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1  引言

    隨著輪胎市場的發展，用戶對輪胎中的骨架材料簾子布的要求逐漸提高。根據市場需要，筆者對原有的紡絲系統進行了改造，以滿足生產增速、高強力工業絲等的試驗要求。在該系統的改造中，筆者首次采用通用型變頻器作為牽伸電機的電源裝置，代替原有的專用型變頻器，使用效果良好。

2  系統分析

    原紡絲變頻器系統采用日本明電舍紡絲專用型VT630變頻器，它由電源分支盤、順變換盤（整流盤）、1G變頻器盤、2G變頻器盤、3G變頻器盤組成，1G、2G、3G變頻器通過MCC（控制中心）控制柜分別為2個區段12錠1G、PR、2G、3G電機供電；制動回路采用單獨制動電源；所用電機為永磁同步電機，由現場按鈕控制MCC控制柜內接觸器來實現每錠1G、PR、2G、3G牽伸電機的硬啟動。

    改造后VT230S變頻系統（如圖1所示）是由紡絲現場1G、PR、2G、3G按鈕分別控制單臺變頻器的啟動和停止，電機采用軟啟動運行方式。

    由于紡絲牽伸電機轉速不同（3G/2G/1G=1.68/1/0.30），牽伸電機運行中轉速相差較大，在牽伸作用下1G、2G電機容易處于發電狀態，特別是當1G或2G電機突然停止時會引起變頻器直流過電壓而跳閘，甚至導致變頻器整流元件燒壞，因此將三臺VT230S變頻器內部直流母排并聯以實現回饋能量的吸收，三臺變頻器主回路共用一個電源開關，禁止單獨停送電。

    為防止控制中心按鈕信號受電磁干擾引起變頻器誤動作，變頻器采用二線控制模式，控制回路增加了中間繼電器KA1、KA2、KA3分別控制1G、2G、3G變頻器的啟、停。

    為滿足現場快速制動需要，特增加大功率外置DBR（直流制動單元），以防止快速停車制動時直流母排回饋電壓過高。

    根據1G、2G、3G變頻器軟啟動輸出電流測定結果，3G變頻器選用THYFREC-VT230S-015H型，最大輸出電流為31A；1G、2G變頻器功率選用雖然可以小一些，但考慮三臺變頻器直流母排并聯，整流器件應匹配，所有三臺變頻器均選用同一型號。

    當變頻器故障時，變頻器端子FA、FB、FC輸出開、閉信號，用于停車和故障指示。

圖1  VT230S變頻器系統

3  調試中的故障現象及對策

    2G、3G電機試運行過程中，電機轉速有失步現象發生，逐漸調節參數A02（轉矩提升）從3.7至4.5后現象消失。但此參數的提高會引起電機啟動電流快速上升而導致變頻器過流跳閘。

    調試中發現3G變頻器頻繁發生“過負荷”跳閘現象，根據觀察對啟動電流的最大值B00－6（電機額定電流設定）進行調整，并將B18－0（過流限制）從150調至250后正常。此參數應與變頻器額定輸出電流相匹配，否則易引起變頻器過流跳閘。

    3G電機減速停車時間設定低于5秒時，電機不能按時停車，經查系直流母排回饋電壓過高造成變頻器停車減速時間自我限制，結合現場操作要求，將減速停車時間（A01－1參數）調整為8秒可以正常停車。

    在現場啟動變頻器時，多次引起上級主電源漏電開關動作，經查為控制盤內電源零、地混用，而220V控制電源直接取自地線未通過漏電開關，后選用380/220V變壓器作為該系統控制電源。因變頻器工作中存在大量高次諧波且線路較長，所有主回路中有一定電容電流存在，該系統原設計選用主電源漏電開關動作電流為30mA（民用型），易引起誤動作，改用200mA（工業用）后主電源漏電開關誤動作現象消失。

4  系統性能評價

    本系統為非成套專利設備且省去了專用整流環節，成本低；系統具有各種保護功能，提高了系統運行的可靠性，減少了故障率，降低了維修費用。

    本系統由一臺變頻器軟啟動帶動一對電機運行的方式，使控制更加方便，簡化了系統流程，提高了系統穩定性，為試驗工藝參數的調整提供了便利的條件。電機可以在設置好的V/F曲線上平滑的啟動、調速、制動，減少了啟動時的電流沖擊，減少了對電網系統及電機的影響。

    變頻器操作面板VT230-OP1實現了人機對話，運行狀態和參數一目了然，除了一般的頻率、電流、電壓外，還能監視電機轉矩、輸出功率、累計運行時間等20多種數據，能夠自動診斷異常部位的故障情況，記錄最近發生的幾次故障及故障時的運行參數，為分析系統故障原因提供參考。

    該變頻器用IGBT作為開關器件，具有波形好，效率高，噪音低，體積小，壽命長的優點。在控制方式上采用先進的磁通矢量控制和V/F控制。特別是在恒轉矩負載情況下，過載能力達到額定電流的150％（1分鐘），非常適合永磁同步電機啟動。另外該變頻器還具有轉差補償、計算機接口、PLC編程等多種優點。

5  結語

    該系統投入使用半年來運行良好，應用的成功改變了原紡絲電氣系統只能采用專用變頻器的歷史，證明了通用變頻器經過改造后可替代原有的專用變頻器，為以后紡絲變頻系統改造提供了新思路。

參考文獻：
[1]  明電變頻調速器THYFREC-VT230S使用說明書[Z]. 明電舍株式會社. 2000, 9.