变频器在石膏板生产线翻板机上的应用

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1  引言 

    在石膏板生产线中，1号横向的翻板机和2号横向的和合片机，在整个生产流水线中起着重要的作用，一但损坏将严重影响着生产。在国内翻板机大都采用传统的电磁离合器来控制，电磁离合器是靠摩擦来实现传动的，性能不稳定，故障率高，由于翻板机是频繁工作的平均每分钟要工作4次。在这样频繁启停的场合下使用电磁离合器磨损严重，经常损坏，不但增加了维修的费用和生产成本，更影响了正常的生产。同时带动电磁离合器转动的电机是常转的，浪费了许多电能。

2  电磁离合器的工作原理及缺点

    如图1所示,平时不工作时，电动机带动动盘在不停的旋转。静盘带电紧紧的吸合衔铁盘，使其在制动状态。当动盘线圈得电时，静盘同时失电，衔铁被动盘线圈紧紧吸住，衔铁带动负载一同旋转，当旋转结束时，静盘得电，同时动盘失电。衔铁盘被紧紧的吸在静盘上，克服了负载的惯性。
电磁离合器的机械结构复杂，传动效率低，维修和配件采购较困难，系统传动如图2所示。由于是靠机械的摩擦力来实现制动，频繁工作磨损严重，维修量大，平均每两个月就要更换一套动盘、静盘和衔铁盘。制动效果差，控制精度低，经常出现偏移的现象。直接高速频繁启动停止对减速机冲击很大，容易损坏机械设备，拖动电机长转，能耗较高。

3  变频改造
3.1 选型思路
    伺服电机的制动效果好，控制精度高，工作可靠，但是价格昂贵。考虑的现场的条件对控制精度并不是很严格，选用变频器和普通的变频电机能完全可以满足要求，而且安装维护简单，价格便宜。富士变频器，有中文操作界面，参数设定简单，控制方便，制动功能齐全。

3.2 改造后的结构
    如图3所示,经过改造将电机与减速机直接相连，去除了电磁离合器，改为富士的变频器(FUJI FRN—G11S-4CX)加制动单元(BUш)来控制，改造后结构简单，控制精度高，维护方便，故障率低，电机不再是常转电机节约了大量的电能。调整了加速和减速的时间从而大大减小了对减速机和对机械的冲击，延长了减速机和机械的寿命。

3.3 电气原理
    如图4所示,当变频器停止输出时，频率下降到(F20 制动频率)时，变频器通过制动单元给电动机送直流电流(电流的大小由(F21 制动值)来设定，使定子产生一个恒定的磁场，将转子紧紧的吸引，来克服负载的惯性，一直到(F22 制动时间)设定的时间。FUJI G11S系列的变频器，7.5kW以下的变频器带有制动单元,需要制动时只需要设定一下参数,对于7.5kW以上的机型如果需要制动请选择外接制动单元(BU3),和制动电阻,配合使用。制动单元辅助接点1和2 是有极性区别的，1接(THR)，2接(CM)。

3.4参数设定
    只需要改变三个参数，普通的变频器就能实现很好的效果。
    (1) F20 制动频率:开始制动的频率，指当变频器停止，频率下降到F20的值时开始制动。
    (2) F21制动值:设定直流制动时给电机送的电流大小额定电流的0%—100%
   (3) F22制动时间:给电机送直流电的时间。

4  注意事项

   制动值(F20)应该根据实际制动效果来设定，如果负载的惯性大并且设定值太大容易引起过电流，设定值应该在80%以下。制动时间太短不能完全克服负载的惯性，应该设定在2S以上，设定的时间要小于停止到下一次启动的时间，否则下一次启动将会延时或不启动。变频器制动只能用来克服负载的惯性，没有机械制动部分，绝对不能应用于需要制动保持的场合。

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5  结束语

    对于大多数变频器来说都有此项功能，参数设定和接线方式大同小异，唯一的区别就是变频器本身是否带有制动单元。如果是带有制动单元的，将省去外加制动单元的费用。和简化接线。由于变频器的高可靠性，自从改造一年以来，至今没发生过一次故障，设定了加减速时间，大大减小了对减速机和机械的冲击和磨损，延长了机械的寿命，根据生产速度来调节翻板的速度，平时只有30Hz，节约了电能。