变频器可编程控制的典型应用
——蓄电池叉车变速箱磨合试验台

宝鸡合力叉车厂 赵西强 苗淑兰（721001）

[摘要]：对于以时间为控制对象的变速运动，可以应用变频器可编程控制进行可靠的变速控制
[关键词]：变频器调速可编程控制两键操作
　　随着大功率晶闸管制造技术和SPWM调制技术的成熟使变频器制造成为一个系列，仅是低压变频器，其功率范围从0.4KW至660KW。变频器调速控制应用范围广泛，涉及现代许多行业，诸如：冶金、造纸、印刷、纺织、食品、饮料、包装、机床、电梯等。专用变频器的应用不仅解决了调速控制问题，更重要的是还具有节能降耗优点。其通用变频器在控制方案的多样性及调速多级与无级性在工业控制中得到了更为广泛的应用。
　　由于种种原因，我公司的蓄电池叉车配套变速箱在装配后性能不很稳定、噪音超标，需上车磨合很长一段时间才能达到国家标准。这不仅影响了对销售定单的响应速度和交车周期，而且还加大了试车工的工作量与劳动强度，由此我们有了应用变频器调速控制来制作“蓄电池叉车变速箱磨合试验台”设想。
　　我们应用春日株式会社KVFC422E变频器的可编程多段速控制，在蓄电池叉车变速箱磨合试验台上试验，得到了非常显著的效果。现在我公司的蓄电池叉车变速箱都可以在变速箱磨合试验台进行磨合试验。只要修改其中的控制参数，就可以得到各个吨位变速箱磨合方案，并可以随时更新优化磨合方案，做到一机多用。
　　蓄电池叉车变速箱磨合运行时间与速度曲线如图1所示：

图1

　　变速箱磨合过程采用正反两段速运行，此变频器最多可以设置8个可编程频率段，各段频率相互独立，运行时间OFF/0.1～6500S、加、减速时间0.1～6500S、频率0.00～50.00Hz可以任意可调，各段变速只考虑其加速时间与减速时间合理性。在此对其程序控制的原理加以表述：由功能代码指定的控制方式，经多个组合就成为一个程序步，每个程序步中包括：运转方向、设定频率、运转时间、加减速时间。启动运行时接收到运转指令，以由功能代码指定的旋转方向、加减速时间开始运行，运转计时器按顺序开始计数，并在指定的时间内转移到下一个定时器。如果不使用的程序步可设定其运行时间为0.0S。那么程序将越过该程序步直接进入到下一个定时器，直接转入下一步控制区。各步和编程运行的三种循环模式配合实现了设备的启、停运行控制。在在运行过程中，要对各段频率变化速度进行限制，加减速时间变化不宜过快，一是保护设备不受冲击，再者可以保护变频器出现故障及时报警。
　　由于是由模拟行走电机控制速度，对转速的精度要求不是非常严格，故速度控制采用开环控制。
　　对可编程多段速运行与端子多段速控制方案的外围控制器件的优越性进行对比，控制按正反二个段速进行考虑，结论如表1。如果级数更多，则后两种方案选用的器件将更多，部分变频器的厂商不提供可编程多段速运行功能时需另增加模块。
表 1

控制方式	使用的中间继电器数量	使用的时间继电器数量	投资 金额	易维 护性	占用 体积
V/F可编程多段速运行	3个	0个	最少	容易	最小
V/F和PLC端子多段速运行	4个	0个	较多	较易	较小
V/F和继电器端子多段速运行	4个	3个	最多	较难	较大

　　从上面的表格中可以看出使用变频器的可编程多段速运行的优点。
　　操作控制的方案的优越性：作为可编程运行有三种备选模式：
　　0：单次循环运行后停机（可编程1）；
　　1：往复循环运行（可编程2）；
　　2：单次循环运行后维持最后频率运行（可编程3）。
　　蓄电池叉车变速箱磨合试验台设备的设定值为0，可以做到每台变速箱一个循环的磨合后自动停止，等待下一个的工作流程。因程序运行根据设定参数运行，其运行时间统一性较高，不受人为因素干涉，如果有误操作强制停止，整个系统将停止运行，再重新启动时整个流程将会从“中断点”继续运行。
　　整台设备操作简单方便，只有启动和强制停止这两键操作，操作人员很容易掌握，不需专人来值守。如果发生故障会有蜂鸣器鸣音和显示屏上报警代码提示。变频器出现故障后，必须对装置进行检修，不可盲目的进行再启动操作，务必在搞清楚故障原因并排除故障后再运行。如报警是瞬时的，可以按报警复位按钮，解除故障。一般常见的故障及对策见表2。
表2

故障码	故障	原因及对策
O.C.-1	运行中过流	1．估计由于短路或负载突变，降低负载的波动。
O.C.-2	加速中过流	1．延长加速时间的设定；2．增/减转矩补偿电压。
O.E.-1	运行中过压	估计是电源电压过高，使电源在规定限额内。
O.E.-2	加速中过压	估计是由于负载转速的波动，减少该波动。
P.O.	瞬时停电	运行期间出现电源电压减低或瞬时电源故障，检查电源状态和输入侧的接线。
	电压不足

　　程序运行方案的推广：程序运行是以时间为控制中心顺序控制，因此只要是以时间为控制对象变变速运动都可以应用变频器的程序进行准确控制。
　　变频器控制也有其使用局限性：运行频率只有8段，如果运行速度级数多于8段，就不如使用端子多段速或外部给定频率有优势。
参考资料:

春日株式会社《变频器用户操作手册》