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新闻中心 变频器在罗茨风机上的节能应用
发布时间：2008-04-11 浏览次数：30 返回列表
1目 录
**部分 变频器的基本理论（1-7页）
1、什么叫变频调速技术
2、V/F控制通用变频器
3、矢量控制变频器(V/C)
4、变频器的优点
5、变频调速带来的惊喜
6、变频器的选型
第二部分 MMC产品简介（8-12页）
1、G7/P7
2、G9/P9
3、V9
4、Z9
5、 密封柜
6、 V11
7、 A11
8、 E11
9、 G11
10、 G7、G9、V9技术特性
11、 A11、G11、E11、V11的技术特性
第三部分 变频器在各行业的项目指导（13-21页）
第三部分 MMC产品行业应用案例（22-93页）
1、 运动行业
2、 塑料行业
3、 拉丝行业
4、 纺织行业
5、 化纤行业
6、 机床行业
7、 提升行业
8、 印刷包装行业
9、 石化行业
10、 风机泵类
11、 空压机
12、 其他行业
13、 水泥；陶瓷；冶金行业
**部分 变频器的基本理论
一、 什么叫变频调速技术，
它是一种以改变电机频率和改变电压来达到电机调速目的的技术。
大家都知道，目前，无论哪种机械调速，都是通过电机来实现的。从大范围来分，电机有直流电机和交流电机。过去的调速，多数用直流电机，由于直流机调速容易实现。但直流机固有的缺点：滑环和碳刷要经常拆换，给人们带来太大的麻烦。因此有人就想，如果把可靠简单的笼式交流电机用来调速那该多好！因而就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速、液力偶和调速等交流调速方式。当然也出现了滑差电机、绕线式电机、同步机、这些都是交流电机。
到 20 世纪 80 年代，由于电力电子技术，微电子技术和信息技术的发展，才出现了对交流机来说*好的变频调速技术，它一出现就以其优异的性能逐步取代其它交流电机调速方式，乃至直流电机调速，而成为电气传动的中枢。因而说变频调速是时代的产物，只有在技术高度发展的今天，才能实现。为什么说它是基于电力电子、微电子、信息技术发展的产物？一是它的逆变部分都基于电流很大、电压很高的 SCR 、 GTR 、 IGBT 、 GTO 、 MCT 等电力电子器件来完成的。那么，什么叫逆变呢？逆变就是将直流电源改变成交流电源的过程（ DC — AC ），而交流变直流就叫整流（ AC — DC ）。二是它的控制部分和负载状态的检测是由 CPU来完成，这是微电子器件发展的结果。三是内置 4 — 20mA 接口和 RS485 接口可以和仪表、 DCS 相接，通过总线 Profibus 、 Interbus 通讯。
二、 V/F控制通用变频器
控制交流电机的定子电压和频率, 即维持V/F不变就能产生恒定磁通转矩其缺点是
1) 不能恰当的调整电机的转矩补偿和适应负载转矩的变化，通常表现为低频力矩不足150•%/3HZ
2) 无法准确控制电动机转速，控制精度±2%，调速比1：40
3) 转速较低时无法克服较大的静摩擦力
4) EMC电磁兼容性较差
三、 矢量控制变频器(V/C)：
分为有速度传感矢量控制和无速度传感矢量控制
用模仿直流电机的控制方法控制交流异步电机即采用了转子磁场定向的控制方式，即对异步电机进行坐标变换，等效成直流电机的控制方式。在三相坐标系下的定子交流电流通过三相/两相变换，可以等效成两相静止坐标系下的交流电流,再通过按转子磁场定向的旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流相当于直流电机的励磁电流，相当于直流电机中同转矩成正比的电枢电流。由于无论电机处在什么状态，运行或静止，维持其励磁电流恒定，而转矩的大小只要独立调节电枢电流，故可以使异步电机始终处于高动态的状态.通过变频器对电机的自动侦测,精确测量了定子的电阻和电感，从而使励磁电流恒定，即恒定磁通。再由于电机转差频率,即当磁控制部分可迅速计算出实际转差频率，从而给出定子精确的旋转频率，使电机转速保持不变，提高了电机面对负载变化的运行稳定性。如下图所示:
其特点是获得改进的低速可运行特性，变负载下的速度调节能力也得到改善，同时可以获得较高的启动转矩，这在高磨擦与惯性负载的启动中有明显的优势。矢量控制模式的吸引人之处在于利用*小的附加费用，就可以获得大大增强的性能，包括：低速特性、转矩响应及定位能力等。其性能接近伺服驱动，可以拓展需要更精确负载定位控制的场合。转矩为150%±0.02%（带PG）
四、变频器的优点：
1、调速非常方便，而且能获得直流调速相媲美的性能；2、节能 3、 很方便的实现自动控制 4、 软起软停 5、过压欠压保护 6、输入输出缺相保护 7、 过流保护 8、环保性 9、强大的监视功能保户 10、提高产品质量
五、变频调速带来的惊喜
节能篇
风机泵类
1、四分之三的风量节省多少电力？
某厂风鼓风机，电动机容量为45kW。原装置是通过调节出风口的风门来调节风量的，在正常情形下，进线电流为78A。
配用变频调速器后，出风口风门保持在*大位置，依靠调节电动机转速来调节风量，结果，在所需风量与上述正常情形相同时，进线电流只有20A。工作频率是40Hz。
两者对比，后者的取用电流只有前者的四分之一多一点，节能达70％以上。
2、节能可观的原因是什么？
上述装置节能可观的原因主要有三个：
1） 由鼓风机的特性所设定
由于运行频率是40Hz，其工作转速约为额定转速的80％(0.8)。由99问中的(8-8)式(见1995年第5期)知：这时鼓风机消耗的功率为：
PL＝PLN•0.83=0.512PLN
即：由于转速的下降而节能48.8%。
2) 由于改善功率因数所引起
应用了变频器后，其进线侧的功率因数在0.95以上，一般为1.0。而电动机的额定功率因数约为0.85~0.88。功率因数的提高对鼓风机消耗功率并无影响，但对于工厂变电所来说，却是十分有利的。以本例来说，cos =1.0时，IL＝20A，如功率因数并不改善，仍为cos =0.85的话，则取用电流为：I'L＝20/0.85=23.5A。可见，功率因数的提高，使鼓风机向电网少取用了3.5A的电流。
以上两个方面对于除罗茨鼓风机以外的所有鼓风机都是相同的。此外，本例也有它自己的特殊性。
3) 与原来的调节方式有关
本装置由于原来是调节出风口的风门的，当出风口风门被“遮”住一部分时，非但没有减轻电动机的负担，并且还加重了电动机的负担。就是说，这78A实际上超过了在额定转速时的电流。因而，在采用了变频调速器后，节能效果更加显著。如调节进风口风门的话，则电动机的工作电流应比额定状态(全速状态)下的电流略小，节能效果应和计算的结果大体相同。
3、“水锤效应”谁来管？
电动水泵合电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象。
压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。
水锤效应具有很强的破坏作用，可导致管子的破裂或疮陷、损坏阀门和紧固件。
当切断电源而停机时，泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命名系统急剧地停止，这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。
为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。
采用变频调速后，可以十分方便地加长起、制动时间、延缓起动和制动过程，做到完全、彻底地消除水锤效应。从而，那些用于对付水锤效应的种种措施和设备，就被列入到应该精减的队伍里去了。
塑胶行业
传统的注塑机是采用定量泵供油的，注塑过程的各个动作对速度、压力的要求也不一样，它是通过注塑机的比例阀采用溢流调节的方式将多余的油旁路流回油箱，在整个过程中，马达的转速是不变的，故供油量也是固定的，而由于执行动作是间隙性的，也并不可能是满负载的，因此定量供油就有很大的浪费空间，我们采用注塑机的变频运行技术（参考电气原理图），变频器实时的检测来自圆盘机电脑板给出的压力及流量信号，圆盘机压力或流量信号是0～1A，经内部处理后，输出不同的频率，调节马达转速，即：输出功率与压力和流量同步自动跟踪控制，相当于定量泵变成了节能型的变量泵，原液压系统与整机运行所需功率匹配，消除了原系统的高压溢流能量的损失。可以大大减轻合模、开模的震动，稳定生产工艺、提高产品质量，减少机械故障，延长机器使用寿命，又能够节约大量的电能
空压机改造
由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
空压机变频改造后的效益 1、节约能源 2、运行成本降低 3、提高压力控制精度 4、延长压缩机的使用寿命 5、低了空压机的噪音
石化行业
目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有一个电动运行状态和一个发电机运行状态。当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小，此时变频器处于能耗制动状态，其输入电流很小
燃油锅炉和水泥厂
节能和环保与有关系吗？
某厂的加热炉，以重油为燃料。由于工人控制不可能使供油很好地跟踪燃烧情况的变化，大烟囱里冒出滚滚黑烟，附近的居民怨声载道。后来采用变频调速器调节油泵的转速来控制供油量，并通过油压反馈实现恒压供油。结果，使重油始终处于充分燃烧的状态，非但节省了耗油量、节约了油泵的耗电量，还出现了一个事先未曾预料的奇迹：烟囱里冒出的不再是滚滚黑烟，而是缕缕白烟了，很好地满足了环保的要求。
提高质量篇
机床行业
1、降低表面粗糙的原因何在？
某厂的无心磨床用上了变频调速器，结果加工的工件表面粗糙度有了明显的降低。原因何在呢？
原来，采用了变频调速器以后，操作工人可以一边手握调节转速的旋钮，一边观察磨削时的火花，一直调到*满意时为止。这是原来的齿轮调速无法做到的。
纺织行业
2、为什么卷绕得这么平整？
某化纤厂卷化纤丝的设备，采用了具有往复运动设定功能的变频调速器，结果，卷绕出来的化纤丝卷，光滑、平整。
原来，在卷绕时，为了卷绕得平整，卷筒的转速需在基本转速的基础上有规律地“摆动”(指转速的高低有变化)，使用变频器的摆频功能，就可以达到卷绕得十分平整的目的了。
印刷行业
闭环矢量变频调速器的速度精度可以达到万分之二，在速度控制系统中可替代伺服控制系统； 多种频率源结构，可用模拟量及PID叠加功能，实现前、后级变频器高精度同步控制，省下了原有的同步控制卡 ；用张力控制变频器可替代磁粉离合器完成恒张力收放卷控制。而且克服了磁粉发热及故障率高，速度难以提高的劣势。
简化设备篇
提升行业
1、起动设备要“另谋出路”吗？
采用了变频调速后，异步电动机的起动过程十分平稳，起动电流可以限制在允许范围内。因此，原来的为了减小起动电流而配备的起动设备(如自耦变压器起动设备、星三角起动设备等)都可以精简，对起动过程的控制也大为简化了。
3、龙门刨床的驱动和控制设备能精简到什么程度？
(1) 主驱动部分
老式的龙门刨床主驱动部分的构成是：
① 用于驱动刨台的主驱动直流电动机DM。
② 一台容量不小于DM，为DM提供电源的直流发电机DG。
③ 一台容量不小于DG，用于驱动DG的交流电动机AM。
④ 还需要一台为DM和DG的励磁绕组以及直流控制回路提供直流电源的直流励磁发电机。
采用了变频调速之后，只需要一台交流电动机就可以了。
(2) 控制电路部分？
老式的龙门刨床为了使直流电动机得到较硬的力学特性，当负载增加时，除了要补偿电动机本身的速度降落外，还必须补偿电机输出电压的降落，以及交流电动机的速度降落。此外，速度的调节与补偿，都是通过调整发电机的励磁电流来实现的，而发电机的励磁回路是一个时间常数较大的大电感电路。所以，控制电路相当复杂，还使用了价格昂贵、维护困难的交磁电机放大机。
采用了变频调速后，可直接由行程开关的状态来控制变频器的输出频率，非但大大简化了控制设备，还可改善动态性能。
六、变频器的选型
1、如何决定变频器的容量和配件？
(1) 关于变频器的容量
主要有以下三种情况：
① 鼓风机和泵类负载：只需使变频器的“配用电动机容量”和实际电动机容量相符即可。
② 恒转矩负载且电动机基本上不会过载者：如选老系列变频器(逆变管为GTRF者)，一般应选高一
如选新系列变频器(逆变管为1GBT者)，由于大多可实现无反馈矢量控制，故可不必选高。
③ 恒转矩负载时而有过载者以及恒功率负载：变频器的容量应选高一挡。
(2) 变频器的配件选择
*主要的是外接制动电阻和制动单元的选择，这里有两个问题：
① 什么时候需配外制动电阻和制动单元？一般说来，驱动系统的惯性较大，且要求制动时间较短者，应配用外接制动电阻。
② 配多大的制动电阻？目前，各变频器的说明书中一般都有说明，可能参照。
其余配件则酌情考虑，这里不再赘述。
2、选择变频器型号时须注意些什么？
(1) 从对驱动系统的控制要求上说，须注意该变频器能否满足控制方面的要求，如能否进行PID控制，能否和计算机配接，等等。
(2) 从价廉物美的角度来说，据笔者经验，进口变频器大体有以下几种类型：
① 质量好、返修率低，价格稍贵者；
② 价格便宜，但返修率高，且零、配件价格也高昂者。
(3) 大部分变频器的质量和价格都居中，且难分上下，但须注意该种变频器的零、部件在国内是否容易配到，有的变频器虽故障率不高，但一旦坏了，须等几个月，才能从原生产国将有关配件发来。对此，笔者曾有深刻教训，原引起读者们充分注意。
第二部分 锐亿自动化产品简介
一、G7/P7
全新设计理念，先进PWM波形调制及优化的控制系统，多达65种的转矩提升方式，频率输入方式的灵活组合，令您的系统设备工作自如，有效提高制造效率，内置摆频和简易PLC运行功能，广泛应用于纺织机械及其他产业机械，如细纱机，加捻机、高速纺等。
二、G9/P9
采用*新优化的SPWM控制方式和先进的转矩提升方式有效的保证了低频额定转矩，灵活多样的V/F曲线、可靠的自动节能运行方式和完善的保护功能，是各种风机水泵、空压机、抽油机等各种负载节能改造的理想选择
三、V9
V9系列是一款迎合通用消费的塑壳小巧迷你型变频器，同样演绎科工变频器的超强功能，品质卓越，经济实惠，美观大方，操作容易与功能丰富是本款变频器的*大特点方式,广泛用于不需要制动和通讯的场合。
四、 Z9
将变频技术的优越品质性能，结合专业的注塑机传动控制技术而开发生产的Z9一体化注塑机专用节能器，采用一体化结构，自带市电运行/节电运行双回路转换电路，确保系统无故障，不影响生产，适用所有定量泵类注塑机品牌。另可提供Z 9系列装机型注塑机专用变频器。
五、 密封柜
高防护等级系列变频器（简称密封柜）是在G7、G9系列变频器的基础上 ，新推出的又一高科技产品。该产品设计裕量充足 ，高达150% 的过载能力能完全确保负载突变的情况下，系统不跳闸 ，保证了生产过程的连续性。采用IP565 防护等级，广泛适用于印染 、纺织、水泥、煤炭、陶瓷等多尘埃、潮湿及高温的恶劣工业场合 。
六、 V11
采用现代工艺技术的电路和高性能的元器件，与相应的电机大小相比，变频器的尺寸相对小的多，采用先进的无速度传感器矢量控制，能获得额定值150%以上的启动转矩，能在1：10速度范围内（5/50HZ，6/60HZ）以100%连续转矩连续运行，而无需降低电机额定等级.
七、 A11
A11系列是目前国内外功能*强大，*丰富的变频器，具备了G7、G9、G11的所有功能，而且还有张力控制、主轴定位、刚性攻丝等伺服功能是代表未来变频器发展方向的一款变频器
八、 E11
E11系列具备无速度传感器控制模式，可实现无速度传感器应用场合的高转矩及高精度控制，同时具备电机参数的自动检测功能，能实现在各种运行条件下对电机的*佳控制，加上数字端子强大的功能，*高可实现16段速，更能适应各种复杂的和特殊的应用场合。
九、 G11
采用高性能电流矢量控制和业界**的模块设计，可使各式各样的机械设备运行在高效率高精度的状态下，广泛应用于纸张加工、卷曲、起重搬运，金属车床、食品加工等场合
十、 高压变频器
**无谐波污染的纯净功率输入
能满足供电部门对谐波失真*严格的要求；避免其他联机电气设备受谐波干扰，无需考虑昂贵的谐波滤波器以及相关的谐振问题；
高功率因数
正常变速范围内功率因数超过0.96，无需任何功率电容。
高质量功率输出
采用多重化的脉宽调制设计；避免谐波电流引起的电机发热，无论变频器的输出电缆有多长，都可以保护电机不受共模电压和DV/DT应力的损害；
十一、 G7、G9、V9技术特性
产品
性能 G7 G9 V9 国内其它产品 备注
模拟输入 0～10V，4～20mA，电位器设定 0～10V/4～20mA，电位器设定 0～10V，4～20mA，电位器设定 0～5V/10V，4～20mA，电位器设定 面板电位器时要跳线，缺少5V端口
模拟输出 PWM信号输出经滤波后输出，可设定PWM脉冲输出时（10V），也可接频率表 PWM信号输出经滤波后输出，可设定PWM脉冲输出时（10V） 电压、电流数字三组信号（10V） PWM信号输出经滤波后输出，可设定PWM脉冲输出时（10V） 无4-20mA输出，以供DCS控制用
数字输入 5个多功能端子，组合八段速，4组功能 5个多功能端子，三段速，24组功能 4个多功能端子，组合16段速，14组功能 6组多功能端子，共20种功能可选。 G7可在纺机上，如细纱机，G9在圆织机上
数字输出 3组可编程式开路集电极输出，一组可编程式继电器输出，共4种功能可选。 无可编程式开路集电极输出，2组可编程式继电器输出，共18种功能可选。 两组可编程式开路集电极输出，一组可编程式继电器输出，共6种功能可选。 两组可编程式开路集电极输出，一组可编程式继电器输出，共94种功能可选。
七段显示
LCD中文显示 输出频率转速换算，直流母线电压，输出电压，温度;输出电流（大小，%，电机电流的%），机械速度 输出频率转速，直流母线电压，输出电压，温度;输出电流（大小，）电机电流的%）输出功率， 输出电流、机械速度 输出功率限制，输出频率转速换算，直流母线电压，输出电压，温度;输出电流（大小，%，电机电流的%），功率因数角输出功率，输入功率，功率系数，计时器时间 G7的监视功能比较完善，在梳棉机上可方便看到设定频率和实际频率
序列通讯 无 内建序列通讯功能选件，可经过统一多台（*多31台）动态控制 无 内建序列通讯功能选件，可经过统一多台（*多99台）动态控制 如用到通讯功能，请用G9序列
RS-485 无 RTU格式，MODBUS协议 无 标准内置485接口，多种通讯协议
周围温度 -10～40℃（散热器温升不超过80℃）无凝露 -10～50℃（散热器温升不超过80℃）无凝露 -10～50℃（散热器温升不超过80℃）无凝露 -10～50℃（散热器温升不超过80℃）阳光不直射
海拔高度 低于1000米 低于1000米 低于1000米 低于1000米
湿度 20～90%RH，无水珠凝结 20～90%RH，无水珠凝结 20～90%RH，无水珠凝结 20～90%RH，无水珠凝结
振动 小于0.5G 小于0.5G 小于0.5G 小于0.5G
防护等级 IP20（15KW以下），IP10（18。5KW以上） IP20（11KW以下），IP10（15KW以上） IP20 IP20
冷却方式 0．75为封闭自冷，强制风冷 0．75为封闭自冷，强制风冷 0．75为封闭自冷，强制风冷 强制风冷
安装方式 壁挂式，落地电控柜式 壁挂式，落地电控柜式 壁挂式，落地电控柜式 壁挂式，落地电控柜式
额定电压、频率 三相，380VAC 50Hz / 60Hz 三相，380VAC 50Hz / 60Hz 三相，380VAC 50Hz / 60Hz 三相，380VAC 50Hz / 60Hz
允许电压工作 电压有效值：+20%；频率波动：±15-20% 电压有效值：+10%-15%；频率波动：±5% 电压有效值：300～460V / 电压允许±20%；频率波动：±5%
额定电压 AC 380V AC 380V AC 380V AC 380V G7和G9针对实际电压实现输入电压可调
频率范围 0.1~400.00HZ 0.1~400.00HZ 0.1~400.00HZ 0.1~650.00HZ
额定容量 根据电机相匹配 根据电机相匹配 根据电机相匹配 根据电机相匹配
温度保护 80℃时跳过热保护 80℃时跳过热保护 80℃时跳过热保护 80℃时跳过热保护
过载能力 G型：150% 1分钟， P型：120% 1分钟， G型：150% 1分钟， P型：120% 1分钟，Z型：% 1分钟
控制模式 VF控制 VF控制 VF控制 VF控制
起动转矩 低频100% 低频100% 低频100% 低频100%
频率精度 键盘设定：输出频率的 ±0.01% *高输出频率的±0.2%
键盘设定：输出频率的 ±0.01% *高输出频率的±0.2%
频率分辨率 键盘设定：0.01Hz，模拟量设定：0.1Hz 键盘设定：0.01Hz，模拟量设定：0.1Hz
低频转矩补偿
基频 20-400 0.2-400
所有参数在线修改（运行中） 不能 大部分 大部分 大部分
加减速时间 0.2-3200S,阶段运行时间32000S 0-3600S 0-3000S 阶段运行时间满足细纱机要求
制动单元 中小功率内置制动单元（0.4KW-15KW） 中小功率内置制动单元（0.4KW-11KW 无
直流制动 直流制动电压0～10%可调，允许0.5～60Hz制动，直流制动时间0.0～30秒 无 直流制动电压0～100%可调，允许0.5～10Hz制动，直流制动时间0.0～60秒 直流制动电压0～20%可调，允许0.5～25Hz制动，直流制动时间0.0～25秒
标准功能 转速追踪， PID控制，自动速度补偿， 8段速运行，频率跳跃，自动多段运行，UP-Down控制，摆频运行，两路信号叠加,电流限幅,转矩提升,瞬时停电再启动,简易PLC, AVR功能 转速追踪，PID控制，自动速度补偿， 频率跳跃, 瞬时停电再启动,过转矩检测,节能控制 PID控制，自动速度补偿， 16段速运行，制，频率跳跃，，AVR功能,瞬时停电再启动 转速追踪，暂停减速，PID控制，自动速度补偿， 16段速运行，功率（转矩）控制，频率跳跃，转矩限制，自动多段运行，UP-Down控制，摆频运行，两路信号叠加
保护功能 过流，过载，短路保护；过压，低压保护；过热保护，接地故障保护，电机过热保护 过流，过载，短路保护；过压，低压保护；过热保护，接地故障保护，电机过热保护 过流，过载，短路保护；过压，低压保护；过热保护，接地故障保护，电机过热保护 过流，过载，短路保护；过压，低压保护；过热保护，接地故障保护，电机过热保护
十一、A11、G11、E11、V11的技术特性
产品
功能 A11 G11 E11 V11
性
能 低频转矩 0HZ150%（带PG） 0HZ150%（带PG） 0.5HZ150% 0HZ150%、0.5HZ200%
控制精度 ±0.02%（带PG）
±0.2（不带PG）
±0.02%（带PG）
±0.2（不带PG） ±0.1%（带PG）
±0.5（不带PG） ±0.5%（不带PG）
运算模式 V/F、无感矢量、电流矢量、磁通矢量 V/F、V/F带PG、无感矢量、电流矢量带PG V/F、V/F带PG、无感矢量 V/F、V/F（转矩控制）、无感矢量
速度控制 1：1000 1：1000 1：100 1：100
电机解藕 动态/静态 动态 动态 动态/静态
功能 多段速 3 8 16 16
转矩控制 有 有 有 有
直流制动 全领域 全领域 全领域 全领域
零伺服 有 有 有 有
保护功能 过载、过流、过压、欠压、失速、接地、过热、缺相 过载、过流、过压、欠压、失速、接地、过热、缺相 过载、过流、过压、欠压、失速、接地、过热、缺相 过载、过流、过压、欠压、失速、接地、过热、缺相
显示 LED LCD LCD LED
转速追踪 有 有 有 有
简易PLC 无 无 内含16段速 无
特殊功能 主轴定位、刚性攻丝、、定长控制 暂停加减速、节能运行 键盘拷贝、节能运行 可同时自动侦测两台电机参数、并拖动运行、外部启动直流制动
应用场合 数控机床、精密机床、纺机、电子设备、张力、卷取、位移控制 起重如货梯、龙门吊、张力、卷取，纸张及金属加工机械及其他高精度设备等 风机、水泵、纺机如细纱机、数控车床主轴、挤出机等塑料机械 风机、水泵、输送带、木工机械、数控车床主轴、跑步机、挤出机等塑料机械
第三部分 变频器在各行业的项目知指导
交流变频调速器性能良好，因而已被发电厂（热电厂）、冶金、采油、石化、化工、塑胶、纺织、矿山、卷烟、医药、造纸、建材、饮料等行业采用并大力推广。
1、 轴承行业 国产变频器*早在轴承行业中的成功应用，促进了变频器向各行业全面的推广应用。
1987年3月，当成都佳灵电气制造有限公司（原洪雅电力变频器厂）的变频器送到洛阳轴承厂使用，用变频器代替中频发电机组，以节能30%—70%、体积减小60%、重量减轻75%、无噪声污染等优势，使各种老式调速设备相形见拙。在短短的3年中，中国90%的轴承厂家已用佳灵变频器代替中频发电机组。
2、发电厂（热电厂）
（1） 锅炉送风机、引风机变频调速装置
（2） 锅炉给水泵变频调速装置
（3） 排粉风机变频调速装置
（4） 循环水泵变频调速装置
（5） 低加疏水泵变频调速装置
（6） 凝结水泵水位控制系统变频调速装置
（7） 冷却塔用给水泵变频调速装置
（8） 灰浆（渣）泵变频调速装置
（9） 给煤（粉）机变频调速装置
2、 钢铁行业 VVVF调速精度高，节电效果好，并可以频繁起动、制动，控制灵活，容易形成闭环。因此在轧机辊道、转炉、圆盘给料机、振动给料机、拉丝机、风机、水泵、卸车机、软水供水系统等多处应用。
（1） 连铸连轧单元辊道电机变频调速系统
（2） 热连轧机单元辊道电机变频调速系统
（3） 冷连轧机单元辊道电机变频调速系统
（4） 中厚板轧机变频调速系统
（5） 宽厚板轧机变频调速系统
（6） 炉卷轧机变频调速系统
（7） 高炉除尘器风机变频起动控制装置
（8） 高炉槽下给料变频控制系统
（9） 炼铁高炉卷扬机变频传动系统
（10） 炼钢转炉交流变频调速控制系统
（11） 轧机同步电机交交变频调速供电系统
（12） 高炉鼓风机同步机变频软起动系统
（13） 烧结厂主抽风机同步变频调速系统
（14） 鼓风机变频调速系统
（15） 冲渣泵变频调速改造
（16） 给水泵变频控制系统
（17） 冷轧厂连续热镀锌生产线柯勒气刀风机变频控制系统
（18） 高炉槽下给料变频控制系统
（19） 电子皮带秤配料变频调速系统
（20） 卷取机张力变频控制系统
3、 有色冶金行业 与钢铁行业相同，有色冶金行业也大量地采用交流变频调速技术，除风机、水泵外，已应用到转炉、球磨机、泥浆泵、给料（矿）自控系统等领域，效果均很显著。
4、 油田行业 在我国的各大油田，交流变频调速技术已广泛应用于油田的大量的泵站，比如采油系统中的脱水泵、潜油电泵，输油系统的输油泵，输气管道系统中的风机、压缩机等中。
(1) 游梁式磕头抽油机变频调速系统
(2) 脱水泵变频控制系统
(3) 潜油电泵变频控制系统
(4) 输油泵变频控制系统
(5) 油罐气微压变频控制回收系统
5、 炼油行业 对变频器有广泛的需求，如各类泵、供水系统、搅拌装置和锅炉引风机、送风机、输煤、送水以及污水处理系统等等，均有显著的经济效益。
6、 化工塑胶行业 除将变频器用于风机、水泵外，各工艺生产线，各类搅拌机、挤压机、挤出机、注塑机、卷取辅机等用量也非常大，可在抽丝、纺丝、切片、造粒、烘干等生产工艺中替代滑差电机、换向器电机等传统设备。
a) 炼油厂焦化装置用泵变频自控系统
b) 炼油厂原料油泵变频调速系统
c) 连续混炼机变频调速系统
d) 炼油厂脱蜡滤机变频调速系统
e) 自动提取液化气系统变频调速系统
f) 注塑机变频节电系统
g) 挤压机变频节电系统
h) 搅拌机变频节电系统
i) 化纤高速纺丝机变频调速系统
j) 化纤厂短纤维牵伸设备变频系统
k) 聚酯生产线变频控制系统
l) 腈纶生产线上烘干机变频控制系统
m) 烘干机变频调速控制系统
n) 大化肥装置循环水温控系统（凉水塔风机）
o) 催化剂生产工艺变频给料控制系统
7、 纺织行业 纺织印染对VVVF有大量的需求，除大量的风机水泵外，精纺机、整经机、经编机以及印染设备等采用变频调速后，效果非常理想。
a) 涤纶、丙纶短纤维全套控制系统；
b) 高速纺丝机全套控制系统；
c) 精纺机主传动变频调速系统；
d) 平牵机电气控制系统；
e) 螺杆挤压机压力控制由直流（或滑差电机）控制改交流变频控制；
f) 螺杆挤压机温控系统；
g) 卷绕热辊设备
h) 粗纱机去铁炮采用工控机+PLC+变频器组成新控制系统。
i) 细纱机改造：利用PLC+变频器组成控制系统，预设纱线成型模型用软启动和多段速功能实现纱线成型，减少断纱。
j) 针刺设备全套电控系统
k) 喷胶棉设备全套电控系统
l) 大圆机变频改造，断纱检测，定长设置，PLC+人机界面编程；
m) 针织品后处理予缩机电气改造（变频器+PLC）；
n) 塑料编制机变频改造，断纱检测设备；
o) 变频器+PLC+人机界面+张力控制器组成丝光机控制系统；
p) 浆纱机联合机控制系统；
q) 漂染联合机控制系统；
r) 拉幅定型机控制系统；
s) PU合成革干法、湿法生产线控制系统；
t) 毛线竹节、杂色等染色可编程变频控制系统。
u) 平幅显色皂洗机变频调速同步控制系统
v) 竹节纱生产变频控制系统
w) 离心脱水机变频调速系统
x) 梳棉机道夫调速系统
y) 高温染色机变频控制系统
z) 喷气织机储纬器变频控制系统
aa) 圆网印花机同步变频控制系统
8 医药行业 除风机水泵外，大量的搅拌机、翻动机、离心机等均需变频器调速。
9 造纸行业 造纸行业采用变频器更换带轮调速、电磁离合器调速、直流电机调速等，均有不少优点。
（1） 造纸机流水线主频调速系统
（2） 造纸机分布传动自动控制系统
10 卷烟行业 我国卷烟行业中不少卷烟机，只有低、高两档速度，在由低速向高速转换时，往往将纸拉断，还要重新起动，再由低速向高速转换，影响香烟的产量和质量。即使进口的卷烟机，也是如此。当采用变频调速后，实现无级调速和软起动性能，出现明显的效果。
11 水工业
水工业关系着工业生产和人民生活。目前水工业还有很多采用串级调速，串级调速效率只有50%，体积大，故障多，采用变频调速可以取得较大的节能效果。
（1）污水泵站变频调速系统
（2）一般泵站变频调速系统
（3）单台水泵控制系统；
（4）多台水泵循环控制系统；
（5）恒压供水变频控制系统
（6）深水井恒压变频供水系统
（7）软化水恒压供水系统
（8）污水曝气系统变频调速系统
（9）滤池反冲变频控制系统
12 起重搬运设备 交流变频调速起动电流小，制动快，可靠性好，控制方便，非常便于用到民用电梯、卷扬机、桥式起重机等的拖动上。
（1） 高层建筑电梯变频系统
（2） 电厂、港口的输煤机变频调速装置；
（3） 桥式起重机交流变频调速系统；
（4） 升降吊车交流变频调速系统；
（5） 塔式吊车（行走、铲叉、升降）变频传动系统
（6） 斗轮取料机行走变频控制系统
（7） 粉末供料器与出料传送带变频传动设备
（8） 滑雪场拖牵索道设备及电控配套；
（9） 旅游景地载人索道（吊椅式、脉动轿箱式等）电控系统；
（10） 工厂多工位行车、天车变频拖动；
（11） 运送平台车变频拖动供电系统
13 锅炉及辅助设备
（1） 锅炉鼓风机变频控制系统；
（2） 空调冷却塔风机（单台）变频节能控制系统；
（3） 空调冷却塔风机（多台）变频节能控制系统；
（4） 锅炉水箱高、低液位及恒压供水控制系统（变频器）；
（5） 锅炉回水温度变频节能控制系统；
（6） 锅炉水箱补水控制系统（软启动器）；
14 机床
（1） 数控车床主轴传动变频系统
（2） 立式车床主轴传动变频系统
（3） 自动车床主轴传动变频系统
（4） 旋转平面磨床主轴传动变频系统
（5） ##车床主轴传动变频系统
（6） 整型机变频传动系统
15 建材行业
（1） 回转炉主传动变频器
（2） 熟料回转窑变频拖动系统
（3） 水泥窑尾料浆喂料变频控制系统
（4） 鼓风机变频调调速系统
（5） 水泥熟料破碎机能量回馈装置变频调速系统
16 矿业
（1） 矿用提升机变频传动系统
（2） 传送带变频调速系统
（3） 主扇风机变频调速改造
（4） 通风风机改用变频调速装置驱动
（5） 主排水泵变频调速改造
(6) 球磨机变频节能改造
17 轨道交通（普通铁路、地铁、轻轨），汽车交通：
（1） 电力机车、内燃机车GTO变频交流传动系统
（2） 电力机车、内燃机车IGBT变频交流传动系统
（3） 机车辅助供电系统（风机、压缩机、泵类）变频器控制系统
（4） 地铁车辆交流传动系统
（5） 地铁车站低压电机环境控制变频调速系统
18 民用设备
（1） 高层建筑、小区居民楼一次、水箱二次供水；
（2） 恒压供水变频控制系统；
（3） 消防生活供水变频控制系统
（4） 喷泉变频控制系统
（5） 宾馆、写字楼中央空调（HVAC）节能系统（送风调节、冷却水泵调节等）；
（6） 宾馆、高档会所、小区广场室内、广场音乐喷泉设备；
（7） 家用变频空调；
（8） 家用变频冰箱；
（9） 家用变频洗衣机；
（10） 农业灌溉系统。
（11） 制面机变频调速系统
（12） 制糖分离机变频控制系统
（13） 食品机械变频驱动系统
（14） 医学治疗仪专用变频器
19 印刷包装
胶印机滚筒和送纸装置变速控制
旋转印刷机变频调速装置
丝网印刷机变频调速装置
灌装机变频调速装置
油墨配料系统
软包装机械-缠膜机；
喷涂生产线的吸排气变频控制系统
干式复合机中心卷取变频控制系统
20 其他行业
工业洗衣机变频调速系统
洗涤机械变频拖动系统
汽车油漆线推杆悬链系统
隧道施工变频调速恒压供水设备
21 潜力行业
（1） 城市无功补偿
（2） 城市电网稳压
（3） 有源滤波
（4） 直流输电系统
（5） 柔性交流输电技术（FACTS）
（6） 交流输电无功补偿技术
（7） 风力发电
（8） 船舶变频传动系统
（9） 电动汽车交流调速系统
（10） 复合动力电动汽车变频驱动系统
（11） 大功率储能
第四部分 行业应用案例
一、运动行业
交流电动跑步机 V11系列变频器在电动跑步机上的应用特点简介
1、设备简介：
随着社会的发展和人民物质文化生活水平的提高，强身健体已经成为社会一项新的时尚追求，作为满足商用以及家用健身重要器械的跑步机，其市场前景也变得越来越广阔。当今的跑步机也由原来的人工向电动、由定速向变速、由直流调速向交流调速演变。
变频器作为电动跑步机的主要变速执行和控制器件，在跑步机上也得到越来越广泛的应用。
2、电动跑步机对变频器的主要性能需求：
由于跑步机要求的运行速度的调节范围非常宽（ 1 ： 20 以上），并且跑步机在运行过程中由于跑步运行产生的的负荷特性为脉动负荷，所以，跑步机对变频器的性能要求几乎含盖了变频器所有的主要性能指标：如调速范围、低频转矩特性、稳态转速精度以及动态响应精度。而这些性能指标恰恰是矢量型变频器的主要性能特点和优势。
下面针对科工V11系列变频器在某国内大型跑步机上的实际应用情况，并与该跑步机原先采用日本某知名品牌变频器相比较，简单介绍一下其应用特点
3、矢量控制变频器所带来的优异的低频转矩特性：
跑步机在要求低速运行时，也就是相当于人在跑步机上低速走步时，要求变频器有非常优异的低频转矩特性。比如集团某型的跑步机，原先采用日本某知名品牌变频器，由于该变频器采用的磁通矢量控制算法，所以，当变频器运行频率低于 4.5Hz 时，无法提供理想的转矩，只能将*低频率设定在 5Hz 左右。在换用V11 系列变频器后，由于 V11 系列变频器采用完全解藕的矢量控制算法，可以提供开环模式下 0.5Hz/150 ％的额定转矩，根据实际要求，将变频器*小频率设定为 3Hz ，大大提高了跑步机的实际调速范围，并且可以在满载情况下（人站在跑步机上），从零速平稳启动。
4、稳态转速精度和动态响应速度对舒适性的影响：
由于变频器是人们的强身健体工具，那么与人有关的设备在运动过程中，必然要提出舒适性的要求，就像电梯一样。在跑步过程中，由于跑步的速度需要根据要求或者按照设定的程序调速运行，并且在跑步过程中，变频器承受的是一个脉动负载，那么，变频器能够提供的稳态转速精度和动态响应速度对跑步机的舒适性将起到关键左右。比如，在低频时， V11 系列变频器良好的稳态转速精度（转速脉动小）可以让人感觉到的“踩沙砾”的感觉大大降低甚至消失。在跑步过程中，由于V11 系列变频器快速的动态响应时间，是跑步机在脉动负荷下，动态速度精度大大提高，从而大大提高了跑步过程中的舒适性，使人没有趔趄的感觉。
6、锐亿自动化为二次开发提供可能：
V11系列变频器为用户提供量身定做的系统解决方案和合理的硬件配置，并且可以根据用户对未来跑步机的控制要求，和跑步机生产企业进行一体化控制器的联合开发和 OEM 生产，为合作企业提供同行业内的差异化竞争力。
二、塑料行业（圆盘机、卧式注塑机、EVA成型机、挤出机）
1、圆盘机 全自动圆盘式塑胶鞋类射出成型机的节能改造
1 引言
我国已持续近两年的电力供应短缺的现象，到2004年形势更加严峻，上半年出现拉闸限电的省市区已经达到24个。今年上半年，电力需求受9.7%GDP增长拉动，继续高速增长，并呈“工业用电继续保持快速增长，高耗电行业用电增长居高不下”的特征。而电力供应能力则增加有限，出现持续供应不足的局面，致使电力供需矛盾紧张，缺电范围和持续缺电地区进一步扩大。
限电拉闸，已经严重影响企业的正常生产。今年1～7月，塑料成本的增长，使得中国塑料制造业竞争日益激烈。节能作为企业增效降耗、降低经营成本、提高竞争力的重要手段，已经显得特别有意义，并逐步的被人们所认识和接受。
2 全自动圆盘式塑胶类射出成型机的工作原理
众所周知，国内有大量卧式注塑机变频节能改造的成功案例。制鞋企业的全自动圆盘式塑胶类射出成型机，是制鞋企业中主要的一种常见用电设备，人称电老虎。我国是制鞋大国，有大量的制鞋设备，而目前涉及节能改造的单位比较少，主要原因是人们对全自动圆盘式塑胶类射出成型机的工作原理不太熟悉。
2.1全自动圆盘式塑胶类射出成型机（以下简称：圆盘机）的机械特点
1) 本机械专用于生产各类##单色、双色和三色的运动鞋、休闲鞋鞋底，男女童鞋底等产品。
2) 原料适用于生产发泡等各种热可塑性之原料，如PVC、TPR等。
3) 本机以电脑程序（单片机、PLC）控制，主、副机控制精确，操作简单，保养容易。
2.2圆盘机与传统的卧式注塑机的比较（见图）
1) 液压马达
卧式注塑机和圆盘机的油泵都是定量泵。注塑过程中，油泵压力高低变化频繁，其中低压维持过程的传统处理方式是通过比例阀泄压，而电机一直在工频下全速运行。电能浪费非常严重。
2) 按圆盘机的机型分，分为单色机和双色机、三色机等机型。
其中单色机只有一台主机，与卧式注塑机类似。
双色机有一台主机和一台副机组成。副机负责射胶、熔胶、上模、下模等动作，主机包含了副机的动作，且多了一个圆盘旋转的动作，实现模具的移动和定位。
三色机有一台主机和两台副机组成。
3) 模具数量
卧式注塑机一般只有一套模具在工作，生产工艺在变更时，需要更换模具。
圆盘机按机型不同，模具的数量也不同，一般有18、20、24、30套模具。根据生产工艺，通过控制面板，设定模位使用有效与否。如：TY-322机型，24站模位（可安装24个模具），生产中可按需要灵活选定全部或部分模具为有效模位）。圆盘机工作时，大转盘执行高速顺时针方向旋转动作，PLC或单片机执行程序的运算，当只有检测到有效模位时，PLC或单片机扫描到有减速信号时，转盘开始减速。到达定位信号时，转盘进行精确定位。否则，如果没有检测到有效模位时，大转盘一直旋转至下一有效模位。
卧式注塑机只要有锁模或开模信号，就会执行相关动作。
4) 压力调整方式
卧式注塑机和圆盘机的压力调整方式都是压力比例控制方式，但圆盘机（模具较多）各模射料压力可以通过控制面板进行独立设定，适用于不同射出量的产品制造。
卧式注塑机生产每一产品，相关参数均一致。
5) 模具工作方式
卧式注塑机工作时，固定模是不动的，只有活动模在有指令时执行左右锁模或开模，呈左右直线运动。
圆盘机工作时，固定模具和活动模具由大转盘移动、定位。有锁模和开模指令时，油缸执行上升或下降动作。取产品时，由操作人员人为的打开活动模具，取出产品。
6) 圆盘（转盘）
全自动圆盘式塑胶类射出成型机因转盘是圆形而得名，简称圆盘机（鞋底机）。在圆盘上等分了若干等份。如TY-322被等分成了24个模位。
若主机和副机都没有检测到有效模位时，并且主机和副机都处于开模状时，PLC或单片机发出指令，圆盘由主机提供压力，进行高速旋转。系统自动检测到有效模位，圆盘进行减速后精确定位。
7) 冷却方式
传统的卧式注塑机有“冷却时间”这个概念，模具上安装了冷却水循环，目的是保护模具和产品的冷却。
圆盘机则不同，它没有冷却水循环系统，因为产品成型后，圆盘机本身的转盘有一段时间处于旋转状态或待机状态，另外机器上有安装几台冷却风机的方式，模具和产品进行冷却。
2.3圆盘机工作原理
圆盘机的注塑过程中的锁模、射料、熔胶、开模、圆盘快慢速等各个动作，对速度、压力的要求都不一样，它们由控制面板上的比例值设定，如：P1设定关模压、P2设定射料一次压、P3设定射料二次压、P4设定进料压。当圆盘机的流量压力需求发生变化时，由设在油泵出口的比例阀（溢流阀）来调节负载压力和流量，将多余的油高压溢流回油箱。
单色圆盘机只有一台主机，主要向系统提供压力，完成射胶熔胶动作及锁模开模动作，另外控制一个转盘系统，完成模具的移动与定位。
双色机既有主机、副机之分。它们主要由加热、射胶、熔胶系统、锁模系统组成。三色机则与双色机类似，它有一台主机，两台副机组成。主机负责圆盘的旋转及定位。
圆盘机工作时分手动运行和自动运行两部分。
手动运行时，操作人员必须提供相应的命令，圆盘机才会完成相应的动作。如射胶、熔胶、上模、下模、圆盘旋转等动作。
自动运行时，各模位选用完成，进料量压力、时间都设定完成且料管温度加热已到达后，将主机油泵启动，将手动、自动开锁切换至自动位置，按一次自动启动按键即可进行自动步骤。
1) 如果现在模位有使用，按自动启动键后，进料量为这模设定量。若进料未达设定量，而有锁模的动作。只允许快速锁模动作，等进料到达设定量后才有慢速锁模动作。锁模停止后，执行射料、开模动作。
2) 若现在模位不使用，按自动启动键，则圆盘运行往下一有使用的模位，且进料的进料量到达，也以下一有使用的模位之设定量执行进料动作，转盘定位后，快速锁模（用时间设定），计时止，且进料时到达，执行慢速锁模，锁模停止后执行射料、开模动作。
3) 主副机同时使用时，须等主、副机自动动作皆完成至开模止，圆盘才运行并旋转至下一使用模位。
4) 转盘暂停在圆盘“慢速点”前动作时，圆盘即在“慢速点”检出时，慢速至定位停止。若该模位有使用，定位后，这模动作会做锁模等动作至开模为止。转盘即不动作，但进料动作，会执行下一使用模次的进料，将转盘暂停解除（顺时针旋转）圆盘即往下一模位移动。如果这模位未使用，则圆盘即在*近一模执行定位，直到解除转盘暂停，方往下一模移动。
5) 在自动运行中，将自动状态切回手动状态，除圆盘会执行慢速定位的动作外（圆盘在运行中作此切换）其他动作及时停止。可用手动操作复位。
2.4圆盘机的电能消耗主要表现在以下几个部分
1) 液压系统油泵的电能消耗
2) 加热器的电能消耗
3) 冷却风机。
对于制鞋企业来说，电耗是其生产成本的主要部分，上述电能消耗中，液压油泵的用电量占整个圆盘机用电量的80%左右，所以降低其耗电量是圆盘机节能的关键。
3 圆盘机节电原理
在了解圆盘机的工作原理后，我们不难知道 ，圆盘机动作内部有着十分剧烈的突变过程，对机器的冲击非常大，影响了整个注塑系统的寿命。目前国内制鞋企业中，有大量旧设备，自动化程度低，能耗大。机器一般按*大的生产能力设计，其实在生产时往往用不了那么大的功率。油泵马达的转速保持不变，所以输出功率几乎也是不变的，生产中存在大马拉小车的现象。因此造成大量能量浪费。
由于圆盘机特有的主、副机及旋转式模具的特性，生产时，往往使用到的有效模位没有那么多，如：TY-322机型，24套模具，有时只用了10几套，在试机、打样时用到的模具甚至更少，这就决定了主副机经常处于长时间的待机状态。副机只有检测到有效模位时，才执行动作。在圆盘旋转时，副机不做任何动作，而平时，电机却仍然一直工作于额定转速，这时候的高压溢流部分不仅未作任何有用功，而且产生热量，造成液压油发热，既耗能，又有害。
我们采用圆盘机的变频运行技术（参考电气原理图），变频器实时的检测来自圆盘机电脑板给出的压力及流量信号，圆盘机压力或流量信号是0～1A，经内部处理后，输出不同的频率，调节马达转速，即：输出功率与压力和流量同步自动跟踪控制，相当于定量泵变成了节能型的变量泵，原液压系统与整机运行所需功率匹配，消除了原系统的高压溢流能量的损失。可以大大减轻合模、开模的震动，稳定生产工艺、提高产品质量，减少机械故障，延长机器使用寿命，又能够节约大量的电能
4 圆盘机节能改造案例
1) 公司名称：福建福州市某鞋材有限公司
2) 圆盘机节能改造的目的：在竞争激烈的制鞋行业有如下特点，企业主要的经营成本是员工的工资和电费；由于企业之间的竞争，塑胶件的加工费用越来越少，电费所占成本的比例越来越多；节省电费、降低成本，延长设备使用寿命，提高企业的竞争力，是业内众多经营者所关注的问题。
3) 改造的圆盘机型号：东莞市台裕全自动圆盘式塑胶类射出成型机
4) 圆盘机马达功率：主机一台22kw 副机22KW×2
5) 改造车间：一楼鞋底成型车间
6) 改造时间： 2004年07月22日
7) 变频器：科工Z9变频器
8) 厂家参与测试负责人：生产主管、设备科科长
9) 生产塑料件：双色运动鞋底
10) 成型周期：30 秒
11) 测试设备：三相四线电能表 （仅提供单台用电量数据）
12) 测试时间：2005年2月12日
13) 测试结果：节电率 44% （节电率大小主要取决于工艺）
2005年2月12日检测数据
市电运行产量与用电量 节电运行产量与用电量
时间 产品数量 产量 抄表数 差值 时间 产品数量 产量 抄表数 电表差值
8：00 950 0 20：00 4800 172
20：00 5750 4800 172 172 8：00 9590 4790 268 96kw/h
14) 从上表分析可知，市电运行时平均一个小时用电量是 7.2kw/h ；
15) 变频节能运行时平均一个小时用电量是 4kw/h ；
16) 福建福州地区当地电费平均 0.80 元每度，该塑料制品厂 24 小时连续生产，如果以每月工作 30 天计算。则有：
17) 市电运行时，电费 / 月 =7.2×24×30×0.80=4147 元；
18) 变频节电运行时，电费 / 月 =4×24×30×0.80=2304 元；
19) 每月节约电费1843 元；
20) 客户在半年左右即可收回成本。
5 变频节能注意事项
5.1变频节能的特点
1) 操作简单，与圆盘机同步运行，不必进行任何调节；
2) 高可靠性：保留圆盘机原有控制方式及油路不变；采用市电/节电运行控制方式，以备故障时不影响生产；
3) 软启动：减轻机器震动，延长设备和模具的使用寿命；有效的减小噪音，改善工作环境；系统发热明显减少，油温稳定；延长密封组件的使用寿命，降低停机维修率，节省大量的维护费用，同时增加变压器的装机容量；
4) 高回报率：所有投资约6～12个月通过电费节省回收。
5） Z9变频器具有许多保护功能，保证变频器和电机不受任何损害。
在设计系统时，我们还必须考虑到，市电状态时对电机的保护。如果直接从节电状态切换到市电状态，相当于电机直接启动，启动电流是额定电流的4～7倍。对设备和电网的冲击非常大，同时容易造成接触器过早的损坏，甚至造成电机的烧毁。
所以建议，在切换时，必须先停止电机（原系统的Y-△装置），再切换节电装置，*后再启动电机。
6 结束语
对多数企业而言，电费是未被企业控制的*后一项成本，人们普遍认为电费开支是难以被控制的，交电费天经地义，因为用电设备消耗多少电，是同其机电特性所决定的，主观的控制无能为力。很显然，此观念是错误的。在全国上下用电形势严峻的情况下，作为我们的企业而言，应该注重能源的节约，注重先进节能机制的采取，先进技术的应用，把能耗降到*低 ，即保护环境又为企业创造经济效益。实践证明，通过一系列的技术和管理措施，企业至少可以减少20～60%的经营成本。
2、 卧式注塑机
锐亿自动化Z9系列变频器在注塑机上的应用
目前绝大多数的注塑机都属于液压传动注塑机，液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供。在注塑周期过程中的变化，注塑机在不同工序下需要的流量和压力不同，必须依靠流量阀和压力阀调节不同工序所须的流量和压力不同，以及负荷变化很大，由于定量泵不可调节输出功率，因此多余的能量只能在挡板，油路泄露，油的温升中消耗，加剧了各种阀的磨损，又造成油温过高，电机噪音过大，以及机械寿命缩短等现象。并且通常在设计电机的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，造成电能的在量浪费。因此推置在注塑机上的应用，对于减少能源浪费具有重要意义。
注塑机工作原理
注塑过程一般分为以下步骤：锁模→注射保压→熔胶加料→冷却定型→开模顶针。每一动作的完成都有时间、压力、速度、位置等几个参数的精妙配合，也就是说在某一位置的位移都有相应的压力和速度，且在不同的位置和时间内其压力和速度都是可变的。同时每一动作完成后发出终止信号传送给程序控制器，程序控制器收到信号后才发出执行下一动作的指令。
注塑机变频节能原理
传统的注塑机是采用定量泵供油的，注塑过程的各个动作对速度、压力的要求也不一样，它是通过注塑机的比例阀采用溢流调节的方式将多余的油旁路流回油箱，在整个过程中，马达的转速是不变的，故供油量也是固定的，而由于执行动作是间隙性的，也并不可能是满负载的，因此定量供油就有很大的浪费空间，据实测至少有50%左右。变频节能正是针对这一浪费空间，实时检测来自注塑机数控系统的比例压力和比例流量信号，适时调整各个工况动作所需的马达转速(即流量调节)，让泵出的流量和压力，刚好能满足系统的需要，而在非动作状态时（主要是在冷却状态），让马达停止运行，这样节能空间就进一步地增大了，故对注塑机进行变频节能改造能够带来巨大的节能效果。
变频调速节能装置的控制系统
我们采用变频运行技术（参考电气原理图），变频器实时的检测来自注塑机电脑板给出的压力及流量信号，圆盘机压力或流量信号是0～1A，经内部处理后，输出不同的频率，调节马达转速，即：输出功率与压力和流量同步自动跟踪控制，相当于定量泵变成了节能型的变量泵，原液压系统与整机运行所需功率匹配，消除了原系统的高压溢流能量的损失。可以大大减轻合模、开模的震动，稳定生产工艺、提高产品质量，减少机械故障，延长机器使用寿命，又能够节约大量的电能。
3、 EVA成型机 Z9变频器在EVA成型机上的改造
EVA成型机系全自动圆盘转向一次注射成型机械，采用先进的电脑控制系统,适应制鞋工业及其它EVA发泡产品的制作生产.，其结构采用直列式，占地面积较小,操作方便,大大降低产品成本
直列式EVA射出发泡成型机可生产EVA高发泡运动鞋中底、轻便鞋大底（MD）、拖鞋及各式EVA发泡产品。
EVA成型机主要特点：
1、合模系统采用液压气动相结合，高性能开合模设计，四只平衡油缸均衡分布，合模压力达到200T，确保产品生产质量。
2、控制系统采用工业电脑、PLC相结合，使用网络化管理，实现远程控制维护，使整个控制系统功能更加强大。
3、注射系统采用高响应比例控制阀，结合注塞式变量泵，使注射量精度控制在2‰±，确保产品质量稳定，提高生产效益
4、温控系统采用远程数字控制模块，抗干扰能力强，温度控制精度达到0.3±，使产品减少温度引起的尺寸偏差。
5、射枪移动系统使用线型滑轨，移位迅速，定位精确每站具有2模，每模可独立注射，左右模具可以任意掉换注射，可实现先到优先弹性运用，使生产量大大提高。
EVA成型机注塑过程一般分为以下步骤：锁模→注射保压→熔胶加料→冷却定型→开模顶针。每一动作的完成都有时间、压力、速度、位置等几个参数的精妙配合，也就是说在某一位置的位移都有相应的压力和速度，且在不同的位置和时间内其压力和速度都是可变的。
EVA成型机变频节能原理
EVA成型机是采用定量泵供油的，注塑过程的各个动作对速度、压力的要求也不一样，它是通过注塑机的比例阀采用溢流调节的方式将多余的油旁路流回油箱，在整个过程中，马达的转速是不变的，故供油量也是固定的，而由于执行动作是间隙性的，也并不可能是满负载的，因此定量供油就有很大的浪费空间，据实测至少有50%左右。变频节能正是针对这一浪费空间，实时检测来自EVA成型机数控系统的比例压力和比例流量信号，适时调整各个工况动作所需的马达转速(即流量调节)，让泵出的流量和压力，刚好能满足系统的需要，而在非动作状态时（主要是在冷却状态），让马达停止运行，这样节能空间就进一步地增大了，故对EVA成型机机进行变频节能改造能够带来巨大的节能效果。
变频调速节能装置的控制系统
采用Z9*新磁通控制技术，能根据负载变化改变输出电压，持续优化电机效率，Z9变频器实时检测来自EVA成型机电脑板给出的压力及流量信号，EVA成型机压力或流量信号是0～1A，经内部处理后，输出不同的频率，调节马达转速，即：输出功率与压力和流量同步自动跟踪控制，相当于定量泵变成了节能型的变量泵，原液压系统与整机运行所需功率匹配，消除了原系统的高压溢流能量的损失。可以大大减轻合模、开模的震动，稳定生产工艺、提高产品质量，减少机械故障，延长机器使用寿命，又能够节约大量的电能。
4、 挤出机 锐亿自动化E11系列变频器在挤出机械上的应用
塑料通过挤出机塑化成均匀的熔体，并在塑化中建立的压力作用下，并使螺杆连续地定温，定量，定压地挤出机头。大部份热塑性塑料均采用此方法螺杆挤出机有多种不同的型号和规格，*常用的挤出机就是螺杆挤出机。采用科工E11交流变频器的挤出机主机传动，能够完全满足挤出机的工艺要求，达到必要的工艺控制指标，经过各地多年的实际运行来看，运行稳定，产品的适应性强，经济效益明显。
挤出机传动的特点
挤出成型设备的组成部分
一台挤出设备通常由主机（挤出机）、辅机及其控制系统组成。通常这些组成部分统称为挤出机组。
1. 主机
一台挤出机主机由挤压、传动、加热冷却三部分系统组成。
挤压系统主要由螺杆和机桶组成，是挤出机的关键部分；
传动系统中起作用是驱动螺杆，要保证螺杆在工作过程中具备所需要的扭矩和转速；
加热冷却系统主要来保证物料和挤压系统在成型加工中的温度控制。
2. 辅机
挤出设备的辅机的组成根据制品的种类而定。一般说来，辅机由剂透定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置以及制品的卷取或堆放装置等部分组成。
3. 控制系统
挤出机的控制系统主要由电器、仪表和执行机构组成，其主要作用为：
（1）控制主、辅机的拖动电机，满足工艺要求所需的转速和功率，并保证主、辅机能协调地运行。
（2）控制主、辅机的温度、压力、流量和制品的质量。
（3）实现整个机组的自动控制。
传统螺杆挤出机的控制
1）在传统的螺杆挤出机系统中，螺杆由直流电机驱动。在直接传动情况下螺杆直接由齿轮箱驱动；在间接传动情况下，螺杆由皮带和牵引盘驱动。传统的直流电机本身存在着一定的缺点：例如直流电机的电刷每个月就要更换一次，在多粉尘或腐蚀性环境中直流电机需要经常清洗，有时甚至还需要从车间外为直流电机通入洁净的冷却空气。
2) 间接传动螺杆挤出机的缺点在于：存在于皮带滑差，皮带会造成一定的能量损失，更多的机械装置增加了磨损和发生故障的可能性。而直流电机*大的弊端噪音过大，电刷打火，转子污染，电机温度过高，排气不充分和电机震动。因此使用直流电机的螺杆挤出机维护费用更高，直流电动机的*初成本也更高一些
锐亿自动化E11系列变频器在挤出机的应用
科工E11系列变频器用于挤出设备，有高质量的运行特性，这是因位科工G9系列变频器本身可提供的良好的产品性能决定的。
1〉快速处理器提供更高频率响应
E11变频器内置的处理器，提供高控制精度、快响应频率及好的动性能。 挤出机的工艺要求主要是控制出口的压力恒定，设备在刚开始工作时，进行转速控制，在达到需求压力时，要切换为压力控制。切换过程应该无冲击，需要变频器高的控制精度，来接应压力信号。
2〉自动节能控制，优化电机效率
挤出机的主驱动电机主要通过平行轴斜齿轮减速器减速后带动螺杆转动，在基频以下改变运行速度时为恒转矩调速。
采用E11系列变频器具有自动节能控制功能，能根据负载情况自动调整电压，使电机运行在*高效率状态下
3〉转矩限定和转差补偿
转矩限定和转差补偿功能使得输出转矩恒定，转矩波动小，满足产品工艺要求
三、拉丝机行业 G11变频器在拉丝机中的应用
摘 要 在拉丝机控制中采用G11变频器具有配置简练、逻辑清晰、控制稳定、调试方便的特点。
关键词 拉丝机 同步 变频器
1 前言
拉丝机属于线缆行业的一种常用设备，按结构形状可分为水箱式拉丝机、倒立式拉丝机、直径式拉丝机等。按出线直径可分为：1.大拉机（进线直径：8mm ，出线直径：3～1.3mm）；2.中拉机（进线直径：3～1.8 mm， 出线直径：1～0.3mm）；小（细）拉机（进线直径：1～0.2mm，出线直径：0.3～0.06mm）；微拉机（进线直径：0.12～0.06mm，出线直径：0.06～0.01mm）。粗线通过模具经过多道拉细处理, 模具有很多种，常见的有以下几种：圆形拉丝模、螺旋模、聚晶模等。
本文以某厂家在中拉机中的应用为例，来说明G11变频器控制的应用过程及效果。
2 拉丝机双变频控制系统
拉丝机变频控制系统目前用的*多的是双变频系统，其中一台作为主拉，另一台作收线控制；小（细）拉机目前还有单变频控制系统。
以下详细介绍G11变频器在该厂的应用情况。
2.1系统配置：主拉为37kW，收线采用11kW。
2.2工艺要求：
（1）*高收线速度1200m/min；
主拉和收线变频器的*大运行频率可以通过工艺要求的*高收线速度计算出来，主拉传动轮直径为280mm，收卷筒的初始直径为280mm，*终直径为560mm。初始卷绕时卷筒直径*小，转速要求*高：
N0 =1200m/min= 1363r/min，从而可以推导出收线变频器的*高输出频率为45.4Hz。以设 0.88m/r
定收线变频器的*大频率为50Hz，以保证其*高收线速度≥1200m/min。主拉变频器的*大频率根据传动比计算出为75Hz（收线的卷筒直径取中间值420mm）；上限频率为45.4Hz(保证*大为1200m/min)，调试基本上设定50Hz。
（2）加工品种：2.8mm → 1.2mm，2.5mm → 1.0mm，2.0mm → 0.8mm。
（3）运行全过程中张力摆杆稳定。
2.3控制原理：
主拉变频器实际上只作一个简单的调速，做为收线速度基准。收线变频器根据张力摆杆反馈的信号进行PID微调控制运行频率，保证其收线速度恒定，从某种意义上讲也保证了起收线的张力恒定。
2.4调试说明：
在调试时，首先将主拉和收卷变频器的开环矢量方式调试正常。根据工艺要求的*大线速度计算出收卷变频器所需要的*大运行频率，然后根据实际的传动比对应好主拉的*大频率，保证前后级的线速度差不是很大。从而根据摆杆电位器反馈值做PID调节控制收卷变频器时，可以很好的控制前后级的线速度同步。另外，主拉变频器的加减速时间尽可能的长（一般在40～60s），可以平稳的进行加减速。
参数配置情况：
主拉变频器（G11，37kW）：
（无速度传感器矢量控制）
（AI1输入）0
（*大频率）75HZ
（上限频率） 50HZ
（加速时间）60
（减速时间）60S
（正转 ??DI1）1
（正转点动 ??DI2）4
（自由停车 ??DI3）8
（故障复位 ??DI4）9
（故障输出 ??RELAY1）2
（FDT检测到达 ??DO1）3
（点动频率）5Hz
（加速时间）3s
（减速时间）3s
（FDT电平，频率检测值）2Hz
（FDT滞后）5%
收卷变频器（G11，11kW）：
（无速度传感器矢量控制）
（端子命令）
（AI1输入）
（PID输入）
（X频率源+Y频率源）
（*大频率）50Hz
（上限频率） 50Hz
（加速时间）0.1s
（减速时间）0.1s
（速度环P1）60
（速度环I1）0.35s
（速度环P2）60
（速度环I2）0.60s
（正转 ??DI1）1
（自由停车 ??DI2）
（故障复位 ??DI3）
(AI1滤波时间) 0.01s
（张力摆杆下限位反馈电压值）2.0V
（张力摆杆上限位反馈电压值）8.0V
（AI2滤波时间）0.01s
（故障输出 ??RELAY1）
（禁止反转）
（FA-01给定）
（PID给定值）50%
（PID反馈源?AI2）
（PID作用?正作用）
（比例增益P）10
（积分时间I）1.5s
（微分时间D）0.100s
（采样周期Ts） 0.01s
控制原理图：
3 结束语
应用G11变频器取代原来PID调节板+变频器的控制方式，可以降低成本、控制稳定而且调试方便，在拉丝机行业，G11变频器一定会有广阔的天空。
变频器控制的应用过程及效果。
G11变频控制在直进式拉丝机中的应用
摘 要 在直进式拉丝机控制中采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、成本下降的特点，同时本文还详细介绍了科工G11变频器在拉丝机上的应用。
关键词 直进式拉丝机 同步 变频控制
1 前言
金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。在金属加工中，直进式拉丝机是常见的一种，在以前通常都采用直流发电机－电动机组（F-D系统）来实现，现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及，变频控制开始在直进式拉丝机中大量使用，并可通过PLC来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。
采用变频调速系统的直进式拉丝机技术先进、节能显著，调速范围在正常工作时为30:1，同时在5%的额定转速时能提供超过1.5倍的额定转矩。
本文以某厂生产不锈钢丝的直进式拉丝机变频改造为例，来说明变频控制的应用过程及效果。
2 直进式拉丝机变频控制系统
该直进式拉丝机主要对精轧出来的不锈钢丝进行牵伸，设计的工艺要求为：（1）*高拉丝速度600m/min；（2）加工品种主要三种，分别是进线2.8mm→出线1.2mm、2.5mm→1.0mm、2.0mm→0.8mm；（3）紧急停车断头不多于2个
直进式拉丝机是拉丝机中*难控制的一种，由于它是多台电机同时对金属丝进行拉伸，作业的效率很高。不象以前经常遇到的水箱拉丝机和活套式拉丝机，允许金属丝在各道模具之间打滑。同时它对电机的同步性以及动态响应的快速性都有较高的要求。由于不锈钢材料特性比较脆，缺少像高碳钢丝或者钢帘线那样的韧性，比较容易在作业过程中拉断。
本系统共有8台11KW变频器。系统的电气配置为活套一台，安装在**级，作用是将成卷的不锈钢丝牵引到拉丝部分，由于活套可以自由打滑，因此这台电机不需要特别的控制。拉丝部分共有六个直径400mm的转鼓。每个转鼓之间安装有用于检测位置的气缸摆臂，采用位移传感器可以检测出摆臂的位置，当丝拉得紧的时候，丝会在摆臂的气缸上面产生压力使得摆臂下移。*终是收卷电机，该部分采用自行滑动的锥形支架，整个过程卷径基本不变化，因此不需要用到卷径计算功能。八台电机功率采用变频专用电机，同时带有机械制动装置。
图一 直进式拉丝机控制示意
直进式拉丝机的系统逻辑控制较为复杂，有各种联动关系，由PLC实现。同步方面的控制则全部在G11变频器内部实现，不依赖外部控制。
其工作原理是：根据操作工在面板设定决定作业的速度，该速度的模拟信号进入PLC，PLC考虑加减速度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。这样做的目的主要是满足点动、穿丝等一些作业的需要。PLC输出的模拟电压信号同时接到所有变频器的AI2（AI1也可以）输入端，作为速度的主给定信号。各摆臂位移传感器的信号接入到对应的转鼓驱动变频器作为PID控制的反馈信号。根据摆臂在中间的位置，自己设定一个PID的给定值。这个系统是非常典型的带前馈的PID控制系统，一级串一级，PID作为微调量。
之所以选择G11变频器，就在于它能轻松实现主速度跟随加PID微调的功能，而无须额外的控制板。在本系统中参数设置如下：
主频率源X为AI2
辅助频率源Y为PID
频率源选择为主频率源X+辅助频率源Y
PID给定源为数字键盘给定
PID的设定值（该值的基准值为系统的反馈量）
PID的反馈值AI1
PID的作用方向（当反馈信号大于PID的给定时，要求变频器频率输出下降，才能达到PID平衡）
PID的P值25
FA-06=1：PID的I值1：
PID的D值0.08
PID?的采样周期0.1
PID的偏差极限0
由于系统的稳定在很大程度上取决于PID作用，因此对其参数的整定必须考虑周全，在低速、高速、升速和降速等情况都予以考虑。另外在本系统中必须加入微分限幅。
图二所示为PID控制原理：
图二 过程PID控制原理
3 结束语
本系统在优化参数值之后，设备试机时速度600米/min非常稳定，完全解决了原来采用同步板高速度下面不稳的问题（原来只能开到300米/min）。通过各种工况下的对比测试，和采用进口直流驱动器的拉丝机性能一样，同时设备效率为90-95%、节电率为40%左右。而且本系统电气器件配置简练、逻辑清晰，成本与原来相比还有较大的降低，的确是个性价比优良的方案
无张力架的变频拉丝机
这台中拉机是江苏某机械生产，在天津一铜线厂使用。这台中拉机为双变频控制，主机采用15KW变频器，收卷采用2.2KW变频器。该中拉机配有退火装置，没有张力架，所以收卷采用A11系列变频器，利用张力控制功能完成收卷。
系统有两台变频器构成，牵引级变频器控制牵引辊的转速，转速通过电位计调节，同时将运行频率通过模拟输出AO1输出到收线变频器，作为卷径计算的线速度信号。收线级变频器采用闭环矢量控制，需要在收线电动机的轴上安装编码器，编码器接入A11内置的PG卡。
1、参数设定：
2、调试中出现的问题：
PG卡：在初始安装编码器时，利用点动观察电动机电流，大于额定电流。将A、B相颠倒，电流正常。设备运行时，出现收线电动机运转非常缓慢的现象，观察电流，电流大于额定电流。再次将A、B相颠倒，运转正常。
3、调试结果用户感到满意
三、纺织行业 锐亿自动化G7变频器在纺织中的应用
近年来随着纺织机械机电一体化技术水平的不断提高，交流变频调速已成一种趋势。在大多数新开发的纺织机械产品中几乎无一例外地应用了交流异步电动机变频调速装置。
交流变频调速的特点
I. 减少功耗降低成本
纺织厂离不开空调设备。当空调电机使用变频调速器控制后，降低了功耗，大大节省了用电支出。据某公司提供的数据，全年12台空调机可节电24余万元，空调用电单耗平均下降了6、7个百分点。
II. 简化了机构提高了性能
通过PLC可编程控制器或工控机的控制，再经变频调速器实现多电机的同步协调运转。根据生产工艺曲线控制各机构的运动，进而简化了机构。比如粗纱机利用交流变频调速，去掉了锥轮变速机构，从而克服了锥轮变速皮带打滑变速不准的问题。
而对于细纱机来说，由于利用变频调速器去掉了成形机构中的成形凸轮所造成的桃底有停顿、桃顶有冲击的现象。使得细纱卷形状良好。以便于下一道工序的高速退绕。同时利用变频调速器控制三十九主电机的变速来控制锭子的转数，使得细纱在大中小纱时转速在变化，以减少纱的断头率。
交流变频技术的应用
变频器控制的纺织机械上的交流电机主要分为两类。一类就是常用的Y系列的交流异步电机。这种电机主要应用于调速精度要求不高、调速范围不大的纺织机上。而另一种为交流变频调速专用异步电动机。主要用于调速精度要求高、调速范围宽的机器上。
下面介绍下下不同形式的变频器。
1) 用变频器开环控制异步电动机调速称为V/F形式。这种方式电路简单、可靠。但调速范围在10：1范围以内，调速精度较低2%～5%，并且低速性能不理想。因此多用于针织机或要求不高的纺织机械上。
2) 采用科工G7系列变频器，其有优良的低速特性。电路结构简单，可靠性高。同时具有较好的加减速特性、转矩特性以及电流限制特性等。调速精度可达0.5%～1.0%。调速范围在20：1范围内。较适合印染机械的调速等。
在一些设备上，将所有电气元件与变频器及控制面板与卷绕头机械部份合为一体，更是减少了体积，增强了可靠性。
G7变频器加弹假捻机上的应用
加弹假捻机上变频器摆频功能的应用
摘 要: 在加弹假捻机上为使成型纱锭没有鼓包、平整如一，必须在槽筒电机上增加摆频功能。而科工G7变频器的内置摆频功能软件，能很好的解决这一问题
中小型加弹假捻机是生产人造纤维弹力丝线的主要设备，在中国有近10家纺织机械厂生产该类设备，沿海发达地区又有非常广阔的市场。目前市场上提供的货源主要有120锭和144锭两种，从控制的角度来看，两种控制原理是完全相同，所以在此仅介绍120锭的控制方式。
加弹假捻机工艺特点
120根人造纤维丝线分成两组，每组各60根，通过罗拉1的牵引力使60个纱锭自由放线。经过加热、假捻、再加热工艺后，由罗拉2牵引至下道工艺，经过给假捻后的纱线进行上油工艺后，将纱线绕制成*有利于放线运动的的120个纱锭，为后续深加工提供优质半成品。
基本控制要求
●罗拉1、假捻、罗拉2、加油、槽筒、黑筒电机必须保证同步运行，比例可调。
●*高车速:550m/min
●成品纱锭两端不能有落纱，表面不能由鼓包，平整如一。
● 24小时连续工作制。
控制特点
●10台电动机均使用380V三相异步电动机，全部选用科工G7系列变频器来驱动，同功率一一匹配。
●同步控制信号由同步控制器按比例提供，现场微调通过变频器内部信号叠加功能来完成。信号叠加可以是####叠加，亦可以是相对叠加。
●为使成型纱锭没有鼓包、平整如一，必须在槽筒电机上增加摆频功能。G7系列变频器已具备内置摆频功能软件，能很好的解决这一问题。
摆频功能描述
纱锭成型过程，是由两个独立的运动叠加而成。一个恒速(constant speed)旋转运动，一个往复(Traverse)运动。通过两个运动的叠加，纱线在纸筒表面形成菱形网状运动轨迹。如果两个运动都是匀速运动，则势必在纱线相交处形成鼓包，如不带摆频功能图示(Without wobble)。如欲打乱每层的交点，将往复运动的速度时时变化，即增加摆频功能，则这一问题就得到了圆满解决
加弹假捻机退卷上变频器内置七段速自动运行功能的应用G7内置七段速调节方便，每段速可控制正反向，加减速时间可调
G7变频器在梳棉设备中的推广应用
前言
近10年来在激烈的市场竞争中，国内外纺机厂商，采用PLC控制，变频调速，机电一体化等以电子技术更多的取代传统的机械结构，提高纺机整机的可靠性，提高纺织质量和自动化程度，扩大品种的适应性，使用操纵易便。各纺织厂家也投资改造老机设备。
交流变频调速技术的优点
交流变频调速传动具有以下特点：
1可以使普通异步电动机实现无级调速。
2启动电流小，减少电源设备容量。
3启动平滑,消除机械的冲击力,保护机械设备。
4对电机具有保护功能,降低电机的维修费用。
5具有显著的节电效果。
由于交流变频调速传动技术具有上述特点，已开始取代直流调速装置，成为现代电气传动的发展方向。
交流变频技术在棉纺织设备中推广应用的必要性
纺纱工艺流程中要求加工设备的电气传动稳定，点动、启动及升降速都应平滑实现，这样才能是纤维的牵伸均匀，降低重量不匀和条干CV值。在棉纺设备的传动系统中，都是由皮带与齿轮来承担，由于电动机启动硬度的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带打滑，齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损伤的机率就越大，应用交流变频技术就能够很好的解决平滑启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，满足生产工艺要求，提高成纱质量。应用此技术在纱支品种变化的情况时，不需改变牙齿或皮带轮，设备工艺转速的改变只需通过变频设定就可完成。
交流变频技术在梳棉机上的应用
1交流变频调速在新型国产棉纺设备中得到广泛的应用。在2000年第七届中国国际纺织机械展中，FA201B梳棉机、FA326并条机、FA423粗纱机、FA710 高速并条机、FA231倍捻机均采用变频调速。新型国产细纱机F1513系列、 F0128系列采用PLC，可编程序控制，变频调速、纺纱全程可根据设定程序进行调速纺纱。特别是EJM128JL型细纱机1008锭，锭速可按10段变频调速控制。FA716并纱基础集体变频调速，还可使用后不同品种需要，实行单锭，分组或分段变频调速，适应棉毛等多品种并纱卷绕的要求。
2梳棉机老机在设计方面由于受到当时的技术条件、设备制造成本，市场需要等因素的限制不可避免的存在着一些缺陷。如A186D型梳棉机道传动系统中的电磁离合器由于故障较高，经常造成停机，不时出火警，给生产效率与产品质量造成一定的损失，要保持与维护需投入大量的人力与物力。有些企业惯性轮电磁离合器被弃用。这样在道夫慢转快的过程中产生细条，严重时出现破边，棉网拉断的现象影响生条质量。有的企业为避免这种现象，用不当的操作办法来弥补以上设备缺陷，但要造成大量的废条，同样是不可取的。
3改善梳棉机运行状态的过程。A186D梳棉机为了使道夫达到升、降速平滑，在机械传动中设计双速电机，惯性轮、电磁离合器，用电气加机械的手段来实现。A186E、A186F、FA201梳棉机设计中又增加了电动机的星-三角转换这一控制环节，从而进一步改善了升、降速斜率。FA201B、FA212梳棉机采用了交流变速调速，从而实现了道夫升速斜率的任意调节，道夫工艺转速的任意可变的功能。为老机改造提供一个好的范例。
卷染机恒张力恒线速度控制
摘 要 在卷染机控制中采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、成本下降的特点，同时本文还详细介绍了A11变频器在卷染机上的应用。
关键词 卷染机 恒张力 恒线速 变频控制 公共直流母线
一、前言
卷染机适合目前市场对多品种小批量织物的染色需求，可间歇式生产，发展前景看好应用越来越广泛。卷染机控制方面要求具备自动记道、自动计数、自动换向、自动掉头、自动停车、防坠液等功能，在整个工艺过程中，要求保证布匹的张力和线速度恒定，因此对系统的自控控制水平要求较高。国内较为传统的卷染机大部分采用双直流电机控制，只能达到近似的恒张力控制效果，也有采用单变频器的卷染机，放卷采用异步电机直流制动的方式，收放卷用接触器在变频器和直流制动之间进行切换，以上这些方案，分析其原理，都是在较大误差情况下的一种近似结果，因此控制效果不尽如人意。进口的高档卷染机，有的采用伺服控制，有的是用价格昂贵的工程型变频器来实现，效果较为理想，但是对于国内的用户来说，成本压力很大。本文以一个工程实例来说明采用A11变频器精确并巧妙的完成卷染机的工艺要求。
CLM158巨型卷染机技术指标：
◆门幅：1800--3600mm；
◆*大卷径：1500mm
◆车速：20--150m/min；
◆*高温度：98℃
◆张力调整范围：300~1000N
图三 图四
图四是卷染机工作的示意图，这是一个典型的中心卷曲控制系统。未染色的布匹首先通过上布电机卷曲到其中的一个辊筒上，在辊筒的传动轴上安装有计数用的接近开关，此时控制系统计下整卷布的道次，上卷完毕，采用人工的方式把布匹的一头卷到另外一个辊筒上面，待包覆紧密即可正常开始工作。此时两个辊筒朝着同一个方向运转，控制的要求是保持布匹上的张力恒定，保持布匹在染液经过的时间一致，也就是线速度恒定。这是个没有线速度反馈的驱动系统，但线速度又实实在在的随着辊筒的半径的变化在变化。因此，控制系统需要适应这种独特的要求。
A11变频器为卷染机的高性能控制提供了理想的驱动平台。在江苏地区各个卷卷机厂家以及*终用户处的实际使用情况表明，采用控制的卷染机，兼顾了控制性能和成本之间的要求，为该行业的产品升级换代提供了####的解决方案。下面结合用于平幅丝绸棉布尼龙人造及合成丝等织物的CLM158 巨型恒张力卷染机的工程实例说明科工A11高性能矢量控制变频器在该行业的应用。
二、采用张力控制专用变频器的卷染机电气系统
卷染机的控制可以分为温度控制和传动控制两部分，本文重点描述的是关系到张力以及线速度控制的驱动部分控制。
图五
该卷染机的控制系统以西门子作为控制器，采用触摸屏作为人机界面，它们主要完成的是张力，线速度的设定，布的厚度的测量以及相关逻辑动作的控制。变频器和PLC之间采用485通讯。采用通讯方式的好处是可以随时知道变频器主要变量的信息，减少接线，使得整个系统看起来很精简。接线示意可见图五。由图中可见：两台完全一样的变频器，它们均工作于闭环矢量控制模式，由于卷染机在接近满卷时候会较长时间工作在很低的频率下（1~3Hz）,采用较高线数的编码器有助于提高在低转速工况下的控制性能，同时考虑散热，需要采用变频专用电机。
上布时刻，PLC记录下该布卷在辊筒上面的总圈数，然后由操作工测量该布卷的直径，把这个值输入到HMI，PLC根据直径和总圈数，可以精确计算出来单层布的厚度。采用这种方法获得布厚，误差很小。布厚通过485通讯传送到A11变频器，作为控制的*基本参数。同时针对每种织物，染色所需要的张力以及染色速度，也在HMI上面设定好，然 后通过PLC传递给变频器。
恒张力的控制，则是利用矢量控制变频器的转矩控制功能，实时的根据张力的设定值和，卷轴直径计算出所需要的转矩，从而达到间接的控制带材张力的目的。这种控制方式适合较低速度下的大张力控制，而卷染机正是较为典型的该类系统。在该系统中，变频器接收PLC通过485传送过来的张力设定值，然后根据布厚的递归运算得到直径，张力设定值乘上半径除上机械系统的传动比就是电机所需要输出的转矩。
在该系统中，假设我们把放卷的定为速度模式，它始终工作在预驱动模式下，根据辊筒直径的变化计算出需要的电机转速来保证布匹的线速度恒定，收卷的则始终工作在转矩控制模式下。当一个方向快要染到头的时候，只需要切换一下两台变频器的收/放卷控制模式和预驱动即可。而这正好是一组逻辑上相反的信号，采用一个继电器即可获得。
由卷染机的工作原理可见，放卷的电机始终处于发电模式，通常的做法都是采用制动单元、制动电阻，将制动产生的能量以热量的形式消耗掉。对于卷染机这样长年累月工作在发电模式下的设备来说，这种方式电能的浪费是大量的。A11变频器可以方便支持公共直流母线，我们在实践中将两台变频器的P N母线直接并联，这样正常工作制动产生的能量通过并联的母线又回到拖动的电机。为了考虑在快速减速的时候，有可能两台电机都处于发电状态，在其中的一台变频器上面仍旧并联了一个制动电阻，这个电阻的工作是短时的，能耗很小。老是卷染机控制柜下方很大的一个电阻箱现在可以完全取消了，既节省了能耗，又避免了很大的一个热源，从而系统的可靠性也得到了提高。
三、结束语
本系统在优化参数值之后，设备试机时速度150米/min非常稳定，完全解决了原来采用直流电机张力控制不够连续、稳定的问题。为了稳妥器件，**套系统在染缸底部的过渡辊上面安装了张力传感器来监测布匹的张力，从传感器检测回来的数据可以看到，这个系统的张力控制的非常的稳定，稳态的时候波动可以做到小于5%，快速加减速度的动态过程波动小于15%。从传感器也可以看到锥度系数在控制中的作用，而这些性能，功能都是原来直流电机没有做到的。采用公用母线方式，设备效率为90-95%、节电率为40%左右。而且本系统电气器件配置简练、逻辑清晰，兼顾了控制要求和成本之间的要求，的确是个性价比优良的方案，采用该控制方案的卷染机现在已经已经在福建，淮北，江阴等地批量应用。
四、化纤机械 锐亿自动化A11变频器在高速卷绕头上的应用
高速卷绕头是化纤行业前纺的关键设备，其基本的结构：夹头和压紧辊，组成一个经典的卷绕装置，夹头相当于收卷卷筒，压紧辊相当于摩擦辊；槽筒用于横动控制，控制纤维卷绕时的成型角。高速卷绕头的基本控制要求为线速度恒定，速度精度高，一般的工艺要求为线速度精度达到万分之三。适用于涤纶、丙纶、锦纶 POY 丝或工业丝的卷绕成型。两台变频器分别控制卷筒进行收卷，在摩擦辊上安装用以速度检测的光电传感器，作为线速度的反馈信号。设备动作过程中要求完成卷筒的自动切换及卷绕作业。
早期的卷绕头为被动式，即动力驱动由压紧辊提供，这样就成为典型的表面卷绕，在卷绕的过程中卷筒直径逐步增大，而摩擦辊的直径不会改变，因此转速控制对象比较简单，一般用同步电机加变频调速器就能满足转速精度的要求。但是##的卷绕头要求夹头直接驱动，压紧辊被动传动，这样就成为典型的中心卷绕。在中心卷绕中，由于卷筒直径不断增大，为保持线速度恒定，转速需要不断的减小。无锡某纺织机械有限公司开发了这样一种新型的高速卷绕头，这个系统的基本电气控制配置为：G11 变频器控制夹头电机和槽筒电机；可编程控制器用的是富士 SPB 系列。
中心卷绕的高速卷绕头对变频器的要求可以从卷绕头的工艺参数推导出来：卷绕头的*高线速度为 4000 米 / 分钟，夹头电机为两极变频异步电机，卷筒的初始直径为 126mm ，*终直径为 430mm 。
初始卷绕时卷筒直径*小，转速要求*高：
4000 米 / 分钟
N0= -------------- = 10105 转 / 分钟，从而可以推导出变频器的*高输出频
0.126 米 / 转
率为 170Hz 。
其次，为保证± 1 米的控制精度要求，对变频器的输出频率分辨率有基本要求，当卷筒直径*大时，有*大的频率分辨率要求：
1 米 / 分钟
± 1 米线速度，对应转速波动 = ±------------------ ≈ 0.740256 转 / 分钟；
0.43 米 / 转
0.740256 转 / 分钟
对应的频率波动 = ±------------------------ ≈ ± 0.0123Hz ；
60 转 /Hz
A11 变频器的分辨率为 0.01Hz ，能很好满足其工艺要求。
由于客户卷绕头上的测速反馈装置反馈脉冲频率过低，而无法实现稳定的闭环矢量控制，在这种控制结构下，变频器要设为单纯的频率变换器，输出频率完全等于输入频率，而特殊电机曲线的设置值按夹头变频电机的##值和负载特性调整到*佳值。
为了达到*高频率给定精度， PLC 需要通过串行通讯口控制变频器，A11变频器可以支持多种现场总线通讯协议，可以方便的与各种 PLC 进行通讯，但在实际应用中，考虑的实际的成本，*终采用的经济的 RS485 通讯，通讯协议为标准的 MODBUS RTU 总线协议。
因为卷绕头的卷筒直径是在连续变化的，所以要实现稳定的线速度控制，用传统的 PID 闭坏控制，速度会有静差，不过在其公司技术人员的紧密配合下，这个问题被很好的解决了。
横动槽筒控制也是高速卷绕头这一产品获的成功的一个关键技术难点，以恒速控制槽筒，在特定的卷筒直径时会产生迭纱现象，所以通常要求横动槽筒变频器输出的频率一直波动变化， A11 具有摆频功能，很好的满足卷绕的特殊要求。
结束语
A11变频器的高精度和高性能，以及分销商强大的技术支持使A11变频器成为高速卷绕头的理想驱动器，随着中国化纤机械工业的飞速发展，科工变频器将有一个美好的明天。
五、机床行业
科工V11变频器在精密雕刻机上应用的调试报告
电脑雕刻机现已广泛应用于各行业。在广告制作和建筑装潢业中，电脑雕刻机的使用是继电脑刻字制作后的又一次腾飞。电脑雕刻机刻制的双色板制品的市场率越来越高，正进入流行期。市场对展示标志的品质要求也越来越高。有的制作要求非电脑雕刻莫属。在美国，雕刻机的普及已如同复印机那样，成为许多大公司的必备办公用品，用于公司员工胸牌，座右铭牌等各类标牌的制作。与传统方式相比，电脑雕刻机能更规范，更方便地制作出精美耐久的标牌图案。由于非标加工和多品种，小批量，精细快速加工业务越来越多，而这些加工业务只有采用数控加工设备才能完成，电脑雕刻机是目前能满足上述要求的再廉价的高精度数控设备。而且，各类装饰材料层出不穷，能用于雕刻的材料也越来越多，使得电脑雕刻机有了更大的用武之地。
在广告装潢业，今年来已大量采用电脑刻字，而电脑雕刻机的使用则刚刚开始。电脑刻字仅能使用一种刀，加工材料也仅局限于纸和薄膜，只能简单的在纸上切割字及图形轮廓而已。电脑雕刻机则可完成复杂的计算机控制铣削加工过程，可加工的材料数十种，使用的雕刻刀具达近百种，因此，电脑雕刻机的应用范围还将不断扩大。
电脑雕刻机由计算机，雕刻机控制器和雕刻机主机三部分组成。其工作原理是：通过计算机内配置的专用雕刻软件进行设计和排版，并由计算机把设计与排版的信息自动传送至雕刻机控制器中，再由控制器把这些信息转化成能驱动步进电机或伺服电机的带有功率的信号（脉冲串），控制雕刻机主机生成X,Y,Z三轴的雕刻走刀路基径。同时，雕刻机上的高速旋转雕刻头，通过按加工材质配置的刀具，对固定于主机工作台上的加工材料进行切削，即可雕刻出在计算机中设计的各种平面或立体的浮雕图形及文字，实现雕刻自动化作业。
电脑雕刻机是CAD/CAM一体化典型产品。电脑雕刻机集编辑，排版，雕刻诸功能于一体，能方便快捷的在各种材料（如有机玻璃板，PVC板,ABS板.多层板，双色板，泡沫板，PCB印刷电路板，高弹性，低溶点类软质章料，橡胶，光导板，金属类，红木，柚木等硬质木材，大理石，汉白玉等。）上雕刻出逼真，精致，耐久的二维图形文字及三维立体浮雕。 电脑雕刻机作为一种自动加工设备，必须要有专业的集CAD/CAM为一体的雕刻软件作为支持。雕刻机在各个领域的深入渗透，对雕刻辅助设计和加工软件提出了越来越高的要求。
CAXA雕刻软件全面支持雕刻机。雕铣机，广泛应用于工业模具，标牌，##，胸牌，建筑模型，印章，广告切字，艺术品，装饰品等计算机辅助设计和加工代码自动生成。主要功能：
1、 雕刻机的功能需求
控制方式选择用VF控制，多段VF曲线。
需要端子控制作为命令源，二线式端子控制：只需一个正转命令FWD（DI1输入）。
频率源为模拟量设定（电脑控制板输出0～10VDC），只需要从AI1口输入频率指令即可。
*高运行转速一般在24000r/min，换算变频器的运行频率为400Hz（2级的高速电机），*低的切削转速为2000r/min，我们用650Hz的非标可以很好的满足其要求。
加速和减速时间根据客户自身需求，一般在20～30s，因运行的转速比较高，所以需要带制动单元的变频器。
需要故障信号输出信号和故障复位信号（DI3输入）。
2、 雕刻机的性能需求
全速度范围内速度波动小。
低速力矩大，可以保证低转速切削。
加减速的时间尽量短。
我们*低的切削转速可以在500r/min以下。我司的V11变频器可以做多段VF曲线，可以很好的控制高低速的不同转矩提升，因此能很好的满足高速雕刻机上的要求。
具体的调试参数(针对额定频率400Hz，额定电压380V，额定转速24000)：
V/F控制
端子命令通道
AI1
*大频率：400.00Hz
上限频率：400.00Hz
加速时间：20～30s
减速时间：20～30s
电机参数根据高速电机铭牌输入。
多点V/F曲线
提升截止频率：400.0Hz
V/F频率点1 0.0Hz
V/F电压点1 2 .0~ 4.0%
V/F频率点2 100.0Hz
V/F电压点2 26.0~30.0%
V/F频率点3 300.0HZ
V/F电压点3 75.0~80.0%
根据实际情况可以对F3-03～F3-08进行适当调整，保证其在切削状态下不过流
变频器在数控机床主轴上的应用
1. 引言
数字控制机床，简称数控机床（NC ， Numerical Control）,是三十年来综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，在机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。本文主要介绍科工G9系列变频器在数控机床上的优越性。
2. 数控机床简介
数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视，并得到了迅速的发展。主轴是车床构成中一个重要的部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量都有着很重要的作用。经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。无级变速系统主要有伺服主轴系统和直流主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。
3、数控车床的主要参数及对变频器功能需求
主要的参数和性能指标：
1）3.0kW数控车床
电动机参数：额定功率：3.0kW，额定频率：50Hz, 额定电压：380V，额定电流：7.8A，额定转速：970r/min
机械传动比：1：1.5
加工材料：45#钢
实际测试性能指标：主轴转速：200r/min（变频器运行频率15Hz左右）的进刀性能及速度
2）5.5kW数控车床
电动机参数：额定功率：5.5kW，额定频率：50Hz, 额定电压：380V，额定电流：13A，额定转速：1400r/min
机械传动比：1：1.5
加工材料：45#钢
实际测试性能指标：主轴转速：200r/min（变频器运行频率9～10Hz）和 主轴转速：450r/min（变频器运行频率22Hz左右）的进刀性能及速度
4、G9系列变频器
G9系列变频器采用先进磁通控制技术，电机在低速时转矩大，速度精度高，价格合理，功能齐全，具有瞬停电处理及速度跟踪再启动功能，确保系统实现连续运行机制，以保证电机运转在*高效率状态，因此，采用G9高性能变频器代替主轴交流伺服系统，是机床行业*佳的选择。如下图所示：
1）、G9变频器特点的介绍
体积小，属于迷你型产品，占用控制柜空间较小；
控制方式为正弦波SPWM，控制性能较以前的VF控制方式有很大性能上的改善，特别是在低速转矩上满足机床主轴的需求，5HZ时起动转矩能够达到100%以上；
载波频率范围0～16KHz，减小电机的电磁噪音；
提供标准的0～10V模拟量接口，能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强；
过负载能力强，150%以上额定输出电流超过一分钟；
提供多功能的输出端子信号，例如异常信号，运转中信号，速度到达信号，故障指示， 满足系统对于主轴速度状态的监控；
自动转矩补偿，满足机床主轴在低速情况下的加工需求；
2）、调试环境以及接线、调试方法
客户选配电机为3.0KW/50Hz/380V，选用变频器型号为AMB-G9-3R7-T3B，制动电阻400瓦/150欧姆。
变频器VS/GND端子提供与数控系统速度模拟量，VS接数控系统模拟量接口正信号，GND接负信号，信号为0～10V模拟电压信号，控制主轴转速。S1/S2/COM为变频器的正转/反转信号端子，通常由数控系统发出正转信号或者反转信号，来驱动中间继电器，中间继电器的常开接点接入变频器S1/ S2/ COM，从而控制变频器的正反转。参数设置如下：
1) F005和F006为加速时间和减速时间，根据客户的要求，F001=5S，F002=1S；
2) F030和F031按照电机铭牌设置，F010=9A，F031=1；
3) F012上限操作频率选择，对应于模拟信号10V输入时变频器的输出频率，由于是在0～2000rpm范围内调速，将机械减速比这算进去以后，此参数需要设置66。7Hz；
4) F002参数为运转信号和频率来源设定，设置为外部端子信号控制（3）；
3）、调试结果
主轴电机采用G9高性能变频器驱动，满足加工要求，延长刀具的使用寿命。由于采用的**的磁通算法，即使在低转速（低频）运行下也能平稳输出100%的转矩，以满足不同零件的加工需要，完全可以取代传统的滚动轴承主轴结构，并且此主轴结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速。此主轴的转速由外部模拟量信号来控制输出频率，在不同的加工工艺（如；粗加工、精加工等）需要不同的转速，此时可由数控系统输出不同的模拟量电压信号给变频器，实现不同的转速，同时启停信号也由数控系统控制，提高自动化程度！
5、结束语
数控机床主轴一般交流伺服系统、进口品牌矢量控制变频器以及变频专用电机，购置费用很高；
科工G9系列变频器以其独特的性能和优越的性价比，在数控机床的应用上迅速崛起，为机床
行业的客户降低约一倍的成本费用，而且可靠性高,为客户创造更多的效益。
E11油泵试验工作台上的应用,其要求和数控差不多,其频率范围在0.5-110HZ期间,要求调整V/F曲线使转速与模拟电压成线性. 另转矩的要求也比较高
六、印刷包装 锐亿自动化A11和E11变频器在分切机上的应用
摘 要 本文介绍科工E11基于无速度传感器的矢量变频变频器在分切机设备上的应用方案及调试时应注意的问题，由于它具有良好的转矩特性和免维护性能，已经越来越多地被用于包装和印刷企业
关键词 分切机 变频器 张力控制
1 前言
近几年我国的造纸业及印刷包装行业取得了飞速的发展，面临着####巨大机遇，但相对于世界先进的设备，也面临着巨大的挑战。生产设备的生产能力非常强大，但我们的产品基本处于中低端市场。主要的原因是技术条件的限制。目前为至，大量的分切机上仍旧使用磁粉制动器来进行收放卷张力控制，限制了设备的运行速度，也浪费了能源，而且由于磁粉本身的使用寿命的原因，造成了故障率较高的情况。
科工公司推出的G11变频器，可以进行恒张力控制，并且可以控制张力锥度，保证收卷后各层形状均匀，而且极大的提高了分切机的运行速度。
2 分切机介绍
分切机是一种将宽幅纸张或薄膜分切成多条窄幅材料的机械设备，常用于造纸机械及印刷包装机械。分切机的简易示意图如图1所示。
分切机的传统控制方案是利用一台大电机来来驱动收放卷的轴，在收放卷轴上加有磁粉离合器，通过调节磁粉离合器的电流来控制其所产生的阻力，来控制材料表面的张力。
磁粉离合器及制动器是一种特殊的自动化执行元件，它是通过填充于工作间隙的磁粉传递扭矩，改变励磁
电流可以改变磁粉的磁性状态，进而调节传递的扭矩。可用于从零开始到同步速度的无级调速，适用于高速段微调及中小功率的调速系统。还用于用调节电流的方法调节转矩以保证卷绕过程中张力保持恒定的开卷或复卷张力控制系统。
其主要的特点是磁粉离合器作为一个阻力装置，通过系统控制，来输出一个直流电压，控制磁粉离合器产生的阻力。主要的优势是其为被动装置，可以控制较小的张力。其主要的缺点是速度不能高，高速运行时易造成磁粉高速磨擦，产生高温，造成磁粉离合器发热进而缩短其寿命。
3 G11变器器在分切机上的控制框图：
方案说明：
使用科工E11变频器驱动压辊，控制分切机的运行速度，它可以工作在开环矢量工作方式。主速度一般可以用电位器来调整。AO1端口作为运行频率的输出，作为放卷变频器、上、下收卷变频器的线速度给定。放卷变频器及收卷变频器要使用A11变频器，A11变频器是一种可以实现张力控制的变频器，可以通过变频器内部的计算，获得所需要的转矩，通过控制变频器的输出转矩来获得恒张力控制。
因为矢量控制变频器的转矩控制精度为额定转矩的5%以上，所以当控制的张力过小时，在空卷时变频器应输出小的转矩，比较困难。
参数配置情况：
主驱动变频器（E11）：
（无速度传感器矢量控制）
（端子命令）
（AI1输入）
（后级变频器输入和驱动变频器输入频率相除）其它参数均为出厂默认值。
放卷变频器（A11）：
收卷变频器（A11）：
调试情况说明：
利用G11变频器作分切机控制时，建议使用电机直接拖动主轴的方式而无需安装减速装置。主要原因是变频器控制张力时控制量*终为变频器的输出转矩，转矩为张力与卷径的乘积，在空卷时，输出转矩为*小。如果减速比为N，折算到变频器上转矩为转矩/N，若小于电机额定转矩的5%，则控制的不够准确。
在调试时，首先将收放卷的三个变频器的闭环矢量方式调试正常，否则没法完成后续的转矩控制。在此过程中，*常遇到的问题是编码器信号没有输入、旋转编码器A、B方向接反、编码器脉冲数输入不正确。这几种问题的表现形式主要是运行速度和输入速度偏差较大或者电机低速蠕动而且运行电流与实际空载电流相差较大。
放卷控制中变频器实际上只是提供一个反向的拉紧力，所以其控制精度要求不高。调试相对简单。关于零速时的反向拉紧，A11变频器可以提供两种选择，一个是允许反向拉紧功能，表现形式是在零速时若运行命令没有撤掉，则变频器可控制电机一直将材料拉紧，避免刚开始运行时由于材料松驰而造成的速度冲击，将材料拉断。另外一种选择为不允许反向收紧，在零速时若运行命令没有撤掉，则变频器没有力矩输出。材料可能会松驰，但可避免断料时的飞车情况。
收卷变频器工作在张力控制模式，在加减速过程中，需要提供额外的转矩用于克服系统的转动惯量。如果不加补偿，则会出现收卷过程中张力偏小减速过程中张力偏大的现象。如果起动时出现张力变小，则增加系统惯量补偿系数。磨擦补偿主要是克服在整个运行过程中由于系统存在的磨擦力对张力的影响，可通过调节磨擦补偿系数来完成。正常运行时材料张力若小于设定张力，则将摩擦补偿系数增大。另外需要补偿的是卷轴上材料所产生的转动惯量，通过设定材料的密度及宽度，变频器可计算出当前材料的转动惯量。调试时合适设定张力锥度，可以控制材料的卷曲质量，避免外紧内松的情况发生。
很多情况下卷径的获得是统过线速计算法来获得的，而卷径又是计算输出转矩的直接的因素，所以正确设定*大线速度是非常关键的。调试时可以通过验证变频器显示的当前卷径和实际卷径，来判断所设*大线速度是否正确。若显示的当前卷径大于实际卷径，则表明所设的*大线速度偏大。
通过设定以上的几个补偿量，可以有效的改变系统惯量对加减的影响。设定合适的张力，可以达到比较好的收卷控制。
4 结束语
因为用变频器来控制分切机的收放卷控制克服了磁粉固有的弱点，使得高速分切的控制成为了现实，而且大大提高了设备的可靠性，从成本上并没有过多的增加，所以越来越多的客户开始采用变频器来实现分切机控制。
锐亿自动化G11、A11变频器在印刷行业的应用优势
1、闭环矢量的速度精度可以达到万分之五，在速度控制系统中可替代伺服控制系统。常用于多色凹版印刷机上。
2、开环矢量0.5HZ时150%额定输出转矩、闭环矢量0HZ可达到180%的额定转矩输出，易于实现低速时带负载起动。
3、有高速脉冲口作为频率给定，便于和PLC配合实现精确速度控制。
4、多种频率源结构，可用模拟量及PID叠加功能，实现前、后级变频器高精度同步控制，省下了原有的同步控制卡。多用于涂布机等印刷机械上。
5、用变频器可替代力矩电机实现恒张力收放卷功能，而且克服了电机的发热情况，节约了电能，也可减小电机的故障。
6、用科工张力控制变频器可替代磁粉离合器完成恒张力收放卷控制。而且克服了磁粉发热及故障率高，速度难以提高的劣势。
7、用简易伺服变频器加上普通电机可以实现不能安装摆杆时的速度同步控制，也可实现用脉冲来定位的功能。便于用在切纸机械
锐亿自动化G9系列变频器在食品包装机上的应用
1. 食品包装机的工作原理
目前的枕式自动包装机采用国内**且*为成熟可靠的技术设计生产，汇集了包装机械领域多年经验的精华，该包装机能够采用各种复合包装膜卷材对块状食品进行包装，十分适合中国广大用户的需要。
1) 自动包装机的电气部分一般由以下组成：
a) 主控电路由科工V11系列变频器变频器、可编程控制器（PLC）组成控制核心；
b) 温控电路由智能型温控表、固态继电器、热电偶元件等组成，控温精确，显示直观，设定方便；
c) 由光电开关、电磁接近传感器等实现多点追踪与检测；
2) 全自动枕式工作原理
随着自动化程度的提高，包装机的操作、维护和日常保养更加方便简单，降低了对操作人员的专业技能要求。产品包装质量的好坏，直接与温度系统、主机转速精度、追踪系统的稳定性能等息息相关。
追踪系统是包装机的控制核心，采用正反向双向追踪，进一步提高了追踪精度。机器运行后，薄膜标记传感器不断的在检测薄膜标记（色标），同时机械部分的追踪微动开关检测机械的位置，上述两种信号送至PLC，经程序运算后，由PLC的输出Y6（正追）、Y12（反追）控制追踪电机的正反追踪，对包装材料在生产过程中出现的误差及时发现同时准确的给予补偿和纠正，避免了包装材料的浪费。检测若在追踪预定次数后仍不能达到技术要求，可自动停机待检，避免废品的产生；
由于采用了变频调速，大幅减少了链条传动，提高了机器运转的稳定性和可靠性，降低了机器运转的噪音。保证了该包装机高效、低损耗、自动检测等多功能、全自动的高技术水平。
食品包装机所用传动系统虽然应用功能比较简单，但对传动的动态性能有较高的要求，系统要求较快的动态跟随性能和高稳速精度。因此必须考虑变频器的动态技术指标，选用高性能矢量变频器才能满足要求。
应用变频调速设备的优点
其带来的优点：
七、起重搬运
锐亿自动化变频器在建筑施工升降机上的应用
1、引言
施工升降机是现代高层施工中与大型塔机相配合的必不可少的重要施工设备。特别是在高层、超高层建筑施工担任了极其重要的任务，对于保证施工工期与安全，降低施工成本，减轻劳动强度起着不可替代的作用。同时也是建筑队伍装备水平的重要标志。按一般的配备经验，每一台高层用的塔式起重机至少配备一台施工升降机。本文介绍科工G11变频器在建筑施工升降机带来的良好性能及节能效果。
2、建筑施工普通升降机简介
升降机作为一般高层建筑输送人员及散碎材料的垂直运输设备已被广泛应用，我国生产的品种有几十种，90%以上是1~2吨级的，但其存在的问题与塔机基本相同。*主要的原因有以下几种：
1）控制系统
控制系统是施工升降机的关键部分，决定着整机性能的优劣。普通升降机的控制方式都是通过接触器控制来实现，速度单一、启制动冲击大，对结构和机构损坏较严重，电气元件也易损坏，且运行速度比较低，一般为34－38m／min，既影响了施工速度也影响了施工企业的效益。若单纯地提高速度则将造成加速度过大，结构及机构所受冲击过大而加快齿轮齿条及制动盘的磨损，从而降低运行的可靠性。
2）起动与刹车系统
普通升降机的起动都是采取直接起动或星三角降压起动，冲击非常大，对电机和电气元件造成严重的破坏，同时升降机里面的物料容易跌落，特别是有些建筑工地升降机还有乘人现象.存在着极大的安全隐患。
普通升降机的的刹车是采用机械抱闸强制制动，升降机突然从高速降为零速的时候，由于惯性的作用，不但对结构和机构造成损坏，而且升降机里面的物料容易跌落，也存在着一定的安全隐患。
3）平层系统
普通升降机减速到平层时无爬行过程，由运行速度直接向零速减速，升降机的选平层是由司机靠目测手动控制实现的，效率低，经常要上、下点动几次才能准确停层。既降低了效率又增大了拖动与控制系统的疲劳度，缩短了寿命，同时也会造成里面的物料无法搬运，浪费了时间，影响了工作效率。
3、变频改造后的升降机
下面是锐亿自动化G11在广东东莞市XX建筑工地上升降机上的改造
1）普通升降机指标
提升速度：36m/min
额定安装载重量： 1000 kg
电机功率： 15 kW
防护等级：IP55
供电熔断器电流： 86 A
起动电流：300A左右
刹车电流：350A左右
2） 改造后的指标
提升速度：63m/min
额定安装载重量： 1000 kg
电机功率： 15 kW
防护等级：IP55
供电熔断器电流： 86 A
起动电流：25A左右
刹车电流：35A左右
系统采用了科工变频调速技术，将施工升降机的运行速率从36m/min提高到63m/min，大大提高了升降机的工作效率；起动电流由300A降到了30A，起动基本无冲击，不但实现施工升降机平稳加速及减速过程，而且加强了施工升降机的安全性能。
3）变频系统介绍
型号： AMB-G11-015-T3（B）；15KW；380V；带能耗制动
接线图：
G11系列变频器是科工推出的代表未来变频器发展方向的新一代高性能矢量变频器。与传统意义上的变频器相比，在满足客户不同性能、功能需求方面，它不是通过多个系列产品来实现（从而增加额外的制造、销售、使用、维护成本），而是在客户需求合理细分的基础上，进行模块化设计，通过单系列产品的多模块组合，创建一个客户化量身定做的平台。是国内少有的几家真正拥有磁通矢量技术的变频器。
该系列变频器采用优良的无速度矢量控制策略使其具有较快的动态响应，先进的电流限制技术和硬件优化设计，能保证在负载频繁波动的情况下，变频器不跳闸。并具有以下特点：
可靠性
完善的可靠性设计方案：如冗余设计，降额设计等，所有元器件全部采用工业或军工等级；专业化的制作平台，从而保证整机的可靠性。
软启动
相比工频起动方式，采用变频器控制可以减小机械部分震动和构假的冲击，为用户节省了维护的费用，运行稳定。
高启动转矩
采用高性能磁通矢量控制模式，低频段提供稳定高输出转矩。
安全性
G11具有零伺服功能，使电动机在零速时，能全力矩输出，即使制动器松动或失灵时，也不会出现重物下滑，确保系统安全可靠。
采用先进的现代交流变频调速技术对升降机电力拖动系统进行技术改造，使升降机实现平稳操作，提高运行效率，改善超负荷作业，消除起制动冲击，减少电气维护，降低电能消耗，提高功率因数等均可取得良好实效。同时还具有过电流、过电压、欠电压和输入缺相保护，以及变频器超温、超载、超速、制动单元过热、I/O故障保护、电动机故障保护等，变频调速方法具有如下显著特点：
效率高，其运行速度可达60～70m/min，是传统升降机运行速度（34m/min）的两倍。
无极调速技术有效的解决了机构的传动冲击，延长了齿轮、滚轮、轴承、齿条的使用寿命。由于变频系统具有限流的功能，降低了电机启动时对电网的冲击电流，缓解了用电设备间的相互影响，电缆载流能力大大提高。供电电缆不必加大，与常速升降机相比，反而可以减小。既节约了成本，又为收放电缆创造了方便。
变频调速系统具有完善的安全保护功能。如欠压、过压、过转矩、过电流保护等，使整个电控系统的可靠性、安全性得到保证。由于系统为零速制动，制动器无相对转动摩擦，所以使用寿命理论上为无穷大，实际上至少延长十几倍。
性能优越的选平层控制系统。传统升降机的选平层是由司机靠目测手动控制实现的，效率低，经常要上、下点动几次才能准确停层。既降低了效率又增大了拖动与控制系统的疲劳度，缩短了寿命。而采用变频选平层使整个系统实现了简单化，彻底代替了故障率高的继电器系统。
良好的经济性：
节能。升降机速度高了，功率大了，但与传统产品相比，能耗却下降了50%，因为在下降时，电机无须供电。按一天10小时工作计算：每天可节电70kw，合人民币56元。按每年工作300天计，仅节电一项即可产生效益16800元。
维修费用下降。同型号非调速升降机，每年至少要更换四次齿轮和制动盘以及若干个接触器，此项费用至少为25000余元。而且要占用工作时数。用此项技术，齿轮可少换50%，齿条寿命延长一倍，制动器使用十年，年可节约维修费20000元。
4、结束语
采用先进的现代交流变频调速技术对升降机电力拖动系统进行技术改造，不仅增强了设备的安全与可靠性，而且为企业和社会节省了大量的电能，因此在建筑行业具有很好的推广应用价值。
A11变频器在塔式起重机起升机构的应用
摘 要：本文介绍目前国内塔机起升机构几种主要调速方式，指出了各种方式的优劣和适用范围；针对4绳*大起重量小于等于6t的小中型塔机提出了使用交流变频调速方式，使用A11矢量变频器实现，给出了完善的解决方案。
关键词：塔式起重机、A11变频器、无速度矢量模式
塔式起重机针对建筑施工中的模板工艺而进行研发，适用于钢筋混凝土结构的工业与民用建筑施工中建筑材料与构件的起重吊运。
1．目前国内起升机构的主要调速方式
起升机构是塔式起重机*重要的传动机构，目前传统调速方式下要求重载低速，轻载高速，调速范围大；起升机构调速方式的优劣直接影响整机性能。起升机构调速方式选择原则有三个：首先要平稳，冲击小；其次要经济和可靠，符合国情；三是要便于维修。
1.1 多速电机变极调速
4绳*大起重量小于等于6T的小中型塔机竞争激烈，成本控制严格，国内以多速电机变极调速为主，方案简单，应用较广，常采用4/8/32极多速电机实现。
1.2 电磁离合器换档的减速器加带涡流制动的单速绕线转子电机
该调速方式我国已采用几十年，但现在已逐渐不再使用。它靠电磁离合器换档改变减速器的速比，靠带涡流制动的单速绕线转子电机串电阻获取较软的特性和慢就位速度。它的优点是运行比效平稳，调速比可以设计较大。它的缺点较多，首先电磁离合器一般采用国产机床用产品，寿命短，可靠性差；其次是不能空中动态变换离合器档位，不然会下滑，这很危险；三是减速器成本较高。
1.3 普通减速器加带涡流制动的多速绕线转子电机
将上一种方式的电磁离合器换档改为多速电机驱动普通单速比减速器则是本方式的思路。相对于多速电机换档冲击大的缺点，带涡流制动的多速绕线转子电机可串电阻获取较软的M-n特性，起制动和档位切换较平稳，有慢就位速度，功率可以比鼠笼电机用得大。这种调速方式构造简单，易维护，可靠性高。目前已成功地解决了涡流制动绕线转子电机散热问题，大大提高了这种调速方式的可靠性。
目前国内8～12t起升机构大多采用这种调速方式，但是这种电机起制动和换档仍有较大的峰值电流和冲击，电气控制系统比较复杂，16t以上的大吨位起升机构一般不宜再采用这种调速方式。
1.4 差动行星减速器加双电机
行星减速器的太阳轮由一台电机驱动，行星架由另一台电机经行星减速驱动，外轨道的内齿圈固定在起升卷筒上。这就是差动行星减速器的构造。行星系确定为某一合适参数后，卷筒转速就取决于两台电机的转速和转向，同向快速，反向慢速。如果是单速电机，每台电机则有正转、反转和停止三种状态与另一台电机相配，因此速度档位很多。如果用多速电机，速度档位就更多了，这就是差动调速原理。电机可用鼠笼或变频与鼠笼相结合，较小吨位用鼠笼，大吨位用变频与鼠笼相结合。这种方式调速比大，完全能满足重载低速、轻载高速的要求，而且可靠性高，特别适合于大吨位起升机构。
但差动行星减速器结构复杂，一般要非标设计与生产，加上双电机，成本较高，控制复杂。主机生产厂家采用的不多。
1.5 变频调速
变频调速是当今*先进的交流调速方式。随着国际变频器价格的逐步下降，变频调速技术应用越来越广泛。国内塔机起升机构的应用已多年，效果良好，但使用面不广。它的优点是慢就位速度可长时间运行，实现零速制动，运行平稳无冲击，能延长结构和传动件的寿命，对钢丝绳排绳和寿命大有裨益，同时提高了塔机的安全性。
但其在起升机构使用面很窄，一是进口变频器仍然较贵，国产变频器不过关；二是变频器一旦出了问题，一般修不了，大多只能换新；变频调速由于成本高，一般中小吨位起升机构应用少，大吨位则较多。变速调速在中小吨位大面积使用，只有等待国产变频器的崛起。
2．变频器在塔式起重机起升机构的方案
塔式起重机在起升机构中应用变频技术以日本安川变频器为主，主要应用于中大塔机，同时4绳*大起重量小于等于6T的小中型塔机竞争激烈，成本控制严格，所以变频器应用极少。随着电力电子技术的发展，国产变频器技术日益成熟，价格优势明显，应用于中小塔机已经成为可能。
2.1A11变频器简介
A11系列变频器是科工推出的代表未来变频器发展方向的新一代高性能变频器。与传统意义上的变频器相比，在满足客户不同性能、功能需求方面，它不是通过多个系列产品来实现（从而增加额外的制造、销售、使用、维护成本），而是在客户需求合理细分的基础上，进行模块化设计，通过单系列产品的多模块组合，创建一个客户化量身定做的平台。是国内少有的几家真正拥有磁通矢量技术的变频器。
该系列变频器采用优良的无速度矢量控制策略使其具有较快的动态响应，先进的电流限制技术和硬件优化设计，能保证在负载频繁波动的情况下，变频器不跳闸。并具有以下特点：
2.1.1可靠性
完善的可靠性设计方案：如冗余设计，降额设计等，所有元器件全部采用工业或军工等级；专业化的制作平台，从而保证整机的可靠性。
2.1.2 软启动
相比工频起动方式，采用变频器控制可以减小机械部分震动和构假的冲击，为用户节省了维护的费用，运行稳定。
2.1.3 高启动转矩
采用高性能磁通矢量控制模式，低频段提供稳定高输出转矩。
2.2工艺介绍
中小型塔式起重机典型规格QTZ315塔式起重机，应用广泛；2倍率主要技术指标为：*大起升重量3T，起升速度52/26/5.5m/min，起升机构15/15/5.5KW的4/8/32多极电机，减速机速比I=12.5，滚筒直径300mm。
对于中小型塔式起重机*关键的指标是*大起升重量3T，滚筒直径300mm不能有太大变化，对速度的要求也比较高。选用变频调速方式，需要对相关设备和技术指标进行适当的调整。
2.3 参数计算
起重机变频调速系统由主令控制器或电位器做为输入给定，通过变频调频调速电控设备、荷重测控仪、限位开关、制动器等配合使用，来控制起重机的起升机构等交流变频异步电动机起、制动、可逆运转与调速。
设备选型参数：动滑轮2倍率，起升机构18.5KW的4极异步鼠笼电机，减速机速比I=31.5；滚筒直径300mm，即I=31.5,R=D/2=150mm=0.15m,Nn=1450转/分,Pn=18.5KW。
2.3.1 *大起升重量的计算
Pn=2*π*Nn*Tn/60*1000
得：Tn= Pn*1000*60/2*π* Nn=18.5*1000*60/2π*1450=121.9Nm
得理论起升重量为：F=2*Tn*I*/R*10000=2*121.9*31.5/0.15*10000=5.1198T
考虑传动效率为0.64，则*大起升重量为：Fmax=0.64*F=0.64*5.1198=3.28T
与要求的*大起升重量相比有1.1倍保险系数，基本符合要求。
2.3.2*大起升速度计算
Vmax=π*D*Nn/2*I=π*0.3*1450/2*31.5=21.7 m/min
根据上式可知，变频模式下，电机的*大起升速度降低了很多，主要是考虑到节约成本，在市场上有竞争力，设计时相关硬件成本估算到*优化；通过缩短启动和就位时间，空钩高于50HZ运行等多种协调方法，使得实践中并不明显感觉速度减慢。
2.4性能特点
采用先进的现代交流变频调速技术对塔式起重机电力拖动系统进行技术改造，使起重机实现平稳操作，提高运行效率，改善超负荷作业，消除起制动冲击，减少电气维护，降低电能消耗，提高功缺因数等均可取得良好实效。同时还具有过电流、过电压、欠电压和输入缺相保护，以及变频器超温、超载、超速、制动单元过热、I/O故障保护、电动机故障保护等，变频调速方法具有如下显著特点：
2.4.1调速范围宽，可实现有精确控制定位要求的作业；
2.4.2软启动、软停止的功能降低了机械传动冲击，可明显改善钢结构的承载性能，延长了起重机的使用寿命；
2.4.3高集成度组件及高可靠性低压电器，有效解决原电气系统接线复杂问题，不仅降低了系统故障机率，而且易维护；
2.4.4电动机在零速时，能全力矩输出，即使制动器松动或失灵时，也不会出现重物下滑，确保系统安全可靠；
2.4.5具有快速的动态响应，不会出现溜钩并真正实现“零速交叉”功能；
2.4.6专用负荷重量测控仪并配以相应软件，起升速度可随负荷重量变化自切换，实现“轻载快速，重载慢速”的作业要求；
2.4.7系统所用变频器，具有自动节能操作模式，能较大提高系统的功率因数和整机工作效率，节能效果显著，平均节电率可达20%以上；
3．结束语
目前塔式起重机方式绝大多数采用有级调速，无级调速尽管是发展方向，但仍然受到成本等方面的限制。笔者曾做过测算，采用如上所述类似的不增大变频器选型，适当牺牲速度的方法，变频无级调速的成本与带涡流制动的多速绕线转子电机变极调速差距不大，性能却有很大提高，可见意义重大。
锐亿自动化变频器在建筑施工升降机上的应用
1、引言
施工升降机是现代高层施工中与大型塔机相配合的必不可少的重要施工设备。特别是在高层、超高层建筑施工担任了极其重要的任务，对于保证施工工期与安全，降低施工成本，减轻劳动强度起着不可替代的作用。同时也是建筑队伍装备水平的重要标志。按一般的配备经验，每一台高层用的塔式起重机至少配备一台施工升降机。本文介绍科工G11变频器在建筑施工升降机带来的良好性能及节能效果。
2、建筑施工普通升降机简介
升降机作为一般高层建筑输送人员及散碎材料的垂直运输设备已被广泛应用，我国生产的品种有几十种，90%以上是1~2吨级的，但其存在的问题与塔机基本相同。*主要的原因有以下几种：
1）控制系统
控制系统是施工升降机的关键部分，决定着整机性能的优劣。普通升降机的控制方式都是通过接触器控制来实现，速度单一、启制动冲击大，对结构和机构损坏较严重，电气元件也易损坏，且运行速度比较低，一般为34－38m／min，既影响了施工速度也影响了施工企业的效益。若单纯地提高速度则将造成加速度过大，结构及机构所受冲击过大而加快齿轮齿条及制动盘的磨损，从而降低运行的可靠性。
2）起动与刹车系统
普通升降机的起动都是采取直接起动或星三角降压起动，冲击非常大，对电机和电气元件造成严重的破坏，同时升降机里面的物料容易跌落，特别是有些建筑工地升降机还有乘人现象.存在着极大的安全隐患。
普通升降机的的刹车是采用机械抱闸强制制动，升降机突然从高速降为零速的时候，由于惯性的作用，不但对结构和机构造成损坏，而且升降机里面的物料容易跌落，也存在着一定的安全隐患。
3）平层系统
普通升降机减速到平层时无爬行过程，由运行速度直接向零速减速，升降机的选平层是由司机靠目测手动控制实现的，效率低，经常要上、下点动几次才能准确停层。既降低了效率又增大了拖动与控制系统的疲劳度，缩短了寿命，同时也会造成里面的物料无法搬运，浪费了时间，影响了工作效率。
3、变频改造后的升降机
下面是科工G11在广东东莞市XX建筑工地上升降机上的改造
1）普通升降机指标
提升速度：36m/min
额定安装载重量： 1000 kg
电机功率： 15 kW
防护等级：IP55
供电熔断器电流： 86 A
起动电流：300A左右
刹车电流：350A左右
2） 改造后的指标
提升速度：63m/min
额定安装载重量： 1000 kg
电机功率： 15 kW
防护等级：IP55
供电熔断器电流： 86 A
起动电流：25A左右
刹车电流：35A左右
系统采用了科工变频调速技术，将施工升降机的运行速率从36m/min提高到63m/min，大大提高了升降机的工作效率；起动电流由300A降到了30A，起动基本无冲击，不但实现施工升降机平稳加速及减速过程，而且加强了施工升降机的安全性能。
3）变频系统介绍
型号： AMB-G11-015-T3（B）；15KW；380V；带能耗制动
接线图：
G11系列变频器是科工推出的代表未来变频器发展方向的新一代高性能矢量变频器。与传统意义上的变频器相比，在满足客户不同性能、功能需求方面，它不是通过多个系列产品来实现（从而增加额外的制造、销售、使用、维护成本），而是在客户需求合理细分的基础上，进行模块化设计，通过单系列产品的多模块组合，创建一个客户化量身定做的平台。是国内少有的几家真正拥有磁通矢量技术的变频器。
该系列变频器采用优良的无速度矢量控制策略使其具有较快的动态响应，先进的电流限制技术和硬件优化设计，能保证在负载频繁波动的情况下，变频器不跳闸。并具有以下特点：
可靠性
完善的可靠性设计方案：如冗余设计，降额设计等，所有元器件全部采用工业或军工等级；专业化的制作平台，从而保证整机的可靠性。
软启动
相比工频起动方式，采用变频器控制可以减小机械部分震动和构假的冲击，为用户节省了维护的费用，运行稳定。
高启动转矩
采用高性能磁通矢量控制模式，低频段提供稳定高输出转矩。
安全性
G11具有零伺服功能，使电动机在零速时，能全力矩输出，即使制动器松动或失灵时，也不会出现重物下滑，确保系统安全可靠。
采用先进的现代交流变频调速技术对升降机电力拖动系统进行技术改造，使升降机实现平稳操作，提高运行效率，改善超负荷作业，消除起制动冲击，减少电气维护，降低电能消耗，提高功率因数等均可取得良好实效。同时还具有过电流、过电压、欠电压和输入缺相保护，以及变频器超温、超载、超速、制动单元过热、I/O故障保护、电动机故障保护等，变频调速方法具有如下显著特点：
效率高，其运行速度可达60～70m/min，是传统升降机运行速度（34m/min）的两倍。
无极调速技术有效的解决了机构的传动冲击，延长了齿轮、滚轮、轴承、齿条的使用寿命。由于变频系统具有限流的功能，降低了电机启动时对电网的冲击电流，缓解了用电设备间的相互影响，电缆载流能力大大提高。供电电缆不必加大，与常速升降机相比，反而可以减小。既节约了成本，又为收放电缆创造了方便。
变频调速系统具有完善的安全保护功能。如欠压、过压、过转矩、过电流保护等，使整个电控系统的可靠性、安全性得到保证。由于系统为零速制动，制动器无相对转动摩擦，所以使用寿命理论上为无穷大，实际上至少延长十几倍。
性能优越的选平层控制系统。传统升降机的选平层是由司机靠目测手动控制实现的，效率低，经常要上、下点动几次才能准确停层。既降低了效率又增大了拖动与控制系统的疲劳度，缩短了寿命。而采用变频选平层使整个系统实现了简单化，彻底代替了故障率高的继电器系统。
良好的经济性：
节能。升降机速度高了，功率大了，但与传统产品相比，能耗却下降了50%，因为在下降时，电机无须供电。按一天10小时工作计算：每天可节电70kw，合人民币56元。按每年工作300天计，仅节电一项即可产生效益16800元。
维修费用下降。同型号非调速升降机，每年至少要更换四次齿轮和制动盘以及若干个接触器，此项费用至少为25000余元。而且要占用工作时数。用此项技术，齿轮可少换50%，齿条寿命延长一倍，制动器使用十年，年可节约维修费20000元。
4、结束语
采用先进的现代交流变频调速技术对升降机电力拖动系统进行技术改造，不仅增强了设备的安全与可靠性，而且为企业和社会节省了大量的电能，因此在建筑行业具有很好的推广应用价值。
A11变频器在货梯中的应用
A11变频调速器以16位或32位微处理器为核心，内部包括控制和驱动两大部分。变频器可通过其外部控制端子实现启停、正反转、S曲线加减速及多段速度控制。矢量控制运算中要用到的电机本身的一些参数，可由变频器自动测出。此外，该变频器还具有过流、过载、电动机过热、过压及欠压，超速及失速等保护功能。变频器还能提供运行停止信号，零速信号，速度到达信号及运行准备信号等，可编程控制器综合外部信号和变频器给出的控制信号，经分析及逻辑运算向外部设备及变频器给出控制命令。电梯调速控制的关键是启动加速和减速平层，对其控制时要掌握以下几点：
1、启动控制
为使电梯启动时平稳无冲击，无反向溜车，启动控制应按以下顺序：
（1）首先向变频器发出预励磁命令，给电动机建立磁场(此时速度给定为零)；
（2）经**级延时后发出打开抱闸指令；
（3）再经第二级延时确认抱闸打开后给出速度指令。
2、减速平层控制
电梯减速按照距离直接停车平层，即要求各层站的减速距离完全一致。减速到平层时无爬行过程，由运行速度直接向零速减速。为保证停车时的舒适感，应确认电梯到达零速时(此信号由变频器给出)才给出合抱闸命令，再经一级延时，给出停止励磁指令。若停车后电梯没有平层，应进行再平层控制。
3、再平层控制
若电梯停车后没有准确平层，或平层后因钢丝绳形变使轿厢移位，应进行再平层。再平层应在较低的速度下进行(通常为运行速度的1%)，且应在电梯门打开，电梯处在平层区内的情况下进行。A11变频器有很好的低频转矩扭力，我们测得电梯在110%额定载重下仍能可靠地进行再平层。
由于控制系统采用了脉冲编码定位控制技术，故井道内省略了减速感应器，只在轿顶留下了一套平层感应装置，并具有再平层功能。
实践证明，改造后的电梯运行舒适感好，启动、减速、平层的舒适感不因轿厢负载的变化而变化，取得了令人满意的效果。
改造中应注意的几个问题：
电梯技术改造并没有固定模式，一切应根据现场实际情况来定。但我们在将旧式交流双速梯和调压调速梯改造成变频调速电梯过程中觉得以下几个常遇到的问题应特别引起注意，以确保改造后电梯的安全使用。
1、货梯改全自动集选控制方式时，应补装安全触板或光电保护装置，无测重装置的应设法补装。
2、保持原额定载重量，额定速度不变，保持钢丝绳原曳引比方式不变。
3、应用线路或软件保证轿顶行慢车时，轿内和机房不能走车，以确保轿顶操作人员的安全。
4、层门无自动关闭装置的应在每层层门上增设可靠的层门自动关闭装置。
5、层门门扇是由绳、链联接时，被动门扇应补设电气安全装置。
6、检查测试限速器、安全钳及其联动情况，不合格的限速器必须更换。
7、制动器应作全面分解，闸带上不允许有油垢，电磁铁可动铁芯与铜套间要干净，并用石墨粉润滑。
锐亿自动化E11变频器在自动扶梯上的节能改造
自动扶梯广泛应用商场、酒店，目前的扶梯都是以恒定的速度在运行，在无人乘坐时就显得浪费电能了，采用E11变频器进行节能改造后，既能实现自动起停和多段速运行，又实现了节能，带来了良好的经济效益。
系统说明:
1、自动载人扶梯系统要求启动运行平稳，无抖动，要求变频器启动转矩大，过载能力强。
2、E11变频器是高性能矢量变频器，能够提供足够的输出转矩，且过载能力强，转速调节精度高，在开环时速度误差能达到<0.5%，转矩响应时间短<10ms。 完全能够满足该系统的要求
3、E11变频器具有超强的过载能力，能保证在大负荷下也能实现安全强有力的运行。
应用
E11变频器应用在深圳某大酒店和商场大型商场
变频器选型
型号：AMB-E11-5R5-T3
功率: 5.5KW
输入电压: 3相380V， 50HZ
电流: In=13A， In max=20A
外接制动电阻
石化行业
锐亿自动化G9系列变频器在油田抽油机上的应用
一．抽油机的工作原理及组成
当抽油机工作时，驴头悬点上作用的负载是变化的。工作分为两个冲程，抽油机上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件下，电动机就要付出很大的能量，这时电动处于电动状态。在下冲程时，抽油机杆柱转拉动对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。抽油机未进行平衡时，上、下冲程的负载极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图一所示。这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有一个电动运行状态和一个发电机运行状态。当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。
图一：抽油机的机械部件介绍
1—底座；2—支架；3—悬绳器；4—驴头；5—游梁； 6—横梁轴承座；7—横梁；8—连杆；9—曲柄销装置； 10—曲柄装置；11—减速器；12—刹车保险装置； 13—刹车装置；14—电动机；15—配电箱。
图一： 常规曲柄平衡抽油机的机械图
二．抽油控制器的系统图及控制特点
系统组成由人机界面，三菱PLC，G9系列变频器，制动单元，制动电阻。在整个系统中PLC和变频器，触摸屏均通过RS-485进行串行通讯。
整个控制系统特点：
1． 可实现对抽油机的多种控制：空抽控制，定时启停控制，负荷超限停机控制,连喷带抽控制，启停的远程控制。
2． 自动记录抽油机工作过程,保存工作状态信息。自动判断抽油机工作是否正常,给出报警信息。
3． G9系列变频器具有自动节能控制功能，能根据负载情况自动调整电压，使电机运行在*高效率状态下
4． 变频器提供多组信号输入方式，包括温度检测信号，模拟信号，数字信号输入，故障继电器报警输出。
5． 通过人机界面可实对变频器的监控功能：频率设定，频率改写，输出电压，电流等。对变频器的控制功能：运行，停机，故障复位等。
6． 高效节能，增产。变频器的控制程序是根据油田实际情况，它能自主判断抽油机运行的上下冲程，根据油井的实际情况，实时调节上下冲程的速度，达到实际抽油时，不更改每分钟的抽油次数，但增加每次抽油时的采油量，提高抽油机的产量。
锐亿自动化G9系列变频器在油田注水泵上的应用
油田注水是中国很多油田保持高产稳产的重要有效措施。其方法就是把地层中散布的油集中到油井，再提取上来。由于大庆油田属于断裂区块油田，每个区块注水范围小，注水量随开采状况的变化，需要经常调整，大部分注水站都存在额定流量与实际流量不相匹配的问题。而油田注水由于压力高、水量大，注水电机大多是大功率电动机，电动机长期处于高耗能状态运行，采用变频调速装置对油田注水泵用电动机实行变转速调节，实现注水泵变水量控制是一项非常有效的节能措施。
现有控制流量方式
常规情况下油田高压注水采用闸板阀门控制来调节流量和压力。根据工艺要求，不允许长时间小排量运行，否则泵内温度升高造成汽蚀和机件烧毁等问题，过去被迫采用大回流方法降低温升，造成电力的大量消耗，给油田造成了大量的能源损失。
在原设计系统工况中，用两台注水泵进行系统注水。在未进行变频调速改造中，该工况的注水系统能耗损失主要在控制阀节流上。通过分析，只有通过结合配注量，降低水压，减少各注水井的阀门控制压差，才能达到节能降耗的目的。
变频系统原理说明
由于注水泵的实际流量比泵的额定流量小，因此节电潜力较大。系统中注水泵的注水控制是由变频器通过变送器的回馈压力值，与事先预设在变频器中的压力值进行比较，变频器中的PID调节器自动根据差值进行运算调节控制变频器变频调速运行；同时，变频器的运行参数通过内部计算机接口和通讯协议传输至计算机工作站；在计算机上可以随时检测和控制系统运行压力、电动机转速、输入/输出电压、输入/输出电流等参数，达到系统自动节能运行的目的。
基本原理图如下：
变频器系统与原有控制系统的比较
1） 采用变频控制方式，其操作方便，无须手动调节进水阀门，极大的减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率。
2） 启动噪音低，在启动过程中电机从低频开始缓慢加速，经20秒后达到设定频率，由于启动电流很小，减小了对电网的冲击，保护了用电设备，延长了电动机的使用寿命，提高了电机的效率，节约维修成本。
3） 系统采用一拖二控制方式，采用压力变送器反馈电流信号（4—20mA）至变频器中央处理器(CPU),经PID控制组成闭环控制系统。其输出频率的大小由作用处理器控制，使电机的转速自动增加或降低；当压力超过设定的目标值时即（＞5％）其中**台电机转为工频运行，变频器启动第二台电机变频运行，保持水压恒定。这样不但减小了电动机的无功功率，而且提高了水泵的工作效率，节约了能源。
4） 普通的工频控制方式（原有的控制方式）则不能实现这样的目的，其启动和停止需要人操作，还需要调节进水的阀门开关来满足工况要求，即费时又费力，且容易出现操作失误，造成不必要的损失。工频运行控制方式的电机的转速是不可调节的，并且启动电流大，当供水压力超过所需的压力值时需人工调节进水阀门的大小来满足供水压力。这时电机仍以满负荷运行，多余的功率就消耗在阀门上，能源浪费很大。
从以上实际工况中分析，采用变频调速的方式来满足生产的需要，使得注水泵既可大流量，也可小流量，既可高压力，也可低压力运行。可以用压力闭环或流量闭环控制注水的压力或流量，在注入站工况改变时，变频器可以使注水泵自动调节注水压力或流量。此时，泵的出口阀门全开，使泵的压差减至为零。这样，既节约了电能，又减少了阀门的维护量。还提高了系统的自动化水平，降低了系统的噪音，改善了工作的环境，减轻了工人的劳动强度。采用变频调速来获得实际需要的水流量，不但节约了电能，提高系统自动化运行程度；变频器自动根据需求量调节转速，而且平滑稳定，减少了人员的劳动强度；水泵的运行参数得以改进，系统效率大为提高。
锐亿自动化变频器在三次采油技术上的应用
在原油开采过程中，初次采油一般依靠地底压力让原油自喷而出；此后由于地下压力减小，不得不往地下注水将油驱出，称二次采油。当前，中国多数油田处于二次采油晚期，每百吨采出液体中，含水量达９５吨，综合原油采收率只有３０％多一些，６０％多的石油仍然留在地下无法采出。因此，进行三次采油、提高原油采收率，是减缓中国多数油田衰老速度、维持中国原油稳产、减少中国对国外原油依赖程度的战略要求。
三次采油概述
三次采油主要包括聚合物驱油、微生物驱油、三元复合驱油。聚合物驱三次采油比水驱提高采收率100％以上，是东部老油田高含水后期保持稳产的重要措施之一。大庆油田、大港油田、胜利油田开展了聚合物驱油，大庆油田聚合物驱年产油量已达900万吨以上。
聚合物驱油就是采用往地下注入聚合物的方法，在三次采油技术中，国内聚合物驱己形成了配套工艺技术，已在我国大庆、胜利等东部油田形成大规模工业化生产。注入聚合物的关键设备为三部分：聚合物分散装置(包括自控)、注聚泵及流量计量。
1、聚合物分散装置
聚合物分散装置(包括自控)：聚合物分散溶解装置其主要作用在于实现聚合物干粉与水的充分混合，配制成一定浓度、一定粘度的聚合物溶液。
2、注聚泵
注聚泵由动力端，液力端，传动部分和电气部分组成。
电动机通过大、小皮带轮、窄形皮带带动泵的曲轴旋转，曲轴带动连杆，柱塞作往复运动。当柱塞向后运动时，进液阀打开，液体进入泵体，直到柱塞移到*后边为止（曲轴180度），吸入过程结束，柱塞开始向前运动，此时泵体阀腔内的液体受挤压，压力升高，进液阀关闭，排液阀打开，液体排出。
3、聚合物及水的高压计量
大聚合物及水的高压计量主要用电磁流量计、金属高转子流量计和高压磁流量计
锐亿自动化变频器的技术应用
将变频调速技术主要应用注聚泵上，实现聚合物流量按实际需要流量调节。
传统注聚泵的存在的问题：
1、 传统注聚泵的调节方法通过更换不同直径的柱塞改变泵的流量和用调压阀（溢流阀）调节工作压力。无法有效地解决了注聚泵设计排量和注聚区实际需要注入量的矛盾，无法保证注入浓度和实现了聚合物溶液的连续注入。
2、 更换不同直径的柱塞需要巨大和烦琐的工作量，而且无法保证更换后的柱塞跟实际需要的流量、浓度相匹配。
3、 传统注聚泵的电机启动方法采用Y-△启动或自耦降压启动，启动电流大，对设备冲击大，增加了设备的故障率。
锐亿自动化变频器G7变频器介绍
G7系列变频器采用全新设计理念，先进PWM波形调制及优化的控制系统，多达65种的转矩提升方式和频率输入方式的灵活组合，使系统设备工作自如，有效提高制造效率。
我公司已成功将G7系列变频器应用在东北大庆油田的卧式三缸往复注聚泵上，如下图所示：
东北大庆油田的卧式三缸往复注聚泵是根据油田三次采油工艺的特定要求设计的，油田用注聚合物三柱塞高压泵液力端的过流部分均为不锈钢材料，主要用于输送聚丙烯酰胺水溶液，输送介质粘度为2000-5000mPa•s，流量为1—10m3/h，介质温度小于80 oC，压力为16Mpa。
使用后的效益：
1、有效地解决了注聚泵设计排量和注聚区实际需要注入量的矛盾，保证注入浓度和实现了聚合物溶液的连续注入。
2、调节实际需要的流量只需要一个电位器，简单方便，而且可以远程控制。
3、启动电流极小，平均节电率都在20%以上。
结束语
迅猛发展的三次采油技术,为老油田的稳产接替和提高采收率展开了广阔的前景，将变频调速技术主要应用三次采油技术不但提高了产量，而且具有环保和节能性，在油田推广具有深远的意义。
十二、 风机泵类
中央空调系统冷却水和冷冻水循环系统节能改造
前言
作为建筑内部重点耗能设备，中央空调系统的耗电一般要占整座建筑电耗的 40% 以上。而中央空调机组是以满足使用场所的*大冷热量来进行设计的，而在实际应用中绝大多数用户在使用时，冷热负荷是变化的，一般与*大设计供冷热量存在着很大的差异，系统各部分 90% 以上运行在非满载额定状态。传统的中央空调水、风系统均采用调节阀门或风门开度的方式来调节水量和风量，这种调节方式的缺点不仅是消耗大量能量，而且调节品质难以达到理想状态而导致空调的舒适度不良。
应用交流变频技术通过对中央空调的末端空调风机箱、冷却塔风机、冷冻水 / 冷却水水泵、甚至主机驱动电机转速等进行控制调节，从而使空调各子系统风量、水流量等负荷工况参数按负荷情况得到适时调节，不但能改善系统的调节品质，达到阀门、风门节 / 回流调节、变极调速等落后调节方式所不能相比的调节性能，改善空调的舒适性；更能到达节能大量电能，降低设备运随着变频技术的成熟和发展，“一天的电费用两天的电”不再是天方夜谭。对中央空调进行变频节能改造是降本增效的一条捷径。
中央空调系统的构成及工作原理
制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻水泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量，与冷却循环水进行热交换，由冷却水泵将带有热量的冷却水送到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热量散发到大气中去，如下图所示：
a冷冻水循环系统
由冷冻泵及冷冻水管道组成。从冷冻主机流出的冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，通过各房间的盘管，带走房间内的热量，使房间内的温度下降。同时，房间内的热量被冷冻水吸收，使冷冻水的温度升高。温度升高了的循环水经冷冻主机后又成为冷冻水，如此循环不已。
从冷冻主机流出，进入房间的冷冻水简称为“出水”，流经所有房间后回到冷冻主机的冷冻水简称为“回水”。无疑回水的温度将高于出水的温度形成温差。
b冷却水循环系统
冷却泵、冷却水管道及冷却塔组成。冷冻主机在进行热交换、使水温冷却的同时，必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收，使冷却水温度升高。冷却泵将升了温的冷却水压入冷却塔，使之在冷却塔中与大气进行热交换，然后再将降温了的冷却水，送回到冷冻机组。如此不断循环，带走了冷冻主机释放的热量。
流进冷冻主机的冷却水简称为“进水”，从冷冻主机流回冷却塔的冷却水简称为“回水”。同样，回水的温度将高于进水的温度形成温差。
中央空调节能改造的必要性
由于设计时，中央空调系统必须按天气*热、负荷*大时设计，并且留10-20％设计余量，然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以节能的潜力就较大，其中，冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应调节，存在很大的浪费。 水泵系统的流量与压差以前是靠阀门和旁通调节来完成，因此，不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，不仅大量浪费电能，而且还造成中央空调*末端达不到合理效果的情况。为解决这些问题需使水泵随着负载的变化调节水流量并关闭旁通。 再因水泵采用的是Y—△起动方式，电机的起动电流平均为其额定电流的3～4倍，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降，同时，起动时的机械冲击和停泵时的水锤现象，容易对机械零件、轴承、阀门、管道等造成破坏，从而增加维修工作量和备品、备件费用。
我公司节能系统介绍
采用G9系列变频器实现智能模糊控制，根据冷冻、冷却出回水的温差进行自动变频运行，在满足冷气量需求的同时，实现*大限度的节电率，*高可达60%以上
冷冻系统
冷冻系统进行恒温控制。而以回水温度信号作为目标信号，使压差的目标值可以在一定范围内根据回水温度进行适当调整。就是说，当房间温度较低时，使压差的目标值适当下降一些，减小冷冻泵的平均转速，提高节能效果。这样一来，既考虑到了环境温度的因素，又改善了节能效果。
具体方法是：在保证冷冻机组冷冻水流量所需前提下，确定一个冷冻泵变频器工作的*小工作频率，可将其设定为下限频率。水泵电机频率调节是通过安装在系统管道上温度传感器测回水温度。温控器将其与设定值进行比较。当冷冻回水温度大于设定值时，变频器输出上限频率，水泵电机高速运转；当冷冻回水温度小于设定温度时电机以设定的频率曲线工作。
系统图如下：
控制柜材料单
1、壳体 1件 1400*800*600
2、断路器 2件 80A
3、接触器 2件 100A4
4、保险丝 1件
5、中间继电器 3件
6、热继电器 1件 60~80A
7、端子 1只（10组） 100A
8、互感器 1件 100：5
9、电压表 1块 450V
10、电流表 1块 100：5
11、指示灯 4个
12、启动/停止按钮 4个
13、转换开关 1只 LWD16/3
14、热电阻温度传感器 2套（高、低温） TP2000-XBH
15、变频器 1台 AMB-G9-22T3
冷却系统
冷却系统以压差信号为反馈信号，进行恒压差控制，系统如图所示：
控制柜材料单
1、壳体 1件 1400*800*600
2、断路器 2件 80A
3、接触器 2件 100A4
4、保险丝 1件
5、中间继电器 3件
6、热继电器 1件 60~80A
7、端子 1只（10组） 100A
8、互感器 1件 100：5
9、电压表 1块 450V
10、电流表 1块 100：5
11、指示灯 4个
12、启动/停止按钮 4个
13、转换开关 1只 LWD16/3
14、恒压控制器 1套(含压力变送器) HD2000/3000
15、变频器 1台 AMB-G9-22T3
主要的功能有：
1、 变频/工频切换功能 如将转换1开关置于“停”位，则不改变原控制柜的操作，如要变频运行，则转换1开关必须置于“1号”位或“2号”位
2、闭环全自动运行功能 将转换开关2置于“闭环”位，“闭环运行”指示灯亮，此时变频器的运行频率由PID自动给定，无须人工调节。
3、 开环调节功能 将转换开关2置于“开环”位，“开环运行”指示灯亮，此时变频器的运行频率通过调节电位器，人为设定。
从运行情况看，进行变频节能改造后：
1） 节能效果显著；
2） 实现了软启动，电机启动电流大幅度下降，避免了电机启动时对电网的冲击；
3） 设备运行更平稳，消除了启动和停机时的水锤效应；
4） 实现了闭环全自动控制，提高了自动化水平，运行安全可靠、无人值守。
节能投资分析
水泵电机变频节能效率分析
为了便于进行经济效益分析，作如下定量设定：
节能改造电机功率 ： 22X4=88KW
节能改造费用 ： xxxxx元
原电机平均效率 ： 80%
节电率（20-50%） ： 30% （经验值）
电费 ： 0.80元
每天开机时间 ： 24小时
月开机时间 ： 30天
效益分析如下：
分析项目 改造前 改造后
每天用电度数（度） 88*0.80*24=1689.6 88*0.80*24*（100-30）%=1182.72
每天电费（元） 8928*0.8=1351.68 1182.72*0.8=946.176
每天节电费用（元） 405.504
月节电费用（元） 12166.2
年节电费用（元） 145994.4
投资费用（元） XXXX
投资回收周期（月） XXXX
附： G9变频器特点
科工公司推出风机水泵专用型变频器，是业界专风机水泵用变频器的厂家，产品销售到全国各地。该变频器具有节能自动运行，能持续优化电机效率，实现*大的节能效果，同时内置PID调节器，方便实现自动化控制。一般整体节电效果达30％～60％，安全可靠、操作简单。
工期及售后服务承诺
1．合同签定后30个工作日进场安装，安装调试7天，且不影响设备正常运行。
2．本公司提供免费技术培训。
3．对所供产品24小时服务，一年内免费保修，终身维护。
结束语
中央空调是现代物业大厦，宾馆商场不可缺少的设施，它能给人们带来四季如春，温馨舒适的每一天，对中央空调实行节能改造，既节省了大量的电能，又保护了环境，更为重要的是为企业带来了巨大的经济效益，大大加强了企业的竞争力！
G9在螺茨风机上的改造
对多数企业而言，电费是未被企业控制的*后一项成本，人们普遍认为电费开支是难以被控制的，交电费天经地义，因为用电设备消耗多少电，是同其机电特性所决定的，主观的控制无能为力。很显然，此观念是错误的。在全国上下用电形势严峻的情况下，作为我们的企业而言，应该注重能源的节约，注重先进节能机制的采取，先进技术的应用，把能耗降到*低 ，即保护环境又为企业创造经济效益。实践证明，通过一系列的技术和管理措施，企业至少可以减少20～60%的经营成本。
通常工业锅炉上的鼓风、引风机，给水泵都是电机以定速运转，再通过改变风机入口的档板开度来调节风量或通过改变水泵出口管路上的调节阀开度来调节给水量。而风机和水泵的*大特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，因此如将电机的定速运转改为根据需要的流量来调节电机的转速就可节约大量的电能。
在中央空调、炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到风机。在没有调速控制之前，一般采用降压起动，并且正常运行后，电动机全速运行，而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下，风门的开度为50%～80%，电机只能是满负荷运行，电动机的工作效率很低，造成很大浪费。
采用变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较，具有明显的节电效果。
由图可以说明其节电原理：
图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H?Q）特性，曲线（2） 为管网风阻特性（风门全开）。
假设风机工作在A点效率*高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q?H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。
由流体力学可知，风量与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比。采用变频器进行调速，当风量下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果风量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。
使用变频器对风机实行节能改造后：
1、捉高功率因素，减少无功功率损耗
2、 采用G9系列变频器具有自动节能控制功能，能根据负载情况自动调整电压，使电机运行在*高效率状态下
3、G9系列变频器采用先进的磁通矢量控制，低频输出额定转矩，能对螺茨风机实行强有力的控制
4、节约能源，运行成本降低
5、延长螺茨风机的使用寿命
6、软启动、启动时无大电流冲击
十一、空压机改造
空 压 机 改 造
前言
一、空压机工作原理简述：
工作原理是由一对相互平行齿合的阴阳转子(或称螺杆)在气缸内转动，使转子齿槽之间的空气不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线由吸入侧输送至输出侧，实现螺杆式空压机的吸气、压缩和排气的全过程。空压机的进气口和出气口分别位于壳体的两端，阴转子的槽也阳转子齿被主电机驱动而旋转。
原空压机的主电机运行方式为星-角或自藕减压起动重于后全压运行。具体操作程序为：按下启动按钮，控制系统接通启动器线圈并打开断油阀，空压机在卸载模式下启动，这时进气阀处于关闭位置，而放气阀打开以排放油气分离器内的压力。等降压2秒后空压机开始加载运行，系统压力开始上升。如果系统压力上升到压力开关上限值，即起跳压力，控制器使进气阀关闭，油气分离器放气，压缩机空载运行，直到系统压力跌到压力开关下限值后，即回跳压力下，控制器使进气阀打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机打开，油气分离器放气阀关闭，压缩机满载运行。
二、原系统工况存在的问题
1、 主电机虽然星-角减压起动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用
电设备的运行安全。
2、 主电机时常空载运行，属非经济运行，电能浪费严重。
3、 主电机工频运行致使空压机运行时噪音很大。
4、 主电机工频起动设备的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护工作时对机械量大。
变频改造方案：
一、 节能原理及效果
我们知道，用调整电机转速的方法同样可以调整供气量。由于空压机基本上属于恒转矩负载，用变频调速的方法调整供气量能使电机的输出功率基本与转速（供气量）成正比关系，达到很好的节电效果。两种调节方法用电情况如图1所示。
我们采用具有矢量控制功能的LG变频器，可使电机在低速时也能提供满足负载需要的转矩。同时，LG变频器的自动节能模式，可使电机在满足负载转矩要求下以*小电流运行，达到更好的节电效果。
采用恒压供气变频控制系统所带来的效果如下：
图1 功率-流量曲线图
（1）、出气口释放阀全部关闭，取消用出气口释放阀调节供气量方式，以避免由此导致的电能浪费。代之以变频器调整电机的转速来调整气体流量，使电机输出的功率与流量需求基本上成正比关系（如图1所示），始终使电机高效率工作，以达到明显的节电效果。例如当用气量是额定供气量的50%时，节电率可达40%以上；
（2）、利用变频器的节能模式，可使电机在轻载时以*高效率运行，减少不必要的电能损耗；
（3）、根据严格的EMS标准，高效的PWM变频器使用高速低耗的IGBT，降低谐波失真和电机的电能损失。
（4）、可使电机起动、加载时的电流平缓上升，没有任何冲击；可使电机实现软停，避免反生电流造成的危害，有利于延长设备的使用寿命；避免因电流峰值带来的电力公司的罚款；
（5）、采用变频控制系统后，可以实时监测供气管路中气体的压力，使供气管路中的气体的压力保持恒定，提高生产效率和产品质量；
（6）、由于电机在高效率状态下运行，功率因数较高，降低了无功损耗，节约了大量电能（如图2所示）。
（7）、保存原释放阀系统，在必要时可参加调节，增强系统的可靠性。
总之，采用恒压供气智能控制系统后，不但可节约30～40%的电力费用，延长压缩机的使用寿命，并可实现"恒压供气"的目的，提高生产效率和产品质量。
三、变频改造方案设计原则
如图所示：
根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，空压机变频改造后系统应满足以下要求：
1、 电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围不能超过±0.02Mpa。
2、 系统应具有变频和工频两套控制回路。
3、 系统具有开环和闭环两套控制回路。
4、 一台变频器能控制两台空压机组，可用转换开关切换。
5、 根据空压机的工况要求，系统应保障电动机具有恒转矩运行特性一。
6、 为了防止非正弦波干扰空压机控制器，变频器输入端应有抑制电磁干扰的有效措施。
7、 在用电气量小的情况下，变频器处在低频运行时，应保障电机绕组温度和电机的噪音不超过允许的范围。
8、 考虑到系统以后扩展问题，变频器应满足将来工况扩展的要求。
四、变频器的选型
根据上述原则，经过多方调研、比较，*后我们选择科工公司生的G9系列通用型变频器，使该系统能够满足上述工况要求。
1、G9变频器的频率精度：数字设定为±0.01%；模拟设定为±0.2%。可使压力波动范围满足设计要求。
2、系统设计了变频和工频两套主回路。
3、系统设计了闭环与开环两套控制回路。
4、使用转换开关可使变频器任意控制两台空压机组中的一台。
5、 G9型变频器适用恒转矩特性负载，该变频器还具有转矩补偿和提升的功能。
6、 在该变频器上端加装输入电抗器，有效的抑制了变频器对电网的干扰。
7、 在该变频器下端加装输出电抗器，保障了低频运行时电机温度噪音不超过允许范围。
三、改造方案原理
由变频器，压力变送器、电机、螺旋转子组成压力闭环控制系统自动调节电机
转速，使储气罐内空气压力稳定在设定范围内，进行恒压控制。
反馈压力与设定压力进行比较运算，实时控制变频器的输出步，从而调节电机转速，使
储气罐内空气压力稳定在设定压力上。
五、 空压机变频改造后的效益
1、节约能源
变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是*有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。
2、运行成本降低
传统压缩机的运行成本由三项组成：初始采购成本、维护成本和能源成本。其中能源成本大约占压缩机运行成本的77%。通过能源成本降低44.3%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。
3、提高压力控制精度
变频控制系统具有精确的压力控制能力。使压缩机的空气压力输出与用户空气系统所需的气量相匹配。变频控制压缩机的输出气量随着电机转速的改变而改变。由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。
4、延长压缩机的使用寿命
变频器从0HZ起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电
器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。此外，变频控制能够减少机组起动时电流波动，这一波动电流会影响电网和其它设备的用电，变频器能够有效的将起动电流的峰值减少到*低程度。
5、低了空压机的噪音
根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降了空
压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。
投资分析
1、项目费用
空压机节电改造费用为：XXXXXX元
2、投资回报分析
制瓶车间单台空压机改造前每月用电约为：
160KW×24小时/天×30天/月×0.8=XXXXKWH
空压机机节电率可达:20-30%之间波动，月均值在：25%；电费价格为0.52元XXX/KWH 则:
空压机每月节电电费：XXXXWH×25%×XX元/KWH=XXX元
投资回报期=投资总额/每月节约金额=XXXX≈21个月
节电改造投资在XXXX个月内收回全部收回。
结束语
随着变频器应用普及时代的来临，将变频器的应用扩展到传统空压机改造的领域，不仅扩大了变频器的应用市场，而且为空压机的制造业也提出了新的课题。预计在不远的将来，由于变频调速技术的介入，空压机将真正地进入经济运行时代。
十二、其他行业
涂装行业传动链驱动的解决方案
摘要：在涂装行业中，由于传动链一般为几百米至上千米不等，因此传动链驱动通常采用几台电机同时驱动，要求几台电机速度同步才能保证传动链的正常运行，否则就会产生链条堆积或断裂，使系统不能很好的运行。同时本文将重点介绍科工G11变频器在传动链多台电机同步控制的应用。
关键词：传动链、同步控制、变频调速
一、前言
目前在涂装行业中由于涂装加工工艺流程较多，且规模较大，机械化生产线取代人工生产线。被加工工件多数采用吊空线或地盘线输送，在整个加工工艺流程中循环运行。传动链一般都很长，几百米至几千米不等。这样，一台电机驱动根本实现不了，就要求几台电机同时驱动一条传动链，就必须让电机实现同步控制，否则链条就容易堆积或断裂。
二、 控制方式及控制要求
解决多台马达作同步控制时多数厂家大都采用两种控制方式。
1、 采用滑差调速电机拖动（俗称VS马达控制器或速比控）。利用行程开关调整滑差。VS马达控制器是一种相当简单的带电压负反馈的，单相晶闸管整流控制器，其控制器输出一个直流供应给VS马达的励磁线圈。此控制系统的负载特性相当差，低速时速度极不稳定，容易造成系统链条堆积或断裂，且故障率很高。
2、 采用变频器加异步电机拖动，利用行程开关调整速差。其控制原理是：在链条的每一传动段中，安装一个驱动座和一个调整座。调整座是可以移动的，可以用于存储过多的链条，当链条区段速度不一致时，链条会伸长和收紧。这样调整座的移动会让其行程开关发生状态变化，从而调整马达的速度，使之达到平衡输送的目的。此系统工作时，调整是靠行程开关来检测，各区段链条的伸长和收紧。我们知道调整座不可能做得太长，行程开关也不能安装太多。因此，马达的速度调整是有级的、跳变的。调整幅度较大，调整座不断调整，导致系统频繁动作。机械磨损快，且传动链运行速度
下面我向大家介绍一种，性能更优越，成本更低的传动链自动化驱动方案。
首先我们采用G11系列多功能矢量控制变频器，因为此变频器在传动链的自动化驱动方面有以下优势。
a、矢量控制技术，稳速精度是 开环无速度传感器矢量控制：±0.5% ，闭环有速度传感器矢量控制：±0.02%
b、低频转矩大，0.5HZ 满转矩输出。
c、功能强大特有频率源选择模式及给定模式，X、Y模式
d、过程PID控制系统。
只需从模拟量输入端口（0- +10V/0-20MA）引入反馈信号，即可实现过程PID系统的自动化控制。
因此在整个系统中，无需PLC等自动化产品作过程PID系统和其它功能，只要简单的线路联接，就可以实现整个传动链的自动化控制。
（1） 各驱动马达基本同步，传动链条不堆积，不断裂。
（2） *高线速度可达到10m/min
（3） 调整座调整量越小越好.
（4） 调整座需安装极限保护.
三、控制原理:
1、 在调整座的定滑轮上加装一个角位移传感器，将链条的伸长或收紧变化率通过传感器检测，并转换为0-10V/0-20mA的模拟信号，作为PID的反馈信号，送回变频器。
2、 通过变频器的键盘设置，调整座的平衡点，系统根据反馈信号与PID给定的平衡点作比较，决定马达的调整方向和速率。
3、 由于PID系统反应，调整座与平衡点稍微发生偏移时系统立刻做调整，这样，保证了在高速时能有效调整。
4、 由于变频器采用矢量控制保证了速度不随负载的变化而变化。同时，克服低速时速度不稳定的缺陷。
5、 采用主-从式结构，所有变频器的控制模式均为开环矢量控制模式,其速度可以通过面板设定或外置电位器给定。将一台E11矢量变频器作为主驱动输出，从驱动均采用G11系列产品，多台从驱动可以共用一台主驱动。
6、 主驱动的运行频率通过AO模拟口输出，作为从驱动变频器的初始同步转速，其偏差可以通过模拟量输出口AO的零偏及增益的定义来修正。
7、 从驱动的辅助频率源来自于PID。这样，从驱动马达的速度就靠调整座的信号来追踪主驱动马达的速度，达到同步的目的。
8、 在每一个调整座安装极限开关，防止意外情况发生。
简易线路图：
四、结束语
本系统在优化参数值之后，传动链的运行非常稳定。而且本系统电气器件配置简炼，逻辑清晰，与原老式系统相比，省去了价格昂贵的同步控制板和PLC，成本有较大的降幅。在行业应用中是一个性价比优良的方案。此方案已经在广东、浙江、江苏等多家客户成功应用。
G11、E11系列变频器在五层纸板生产线改造应用
工艺描述:
五层纸生产线主要有坑机、复合机、热板、纵切机、横切机组成。坑机用来将原纸制造出波浪，根据波浪的疏密程度可分为A、B、C、E四种。波浪是由电动机带动浪辊在固定的有槽的钢板上将纸挤压形成的。坑机电动机的功率一般在22KW和30KW。复合机用于将生产出来的浪纸和芯纸再加两层面纸复合在一起，这样就生成了五层纸板。在通过热板干燥，纵切机切边和压痕，然后由横切机进行剪裁。本次改造主要是4台坑机和热板的变频改造，以获得优良的调速效果和节能效果。
方案：
坑机采用E11，热板采用G11。
主要参数： 坑机采用矢量控制，并且采用端子UP、DOWN。
热板采用矢量控制，利用端子UP、DOWN调节，五台变频由控制系统提供的同步信号可进行同步调节。
调试结果:
取得圆满成功，客户对我们的变频器评价和服务水平都有较高的评价。
瓦楞纸横切机改造方案
前言
近年来，由于世界计算机技术及电力电子技术的迅猛发展，为交流变频技术的发展提供了前提条件，尤其是电流矢量控制的变频伺服控制器的出现，其1：1000的变频范围，150%的零速转矩，0.01HZ的速度分辨率，在众多领域内具备了优异的控制性能，优异的性能价格比已成为取代直流伺服控制的潮流。
性能比较
当今瓦楞纸横切机主要有机械刀和电脑刀之分，从控制系统来分电脑刀又有直流系统和交流变频系统两种。
机械刀主要由主电机同时拖动双面机和横切机，靠调整主电机和横切机之间的机械无级调速箱的传动比来调整剪切长度。这就决定了机械刀有以下缺点：
1、 更换工单时必须调整机械无级调速箱的传动比和机械刀的偏心装置。使换工单的时间长及废品增多。
2、 由于纸板的长度由调速箱的传动比来调整，所以一旦调速箱出现机械磨损、齿轮间隙过大，双面机皮带打滑，纸板的精度就难以保证。因此机械刀在使用约一年后就会出现纸板长度误差过大的现象，纸板随着生产的速度越高其长度误差越大。一般纸板长度误差大于5MM。
3、 机械刀的调速靠主电机使用滑差电机来调速，由于滑差电机低速力矩差、效率低，与变频调速系统相比，耗电量要大的多。
电脑刀的传动结构与机械刀的不同：双面机和横切机分别由不同的电机驱动，横切机由电脑、调速系统、检测轮组成一个速度闭环控制系统，由检测轮将纸板的速度检测并送进电脑，电脑根据纸板的速度和预设的纸板长度按固有的算法算出横切机的速度指令，并将速度指令发给调速系统，由调速系统控制横切机的刀速，实现纸速和刀速的同步控制。
根据调速系统的的不同，电脑刀又分为直流调速系统和交流伺服调速系统之分。与机械刀相比有以下优点：
1、电脑刀由于单独控制横切刀，纸板长度靠预定的算法调整横切机刀速来实施，故此不存在换单时的机械调整，从而减少废品和提高生产率。
2、电脑刀的机械结构要比机械刀的结构简单得多，纸板精度也并非靠机械的精度来实现，不存在调速箱的机械磨损等问题。电脑刀的纸板精度主要由检测轮（旋转编码器）、调速系统（直流、交流伺服）等电气元件的分辨率以及控制算法而定，其精度要比机械刀的精度要可靠得多，电脑刀的纸板精度一般在+/-1~2MM以内。
3、检测轮的打滑也会导致纸板长度精度变差，但检测轮的打滑与双面机皮带的打滑相比要轻的多，也容易消除的多。
电脑刀的直流调速系统与交流伺服调速系统控制横切机的纸板精度、生产效率都比机械刀的精度高，但直流调速系统有以下缺点：
1、 造价比交流变频调速系统高约20%。
2、 耗电量比交流变频调速系统高约10~15%
3、 直流系统低速有死区，造成控制不稳定。
4、 直流电机的碳刷必须定期维护和更换。
因此，全电脑交流变频控制系统是目前瓦楞纸横切机*佳的控制系统。
系统简介
QP-Ⅱ型瓦楞纸横切机全电脑交流伺服变频控制系统是本公司开发，并经过两次重大改进，现已成为国内*先进的瓦楞纸横切机控制系统。其系统的组成如下:
横切机电脑控制系统主要由上位计算机、下位计算机、伺服执行机构、信号采集元件及变换电路、人机对话控制柜等几部分组成，其结构框图如下图所示：
1、上位计算机的基本功能及配置
本系统采用了两级计算机控制，上位机主要完成数据给定，画面显示及部分管理控制功能，可安排上百组剪切订单和记录生产数据，并配置有自学习软件用以补偿和修正各种情况引起的剪切误差。上位机采用适用于工业现场的工控机，键盘采用带防尘的薄膜键盘。具有适应现场环境粉尘大的特点。其与下位机通讯是通过RS-232/422串行口通讯模块，具有抗干扰能力强的特点。
2、下位机（中央处理器）采用日本三菱公司的可编程控制器，是整个控制系统的核心。负责将采集的信号处理，按照伺服控制的原理发出指令，完成一系列的控制。
3、本系统的主轴驱动及伺服控制的速度、位置检测部件均采用旋转编码器。其精度高与可靠性高的特点为伺服高精密控制提供可行性。
4、系统的执行机构采用交流伺服变频器和大功率交流伺服电机。其大启动力矩和高速度精度的特点为高速度、高精度生产提供保证。
5、刀架采用无偏心装置的电脑横切刀，而电机与刀架之间连接是带消间隙的减速机构。
6、送纸电机（即主轴驱动）采用变频伺服控制，采用这种方式可以使到送纸的速度稳定，提高纸板的剪切精度，而且可与横切机的电机共用制动功率，实现交流伺服再生制动，与机械刀相比，节能达到30%以上。
投资与回报
瓦楞纸横切机由机械刀改为QP-Ⅱ型交流伺服变频控制的电脑刀的造价为￥320000.00。
以1.6米瓦楞纸线、月产值为￥5000000.00、电费为￥1.00，每天生产8小时计算回报周期：
A）机械刀的剪切精度为+/-5MM以上，电脑刀的剪切精度为+/-1~2MM，以平均纸板长度为1200MM计算，侧提高剪切精度一项每月可节约成本：
产值*精度差/平均纸板长度=产值*0.005=￥25000.00
B）1.6米线机械刀的双面机耗电量约为25KW/H，而交流伺服变频电脑刀的双面机与横切机耗电量仅为10KW/H以下，以每天生产8小时计算，月节电费为：（25-10）*8*30*1.00=3600.00
C）机械刀要保证+/-5MM的精度，一般生产速度不可能大于80米/分，而交流伺服变频的电脑刀其生产速度可达到100~120米/分，再加上其换单快捷，这就大大提高了生产效率，同时也降低了单面机、涂胶机、双面机的加热、加压、传动能耗。
综合以上所述，改造横切机的投资在一年内时间就可回收。
系统技术指标、设备清单
QP-Ⅱ型交流伺服变频控制电脑刀技术指标如下：
速度：100米~120米
刀架宽度：1.6米，1.8米，2.0米
剪切精度：+/-1~2MM （95%）
变速剪切精度：+/-2MM （95%）
*短剪切长度：500MM
*长剪切长度：6000MM
QP-Ⅱ型交流伺服变频控制电脑刀设备清单如下：
编号 名称 型号 数量 产地（厂家）
1 电脑横切刀刀架 1 成都飞机包装公司
2 主轴驱动变频器 A11 1 科工
3 伺服驱动变频器 A11 1 科工
4 通用型变频器 E11 1 科工
5 伺服电机 串绕组30KW 1 广州建国电机厂
6 可编程控制器 FX2N-80MT 1 日本三菱公司
7 工业电脑 PⅡ-586 1 台湾研祥公司
8 电控柜 1 国产
9 其他电气元件 美国、日本
在平板矫平机的应用
一、 设备配置
设备名称：程控平板矫平定尺控制系统
设备组成：开卷机、剪板机、19辊薄板矫平机及辅助压下装置，其中用19辊薄板矫平机的驱动变频器采用科工E11系列变频器。
电机功率：30KW
钢板厚度及宽度：0.6~6mm×1650mm
矫平机速度：7~30m/s
定尺长度：1.5/2/4/6m多种
剪切精度：0.5mm，卷板2mm
二、 平板矫平机的工作原理
由轧钢厂生产的冷轧板或卷板，必须经过定尺剪切后才能广泛应用，平板矫平机是将成卷板材矫平并定尺剪裁的专用设备，其工作过程如下：
用吊车将整卷板材固定在开卷机上，由开卷机将板材经过辅助压下装置送入矫平机；
调节矫平机前后梁，使不同厚度的板材能顺利送入矫平机，关闭开卷机；
启动矫平机，在矫平机出口检测已矫平的板材长度，达到设定尺要求后迅速停机定位；
剪板机在达到定尺要求后，将板材剪断，完成一次剪切操作；
上述操作既可由系统自动完成，也可通过手动完成 。
三、 系统特点
在冶金系统中，定尺控制的应用场合非常广泛，不同场合所用的方法也不尽相同，但基本上都是采用PLC+PG控制方案。本套系统也不例外，它采用三菱PLC完成平板的前进/后退、平板电动、前后梁上升/下降、定尺长度设定、剪板机启动/停止、剪板机启动、自动/手动选择、推进速度选择等操作，通过KV2000变频器多段速度选择推进速度，并根据剪板机型号选用合适的加减速度，从而提高定尺精度，其控制系统框图如图2所示。
四、 变频器参数设置
表1为本套系统使用的变频器参数设定值，其它参数均采用出厂参数。在表1的参数中，直流制动时间长达10秒，这主要是为了防止剪切时开卷板材反拽引起的定尺精度的下降，即零频抱闸，实际使用直流制动的时间不到5S。
功能代码 名 称 设定参数
F010 运行控制方式选择 1：外部端子控制
F028 加速时间 3S
F029 减速时间 4S
F051 34 1．2
F074 停机方式 0：减速
F023 停机直流制动起始频率 50Hz
F024 停机直流制动电压 5%
F025 停机直流制动动作时间 10S
F036 阶段频率1运行频率 20Hz
F037 阶段频率2运行频率 5Hz
F038 阶段频率3运行频率 50Hz
表1 变频器参数设置
高压变频器在恒压供水上的应用
引言
大中型自来水厂的水泵驱动电机一般是由高压电机驱动，其供水压力与流量的调节大多采用传统的方式，通过控制水泵的运行台数，辅助于阀门的开度变化的方式进行调节，由于供水时间相对集中，一日内的负荷变化较大，特别是在午夜与凌晨的时段，产生大马拉小车的现象，这种情况在春冬两季更为明显，既浪费能源，又使供水管网的压力波动。为了解决这一问题，平顶山煤炭集团自来水厂领域决定选用科工的AMB-HV1型高压变频器，对原有的水泵驱动电机进行变频节能改造。
系统概况
原高压电机以工频电源驱动时，电机定速运行，只能靠水泵出口侧的阀门来调节供水流量，不仅浪费能源，而且会产生“水锤效应”和“憋泵”现象，对此，我们采用科工高压变频器内置PID功能进行节能改造。
PID功能介绍：水泵变频调速是一个压力闭环控制系统，设定水泵出工侧压力参数为控制对象，当实际压力与设定压力发生偏差±H时，高压变频器则根据压力传感器反馈的信号，自动调节变频器的输出频率与电压，从而改变水泵驱动电机的转速，使水泵出口侧的压力维持恒定。
风机泵类负载变频调速的节能原理
风机泵类负载一般是通过改变阀门挡板的开度进行流量、压力调节的。图-1为泵（风机）扬程流量特性曲线（H-Q）图。在阀门控制的方式下，当系统流量从Qmax减少到Q1时，必须相应地关小阀门。这时，阀门的阻力变大，流体的节流损失增加，流道的阻力线从A0到A2。
泵（或风机）运行的工况点，从b点移到c点，扬程从H0上升到H2，而实际需要的工况点为d点。
根据泵（风机）的功率计算工式：
P＝ρgQH/1000η 式中：
P—水泵使用工况轴功率（KW）
ρ—输出介质的密度（kg/m3）
Q—使用工况点的流量（m3/s）
g—动力加速度（m/s2）
η—使用工况点泵的效率。
可求出运行在c点和d点泵的轴功率分别为：
Pc＝PgQ1H2/1000η; Pd＝PgQ1H1/1000η;
两者之差为ΔP＝Pc-Pd＝PgQ(H2-H1)/1000η
上式说明，用阀门控制流量时，有ΔP的功率被损耗浪费掉了。而且，随着阀门不断关小，这个损耗还要增加。
用变频调速控制时，当流量从Qmax减少到Q，由于阀门的开度没有变化，管网的阻力曲线不变，泵的特性曲线随转速由n0变化到n1。泵（风机）运行的工况点，则从b点移到d点，扬程从H0下降到H1，而用转速控制时，根据流量Q，扬程H，功率P和转速N之间的关系：
Q1/Q2＝n1/n2; H1/H2＝(n1/n2)2; P1/P2＝(n1/n2)3
可知：流量Q与转速N的一次方成正比；扬程H与与转速N成平方比；而功率P与转速N成立方比，若转速下降20%，则轴功率对应下降49%，由此可见，采用变频调速可以大幅降低电机的电耗，节省能源，降低企业成本。
高压变频器的选型：
高压变频器是价格不菲的传动控制设备。因此，我们在设备的选型上要慎之又慎。国际知名的电气公司诸如：ABB,西门子，富士都在生产6KV系列高压变频器，而且在国内企业均有成功应用的例子，但它们的产品一般都售价高昂，同时在技术支持及售后服务方面不及国内便捷。近年，国内企业生产的高压变频器，经不断完善，其技术与十分成熟。综合产品价格、售后服务、设备的可靠性诸方面因素，*终我们选用了AMB-HV1型变频器。AMB-HV1型高压变频器采用了工业控制领域已广泛应用的成熟，可靠技术，诸如移相整流技术，H桥单相逆变技术等，因而具有很高的可靠性。
锐亿自动化高压变频器与国外某品高压变频器性能对照表
生产厂家 科工 欧美某厂家
变频器型号 AMB-HV1036V060 某型号
主回路结构 单元串联多重化电压源型 单元串联多重化电源型
变频器容量 375KVA 375KVA
输入频率 50~60Hz 50~60Hz
输入电压 6KV±25% 6KV±25%
输入电流 36A 36A
功率器件 IGBT IGBT
*大欠压范围 25% 15%
过载能力 120%1min 150%3s 120%1min 150%3s
运行环境温度 0~400C 0~400C
AMB-HV1型高压变频器的基本原理与技术特点：
电源侧与逆变功率单元之间，设置了移相整流变压器，移相变压器边各绕阻之间互相错开一定的电角度，给逆变功率单元供电，各功率与移相变压器连线如图-2所示。
移相变压器的多重二次绕组对电网而言，类同多相负载，它即为逆变功率单元的电压叠加提供了条件，又解决了电源网侧的谐波问题。对AMB-HV1型高压变频器而言，每相有6个不同的相位组，形成了36脉冲的二极管整流电路。因此，它的基波电流值高，理论上讲35次以下的谐波可以消除电流的畸变率THPi＜190.
AMB-HV1型高压变频器采用载波移相技术，各功率单元在主控CPU发生的控制电平下，依次导通关断。各功率单元输出的1，0，-1电平叠加后，形成了频率电压可调的多重化阶梯形，得到了几近**的正弦波形。逆变功率单元由整流电路，电解电容滤波电路，H桥逆变路构成，其基本原理如图-3所示。
各功率单元的输入电压为590V，功率模块为低饱合压降，耐压为1700V的IGBT，功率单元与控CPU板之间监控电平由光纤传递，使布线的杂散电感减至*少，杜绝噪声损耗。
因为每相的逆变功率单元按一定的相位差串联，其输出的电压波形是多段阶梯波，且等效的开关频率很高。因此，它没有通用变频器6脉波逆变电路产生的6K±1的高次谐波产生的转矩脉动问题，避免了谐波电流引起的电机发热，杜绝了共模电压与dv/dt应力对电机与电缆的损害。因此，系统不需要再配置电抗器，滤波器。实际使用情况：
系统采用2台水泵驱动电机共用一台高压变频器的形式，高压变频器分别控制2台水泵驱动电机的启动与调速及工频/变频的切换。主回路如图-4所示。高压电机铭牌标定参数
额定电压：UN＝6KV；额定电压IN＝27A；额定转速NN＝1475r/min；额定功率PN＝220KW
电机启动平稳，消除了刺耳的启动噪音。
原高压电机工频启动时，由于起动时间短，起动冲击电流大（IN5~7倍），电机与水泵振动较大，会产生刺耳的噪音。使用高压变频器后，这些现象彻底消除。使用变频器后，电机启动时，电机的转速在高压变频器设定的范围内，从零开如平缓上升，电机电流亦随之平稳变化，电流表的指针平稳偏转，杜绝了工频启动时对电网的冲击。
电机启动时，水泵出口侧阀门关闭，变频器输出超始频率为2Hz，电机相电流为0.6A，1分钟以后，输出频率为43Hz,电机的相电流为18A。未采用变频器时，每当用水量大，水压低时，值班人员要及时开大水泵出口侧阀门，加大出水量；而当用水量小，水压电时，值班操作人员要及时关小水泵出口侧阀门，减小出水量。采用变频器后，网管水压通过压力闭环控制系统自动控制，供水压力始终保持在0.45MPa的设定压力上。而且，泵的启停台数由PLC根据工况情况自动控制，使系统由人力控制的方式上升到自动化控制的台阶。
节省电能降低企业设备运行成本
原高压电机以工频电源驱动时，电机定速运行，只能靠水泵出口侧的阀门来调节供水流量，不仅浪费能源，而且会产生“水锤效应”和“憋泵”现象，使用高压变频器，不仅解决了这些问题，而且可以根据供水管网所需流量，自动调节电机转速，从而节省电能，减少企业供水产生成本。解决了“水锤效应”“憋泵”水压忽高忽低的问题，减少管网爆管，水的“跑、冒、滴、漏”，可见使用变频器也利于节水。
表2为30天时内，工频与变频时电机的对照表，该表说明使用了变频器后水泵的电耗降低了30%，以当地电价0.55元/KWH计算，每月可节省27000元左右。
变频调速 工频定速
频率（Hz） 变化 50
转速(r/min) 变化 1475
电流(A) 变化 25A(窄幅变化)
时间(H) 30 30
电耗(KW/H) 51200 101304
原高压电机未装置功率因数补偿电容，盘面上的功率因数表的读数在0.85的刻度上，使用高压变频器后，因高压逆变功率单元内均装置有大的电解电容，相当于在电网侧与机之间加入了一级容性隔离。使整个系数的效率大为提高。现在功率表的读数在0.95以上。可见，高压变频器不仅调频、调压、调速，软起动的功能，而且具有功率因数补偿的功能。
结束语：
我们这次装置AMB-HV1系列高压变频器一次调试成功，说明科工的高压变频器具有很高的可靠性，高压变频器的成功运行，不仅为企业带来了节能效益，减少了设备维修，而且提高了供水系统的自动化水平。可以说高压变频调速为企业节能降耗，提高经济效益开掘了新途径。
14、 水泥；陶瓷；冶金行业
变频器在球磨机节能改造中的应用
一. 前 言
在21世纪的今天，全球能源紧张，节能的呼声越来越高，先进的节能技术已经成为社会的一道亮点；然而在很多企业里的节能意识也很强,但就因为偶很制约因素使很多企业没有真正将节能落到了实处。特别是在水泥；陶瓷；冶金行业，普遍认为球磨机难以被控制的，因为用电设备消耗多少电，是与其电机特性所决定的，主观的控制无能为力。很显然，此观念是错误的。在全国上下用电形势严峻的情况下。广州锐亿自动化采用*新的3000系列变频器，利用先进的变频节能技术，在广东塔牌集团；东南水泥等实行球磨机节能改造。实践证明，通过一系列的技术和管理措施把球磨机的能耗降到*低，既保护环境又为企业创造经济效益，企业至少可以减少5~10%的经营成本。
二、球磨机的工作原理
在水泥；陶瓷；冶金企业里，球磨机由于功率比较大，占据了企业总用电量的80%以上，各类球磨机的结构基本大致相同，只是它们的某些部件有所不同，球磨机一般均由筒体；衬板，给料器；排料器；空中轴；轴承；传动装置和润滑系统组成。圆形筒体由若干块钢板焊接而成，其两端焊接有法兰，以便以铸钢的给料端盖排料端盖连接，筒内装有可以更换的衬板，为了使衬板与筒体内壁紧密接触并缓冲钢球对筒体的冲击，在衬板与筒体之间敷有胶合板，为便于更换衬板和检查筒体内部状况，在筒体上开有 入孔，入孔为矩形，长度一般为三百五十到五百五十毫米。
给料部：
由带有中空轴颈的端盖联合给料器，扇形衬板，和轴颈内套，等部件组成，中空轴颈内套可防止给料磨损轴颈内表面，内套的内表面带有螺旋，有助于给料，给料器用螺栓固定在内套的端部，一般使用联合式给料器，其次是鼓式给料器和涡式给料器等等。
排料部：
由带有中空轴颈的端盖，格子衬板，衬块，中心衬板，和轴颈内套等零件组成，在端盖内壁上铸有八条放射性的筋条，相当于隔板，每两根筋条之间有格子衬板，用衬块挤压固定，衬块则[有螺钉穿过壁上的筋条固定在端盖上，自中心部分，利用中心衬板的止口拖住所以的格子衬板，中空轴颈的内套在排料格子的一端制成喇叭形叶片，以引导隔板淘起的矿浆顺着叶片流出，整个排料部位和给料部位都一样紧固在筒体法蓝盘上。
驱动部分：
球磨机属于低速重载设备，装载量大，起动离矩也很大，一般需要加装液力耦合器来完成传动系统的启动和调速，水泥；陶瓷；冶金球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置来启动，对电网冲击大，而且启动完成后运转时所需的转距减小，所以在节约能源方面有很大的空间，目前普遍采用的驱动方式是：三相交流电动机—液力耦合器—齿轮减速器—皮带减速器。由于球磨机属恒转矩负载，在用液力耦合器调速时，其调速效率等于调速比，有很大一部分能量在液力耦合器中被浪费了。
三、球磨的生产工艺
球磨机一般以固定的转速运行，筒体 转速是由皮带轮或齿轮减速机构（也有用液力耦合器）决定的。球磨机的转速直接影响到钢球和物料的运动状况及物料的研磨过程，在不同的转速下，筒体内的钢球和物料的运动状况，当转速较低时，钢球和物料随筒体内壁上升，当钢球和物料的倾角等于或大于自然倾角时，沿斜面滑下，不能形成足够的落差，钢球对物料的研磨作用很小，球磨机的效率很低。
当筒体的转速处于上述二者之间的某一转速时，钢球被带到一定的高度后沿抛物线落下，对筒底物料的撞击作用*大，研磨效率*高，此时的转速称为*佳工作转速。如果筒体的转速很高，由于离心力的作用，以致使物料和钢球不再脱离筒壁，而随其一同旋转，这时钢球对物料已无撞击作用，研磨效率则更低。这种状态的*低转速称为临界转速。
四、球磨机系统存在的问题
球磨机一般采用的工频控制，易造成物料的过度研磨，需研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大。球磨机一般采用星三角或自耦降压启动，启动电流特别大，对设备和电网的冲击很大，机械设备的生产维护量也大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展以及企业产生规模的扩大，直接工控球机磨的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。这促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机---变频控制球磨机。
五、球磨机变频调速节能控制系统的工作原理
系统性能要求
根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，改造后的研磨机系统应满足以下要求：
改后的设备要有足够的起动转距，满足球磨机装载量大的要求，并保证设备在变频运行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性：
利用变频调速控制系统改造原有球磨机低速时的正常运行，确保正常的工艺控制要求，延长球磨机和电动机的使用寿命，减少维护。
变频器的选型：
根据上述原则，选择锐亿自动化*新的3000系列变频器，该系列变频器有以下特点：
本系列是采用新一代SVPWM波型生成技术的变频器，低速额定转矩输出，带载能力强，低速时可达到80%的额定转矩输出。
具有多种转矩提升及V/f曲线可设定，多种加、减速模式可以选择，内置人性化的PID功能，诸多参数均可在线调整。具有各种完善的保护功能及故障诊断系统，具有过电压、过电流及失速保护等功能技术先进，功能齐全，使用方便，可满足电气节能及各种生产工艺要求的需要。电压等级多种规格齐全，性能可达到欧美日等国外同类产品水准，频率精度高。可使运转平稳，满足设计的要求。
应用效果：
球磨机安装变频节能控制系统后，取得了以下效果：
改造后的设备能够实现自动控制，以及市电/节电切换功能，并能克服球磨机大惯性引起的回升电压，有效地保证设备正常运行，利用变频器自动电压调节功能，可在与负载无关的条件下，保持电机效率*高，因消除了起动时的冲击，延长了机轴、波箱齿轮、皮带等机械的使用寿命，减少了维修费用；利用变频节能调速技术改造了球磨机的拖动系统，满足了球磨机低速运行、大起动转距的特点，实现了球磨机的运行速度连续可调，电机起动时无冲击电流，起动力矩足够，保护功能完善，保证了工艺控制质量，节约了维护成本。
球磨机使用变频调速后，起动电流可比原先小5倍以上，（如132KW电机原先的起动电流在1000A以上，变频节能控制系统起动电流为180~200A之间），实现了真正的软起动，也收到了节能的效果。由于起动电流大大减小，不会造成对电网的冲击和电网电压的下降，消除了因球磨机起动而引起的其它用电设备调闸或故障，在同样的电网容量下，并可以增加装机台数，内置PLC多段速自动运行功能，可以通过变频方便地设定研磨时间，加磨时间和自动停机功能，使操作更加智能化，人性化。球磨机变频节能系统的节能效果一般可达12~15%左右。
六、投资与回报
以塔牌集团为例，其公司安装的6台大功率的变频器，以其中的一台40吨球磨机为例，电动机功率为132KW，实际使用功率为115KW，每天工作18小时，每月工作30天，这样原球磨机每月用电量为：115KW×18小时×30天=62100kw/h(度),在安装了球磨机专用的变频器节能控制系统后节电率可达5.5万计算，投资回收期为55000÷5893=9.3个月,若以平均节电率12%计算,则月节电效益为621000×12%×0.65=4843元，每台变频器投资为5.5万元计算，投资回收期为55000÷4843=11.3个月，即不到一年就可以收回全部的投资，而变频器的使用寿命一般为10~15年，一年后即为纯回报期，也即年节电收益在6万元左右。
七、结束语
在我国水泥；陶瓷；冶金行业,球磨机被大量使用,是物料粉碎不可缺少的重要生产设备,实践证明,变频器用于水泥；陶瓷；冶金行业球磨机的节能驱动是十分成功的,取得了良好的经济效益,对于我国提出的建设节约型社会,减少环境污染具有重大的经济和社会意义,锐亿自动化也必在水泥；陶瓷；冶金行业大力的推广应用,尽早实现工业梅州的口号。
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