Danfoss变频器在化工企业中的应用

彭宴星（唐山三友化纤有限公司，河北 唐山 063305）

Danfoss变频器在化工企业中的应用

彭宴星
（唐山三友化纤有限公司，河北 唐山 063305）

摘要：Danfoss变频器是可以大幅度提高工艺高效能的技术产物，鉴于这一特性，所以它能够应用在大部分的工作电机上，尤其是化工企业中。本文结合实际分析了Danfoss变频器的控制电路，控制模式及系统实施过程，供同行参考。

关键词：Danfoss变频器；变频调速；变频技术；化工应用

唐山三友化纤有限公司隶属于唐山三友集团，十余年来，公司利用先进的技术优势及设备制造能力，在业内首创了单线产能8万吨/年的世界最大生产线。其中Danfoss变频器在生产线上的成功应用就有力地充分说明了这一点，它的可靠性和可维护性及可使用性等诸多功能为在原液的粘胶泵和纺练的切断机等的控制方面起到了很好的作用。

另外，Danfoss变频器的调速性能、运行效率，操作方便，调速范围等优点也深受企业一线员工的好评。

以上这些，Danfoss变频器不仅仅为企业带来了单线经济产能最大、设备最先进、差别化率最高、产品质量最优、综合能耗最低等行业之最，也为企业创造了成为国内最大的纤维素纤维生产、研发基地之一的社会影响力地位。

图1

1　Danfoss变频器的控制电路

所谓的控制电路就是指给异步电动机供电的主电路提供一定信号的回路。本文用图1示意出它具体的工作原理。

从图1中我们可以看出，控制电路主要是有频率、电压运算电路，电流检测电路等组成。在虚线框内，无速度检测电路为开环控制。如果增加速度检测电路就要增加速度指令，我们可以对电机的速度进行不要控制，这时候需要注意的是要更精准的闭环控制。

图2

2　Danfoss变频器的控制模式

一般来说，Danfoss变频器的控制模式是指变频器在实际工作时候输出的频率和输出电压他们之间的关系。控制模式不同变频器的控制精度和速度也不一样。电动机在运行时电动机的参数是按照固定的频率电压设计的，如果当频率变化时我们就要考虑电磁参数要和设计的数值一致。一般地，变频器经常用到的控制模式是基本U/F控制，直接转矩控制和矢量控制。文章试拿基本U/F控制来加以说明它的工作特性。

所谓的基本U/F控制模式是根据电动机的电磁特性采取的一种模式，也即说在输出频率变化时候它的输出电压也成比例的不断变化，我们设U/F=C（C为常数）。那么它的U/F控制就会用于变频器的开环控制，如图2所示。

它的理论控制依据是在给三相异步电动机的定子绕组加上电源电压以后，绕组中就会产生感应电动势。

在实际运行中如果当我们不断控制调整电压和频率时，它的输出电压就会随着频率的上升不断呈上升态势；如果当电动机的运行频率高于一定值的时候，变频器的输出电压就会不再随频率的上升而变化了，此时，我们将该特定值称为它的基本运行频率，用fb表示。另外当基本运行频率对应的变频器输出的电压我们称之为最大输出电压，此时我们用vmax表示，其关系如图3所示。

由图3我们可以看到，当电动机的运行频率超过基本运行频率fb后，此时u/f不再是一个常数，而是出现了变化，随着频率的上升出现了减少的状态，电动机磁通也因此减少。

3　Danfoss变频器的系统实施

说到Danfoss变频器在化工企业中的应用，我们可以以水平线的传动应用为案例加以说明。

一般来说，水平线的传动同步系统是由带有同步卡的数台Danfoss变频器和Profibus-DP通讯卡构成的。在这里需要说明的是通讯卡的功能主要是和上位机进行用来通讯的，同时还可以把变频器的运行数据传送到上位机中。而主机变频器的功能是用来模拟主轴的编码器信号，控制生产线生产速度的。除了主机之外的其余变频器应作为从机，它的编码器是安装在从机的主传动轴上，用来保持编码器的转速与输送速度。

另外说明的是，在工作中每一台的变频器是通过采集主机速度信号和各自控制机器的编码器速度和相位它们自动调整变频器输出频率，这样以保持从机和主机的角度同步运行。

在Danfoss变频器的操纵方面，从机的操纵可以分为同步和点动运行。而主机是没有操纵的。

先来看从机操纵中的同步运行。在生产中我们把同步运行控制插头插进控制电路的插座内，按原设备上的启动或者是停止按钮即可控制电机运行或者是停车，启动以后电机就会加速到一定速度，并与主机的速度和相位一致。如果当误差小于一定数值时，变频器送出已经处于同步状态的信号返回原控制系统，这个时候就可以上料生产了。

在点动运行方面，我们可以把点动按钮合插进控制电路的插座内，就可控制机器点动运行，点动时变频器处于开环控制状态。需要注意的是，如果当控制电路的插座为空时，机器处于停止状态，此时无法启动机器。当联锁信号或急停按钮按下，机器也无法启动。

参考文献

[1]粘胶纤维生产线辅助设备的变频节电改造[J].人造纤维，2010， 40（03）.

[2]胡爱云.化纤企业变频器的合理选择与使用[J].广东化纤，2001（04）.

[3]王艳秋，郭栋，王俊生.高性能智能化变频器的研究[J].自动化与仪表，2001 （01）.

图3

中图分类号：TM921.51

文献标识码：A