三菱变频器在经编机上的成功应用

摘要：介绍采用三菱变频器对老式MRGJSF36/1/18型经编机的电机调速方式进行改造的过程。详述其改造方法、调试运行及变频器主要参数设置。结果表明：改造后的经编机具有提高产品产量、质量，减少维修费用和投资少、见效快的特点。  

　　关键词：变频调速技术；经编机：电机调速方式；变频器；参数设置 


　　随着计算机技术和电力电子技术的发展，交流变频调速技术正逐步取代交流串级调速、直流调速等电气传动方式。采用交流电机变频调速技术可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量，具有优良的控制性能和显著的节能效果。交流异步电动机结构简单，坚固耐用，便于维修保养,,适用于各种工作环境。经编行业运用变频调速技术对老式经编机的电机调速方式进行改造可以提高产品竟争力，增加企业经济效益。 

　　1 电机和变频器选择 

　　德国MRGJSF36/1/18型电脑经编机是上世纪八十年代初的产品。该机采用直流电机来调节车速，起、停不平稳；直流电机维修保养工作量大；直流调速装置老化淘汰 ，故障多，可以改为三相交流电机变频调速。将原GF132LM型直流电机（6.1KW,16A,1500r/min）改为Y132M-4型交流异步电机（7.5KW,15.4A,1440r/min）,安装外形尺寸一样,电气性能数据比较接近。根据经编机电气控制原理及电机调速原理，经综合比较，选择三菱通用变频器FR-F740-11K（11KW，400V，23A）代替原直流调速装置。 

　　2 改造方法 

　　a. 拆掉直流电机和制动器（变频器具有制动功能），其电枢、励磁、脉冲发生器及调节器等控制部分电源均拆掉。 
　　b. 装上交流电机和变频器，另加20A自动断路器控制变频器三相电源，变频器输出端U、V、W直接引到主电机M205上。 
　　c. 利用快车接触器K314的一对常开触头作为变频器的起动信号。 
　　d. 变频器报警输出端B、C接至机器准备继电器K310线圈回路，一旦故障报警，变频器立即跳闸并自锁保护。 
　　e. 利用K314的一对常闭触头和一只按钮与复位端RES、公共端SD串联，可在变频器故障跳脱时用按钮使变频器复位，而机器正常运转时不会使变频器复位。 
　　f. 利用原直流调速电位器R209作为变频器频率设定信号（模拟量），调节交流电机速度。 
　　g. 用变频器代替直流调速装置，原快动、慢动和停止按钮保持不变，以方便挡车工操作。 
改造后的MRGJSF型经编机主电机驱动电路图如附图所示。 

　　3 调试运行 

　　变频器调试的基本步骤是空载通电检验,带电机空载运行,带载试运行及机器统调。从操作面板上输入有关参数，满足生产工艺要求。 


　　3.1 空载通电检验  

　　a. 按照改造后的经编机主电机驱动电路图进行接线，接通三相电源。 
　　b. 检查变频器显示窗的出厂显示是否正常。 
　　c. 熟悉变频器的操作和故障代码。 


　　3.2 带电机空载运行 

　　a. 设定变频器的基准频率（电机额定频率）和基频电压（电机额定电压）。 
　　b. 设定电子过电流保护。一般为电机额定电流。 
　　c. 设定上下限频率。防止输出频率过高损坏设备，还可作限速使用。 
　　d. 设置转矩特性。根据变频器使用说明书V/F类型图和负载特点，选择恒转矩负载。提高低频时电机的起动转矩（转矩提升），使电机输出转矩满足机械负载起动的要求。  
　　e. 变频器分别在面板运行模式和外部运行模式下起动、停止电机，观察电机运行是否正常，方向是否正确。 


　　3.3 带载试运行 

　　a. 设定加减速时间。通常按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电机观察有无过流报警，然后逐渐缩短加减速时间，以运转中不发生报警为原则。 
　　b. 若起、停电机过程中变频器出现过流报警，应重新调整加减速时间或转矩提升量。 
　　c. 若起动电机时仍出现过流报警，试试简易磁通矢量控制，提供大的起动转矩和充足的低速转矩。 


　　3.4 机器统调 

　　变频器设定为外部运行模式，起动、停止经编机，速度由电位器R209调节，观察电机及机械负载运行是否平稳、加减速是否平滑，产品工艺质量是否满足要求。 
经反复调试，变频器主要参数设置如下：  
Pr0---转矩提升 3% 
Pr1---上限频率 50 Hz 
Pr2---下限频率 0 Hz 
Pr3---基准频率 50 Hz 
Pr7---加速时间 7 s 
Pr8---减速时间 5 s 
Pr9---过电流保护 15.4 A 
Pr11---直流制动时间 0.2 s 
Pr19---基波频率电压 380 V 
Pr79---运行模式选择 2 
Pr80---电机功率 7.5 KW 


　　4 应用效果 

　　4.1 提高产品产量 

　　变频器调速机速一旦设定后，经编机运行平稳，加减速平滑，机械磨损减少，机速提高，产量提高，设备利用率提高。 


　　4.2 提高产品质量 

　　MRGJSF型经编机原来的起制动方式会使布面出现横向条纹（横档）。采用变频调速后，变频器内部具有的矢量-转矩控制技术保证了电机良好的起动性能，实现了电机的软起动。开停机时电机转速增加和减少的速率可根据工艺要求预先设定，因此达到了平滑无极变速，消除了停机横档，减少了纱线断头。自从设备改造运行后，次品减少，产品质量明显提高。此外，变频器具有的动态响应快、过载能力强、机械特性硬等性能有利于工艺质量的稳定和提高。 


　　4.3 减少维修费用 

　　采用变频调速技术，减少起动电流和运行电流，实时控制功率的输出，节省电能。原直流调速装置老化淘态，电路复杂不通用，故障频繁。改为通用的变频调速后，电路简化，故障少，维修方便。变频器具有较强的保护功能和诊断功能，根据故障显示代码能够确定故障原因，缩小故障范围，减少故障查找时间。改为交流异步电机后，电机维修保养工作量大大减少，导纱针、织针、针芯等配件消耗量也相应减少，因而提高了设备总体运转率，减少了设备维修费用，延长了设备使用受命。 


　　4.4 投资少，见效快 

　　经编机改造为交流电机变频调速后，投入产出比高，一般半年内即可收回成本。 



　　5 结束语 

　　采用变频调速技术改造老式经编机，可靠性高，维修费用低，节能降耗，操作方式没有改变，深受维修人员和操作人员欢迎，给国内经编行业带来巨大的经济效益。