信息 故障查詢并排除之,復(fù)位正常運(yùn)行.
U，V，W端子無輸出或輸出異常 用萬用表測(cè)交流接觸器觸點(diǎn)是否正常,否則更換之;用萬用表測(cè)變頻器IGBT的續(xù)流二極管管壓降是否有異常
電機(jī)負(fù)載太重 檢查負(fù)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(qū)動(dòng)保護(hù)；檢查電磁制動(dòng)器及電機(jī)是否堵轉(zhuǎn)電流過大
故障顯示OC-2 輸出過電流，電流超過電機(jī)額定電流的1.5~2.5（G/S：2；F：1.5；Z/H/T：2.5）倍時(shí)保護(hù);檢查電磁制動(dòng)器及電機(jī)是否異常
加速中過電流 重新設(shè)定或調(diào)整F09，F(xiàn)18，F(xiàn)19
減速中過電流 重新設(shè)定或調(diào)整F10，F(xiàn)20，F(xiàn)21
運(yùn)行中過電流 檢查負(fù)載的變化情況并消除
起動(dòng)或運(yùn)行中有時(shí)過電流 檢查有無輕微短路或接地現(xiàn)象
干擾 檢查接地線，屏蔽線接地情況及端子情況
過載
OL 負(fù)載太重 減輕負(fù)載
參數(shù)設(shè)定不適 在電機(jī)過載能力允許情況下，調(diào)整b01
負(fù)載慣量太大 減少負(fù)載慣量，或增大變頻器容量，或考慮使用B型機(jī)種或增設(shè)制動(dòng)單元等
欠電壓
LU 電源電壓太低 檢測(cè)電壓是否正常、
變頻器額定電壓設(shè)定是否正確
電網(wǎng)容量太小，或電網(wǎng)內(nèi)有較大沖擊電流 改造供電系統(tǒng)
| 現(xiàn)象 | 可能原因 | 措施 | |
| 鍵盤不能控制 | 運(yùn)行控制方式設(shè)定錯(cuò)誤 | 功能參數(shù)F05應(yīng)設(shè)為3,主板端子臺(tái)控制 | |
| 頻率設(shè)定錯(cuò)誤 | 功能參數(shù)F04應(yīng)設(shè)為V2,主板端子臺(tái)外接電位器設(shè)定頻率 | |
| 電位器不能調(diào)速 | 電位器接線錯(cuò)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(cè)試電位器阻值是否線性、正確,否則更換之 | |
| 電機(jī)不轉(zhuǎn) | LED監(jiān)視器顯示故障信息 | 故障查詢并排除之,復(fù)位正常運(yùn)行. | |
| U，V，W端子無輸出或輸出異常 | 用萬用表測(cè)交流接觸器觸點(diǎn)是否正常,否則更換之;用萬用表測(cè)變頻器IGBT的續(xù)流二極管管壓降是否有異常 | |
| 電機(jī)負(fù)載太重 | 檢查負(fù)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(qū)動(dòng)保護(hù)；檢查電磁制動(dòng)器及電機(jī)是否堵轉(zhuǎn)電流過大 | |
| 故障顯示OC-2 | 輸出過電流，電流超過電機(jī)額定電流的1.5~2.5（G/S：2；F：1.5；Z/H/T：2.5）倍時(shí)保護(hù);檢查電磁制動(dòng)器及電機(jī)是否異常 | |
| 加速中過電流 | 重新設(shè)定或調(diào)整F09，F18，F19 | |
| 減速中過電流 | 重新設(shè)定或調(diào)整F10，F20，F21 | |
| 運(yùn)行中過電流 | 檢查負(fù)載的變化情況并消除 | |
| 起動(dòng)或運(yùn)行中有時(shí)過電流 | 檢查有無輕微短路或接地現(xiàn)象 | |
| 干擾 | 檢查接地線，屏蔽線接地情況及端子情況 | |
| | 過載 OL | 負(fù)載太重 | 減輕負(fù)載 |
| | 參數(shù)設(shè)定不適 | 在電機(jī)過載能力允許情況下，調(diào)整b01 |
| | 負(fù)載慣量太大 | 減少負(fù)載慣量，或增大變頻器容量，或考慮使用B型機(jī)種或增設(shè)制動(dòng)單元等 |
| | 欠電壓 LU | 電源電壓太低 | 檢測(cè)電壓是否正常、 變頻器額定電壓設(shè)定是否正確 |
| | 電網(wǎng)容量太小，或電網(wǎng)內(nèi)有較大沖擊電流 | 改造供電系統(tǒng) |
| | | | | |
六、結(jié)束語:
深圳普傳公司生產(chǎn)的PI7100,PI7000系列變頻器已成功批量應(yīng)用到繞線機(jī)系統(tǒng),質(zhì)量可靠,性能穩(wěn)定,提高了生產(chǎn)效率,在市場(chǎng)上使用后,用戶反映良好,普遍受到用戶好評(píng).
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