安川变频器的应用 第1讲 安川变频器在刮泥机中的应用

安川变频器的应用 第1讲 安川变频器在刮泥机中的应用

浙江工商职业技术学院 李方园

安川A1000是功能高度融合的电流矢量控制通用变频器，它的应用领域为升降机械、流体机械、金属加工机械、搬运机械等。本文主要阐述了安川变频器在刮泥机中的应用。

变频器；刮泥机；矢量控制

1 工程概述

刮泥机是一种排泥设备，由桁车、刮泥耙、撇渣板、驱动装置和自控柜等组成。刮泥机一般用于污水处理厂的幅流式沉淀池，包括初次或二次沉淀池，其主要功能是将沉降在池底的污泥刮至集泥坑，再由排泥管排出，以便污泥回流或浓缩脱水。

图1所示为中心传动刮泥机，它设有横跨池子的固定平台，工作时其整机载荷都作用在工作桥的中心位置。污水经池中心稳流筒均流到四周，随着过流面积的增大而流速降低，污水中的沉淀物沉淀于池底，刮泥机将沉淀的污泥刮到中心集泥坑中，利用水压将其从污泥管中排出。

图1 中心传动刮泥机

刮泥机传动是恒转矩负载的典型例子。恒转矩负载的基本特点为，在负荷一定的情况下，负载阻转矩取决于皮带与滚筒间的磨擦阻力和滚筒的半径。这类负载转矩和转速的快慢无关，所以在调节转速过程中，负载的阻转矩保持不变。

恒转矩负载在选择变频调速系统时，除了按常规要求外，应对变频器的控制方式进行如下选择：

（1）负荷的调速范围。在调速范围不大的情况下，选择较为简易的V/F控制方式的变频器；当调速范围很大时，应考虑采用有反馈的矢量控制方式。

（2）负荷的变化情况。恒转矩负载只是在负荷一定的情况下负载阻转矩是不变的，但对于负荷变化时其转距仍然随负荷变化。当转矩变动范围不大时，可选择较为简易的V/F控制方式的变频器；但对于转矩变动范围较大的负载，应考虑采用无反馈的矢量控制方式。

（3）机械特性。如果负载对机械特性的要求不高，可考虑选择较为简易的V/F控制方式的变频器；而在要求较高的场合，则必须采用有反馈的矢量控制方式。

2 工程控制分析

图2和图3所示为刮泥机变频应用的主电路与控制电路，其中变频器采用安川A1000变频器。安川是业内知名的变频器供应商，推出了首个商用化三电平变频器G7系列，1000系列变频器则是G7/F7等系列之后的新款。

刮泥机的变频设计原理如下：

（1）刮泥机M1既可以工作在变频情况下，也可以工作在工频状态下，因此需要设计3km和2km的机械互锁接触器。

（2）油泵电机必须与刮泥机同时启动，因此油泵电机M2的接触器作为变频器的启动信号。

（3）电流继电器HA的定值大于FA的定值，FA的定值取决于泥沉降高度对电机力矩的计算值；时间继电器为消除电流继电器接点抖动而设。

（4）正常情况下刮泥机变频器运行在40Hz，此时为多段速运行速度2，即S2闭合；当FA报警时，需要启动变频器自动加速，以提高刮泥效率，将S3延时闭合，即为多段速运行速度4（50Hz）。

（5）MA、MC为变频器设定过载的报警继电器输出接点。

图2 刮泥机变频应用主电路

图3 刮泥机变频应用控制电路

3 变频器参数设置与工程调试

刮泥机用安川A1000变频器的参数如表1进行设置。由于刮泥机的负载较重，采用了无PG 矢量控制（即A1-02=2）。

表1 刮泥机A1000变频器的参数设置

在安川A1000变频器矢量控制调试流程中，最核心的是自学习过程，可以参照以下步骤进行：

（1）自学习前设置

执行自学习前，需要设定表2中所示的项目。关于设定所需的信息，请参照电机铭牌或电机测试报告。

表2 感应电机用自学习的输入数据

（2）自学习种类的区别（如表3所示）（3）开始自学习

Application of Yaskawa Inverter in the Scraper Machine

Yaskawa A1000 is a kind of general-purpose inverter with the highly integrated features and current vector control mode. Its applications include the lifting machinery, fluid machinery, metalworking machinery, transportation machinery, etc. This article focuses the application of Yaskawa inverter in the scraper machine.

AC inverter; Scraper machine; Vector control