摘要：在生产实际中，变频器凭借其节电效果以及优越的性能得到了广泛的应用，能够用于工艺流程的改进与传统工业的创新，有助于生产自动化的实现。基于此，笔者将某工厂的输送生产线作为研究对象，从变频器的选择、变频器的控制设计以及变频器的参数设置这三个方面，对变频器在生产实际中的应用进行分析，以期为相关研究提供参考。
关键词：变频器；控制设计；参数设置
前言：在我国现代工业领域中，交流传动的应用更为普遍，而交流传动系统主要通过变频器进行速度的控制。变频器的应用可以有效提高控制系统的可靠性以及控制精度，呈现出显著的控制便捷、维护简单以及远程控制等优势。这些优势使得变频器在工业自动控制系统和电力电子系统中的应用十分广泛。但是在生产实际中，变频器的应用仍旧存在高次谐波严重等问题，影响变频器作用的发挥。因此，对于变频器在生产实际中的应用是很有必要的。
1.变频器的作用分析
在变频器的应用中，主要发挥着以下作用：（1）降低电路中的启动电流，在电动机启动的过程中，电机线路会产生4-7倍的额定电流，较大的电流使电机绕组的电应力大大增加，还会产生一定的热量，会缩短电动机的寿命，变频器的应用可以降低电动机的启动电流，提高绕组的承受力，从而延长电动机的寿命，降低使用者的维护成本。与此同时，在电动机进行工频启动时，消耗的功率可能会超过系统的最高极限，导致电压出现较大的波动，从而影响到同一电网上的用户，而变频器的应用可以有效解决这一问题，避免电压出现波动。
（2）提供可调节的运行速度。变频器可以控制电动机进行零速启动，还能够根据用户的需求进行匀加速以及加速曲线的设置。常用的加速曲线包括直线型加速和自动加速等。与此同时，变频器在调节速度的过程中，可以降低电动机齿轮以及机械部分轴的冲击，延长电动机机械部件的使用寿命，提高电动机运转的可靠性。
（3）调节转矩及其极限。当变频器在进行电动机速度的调节时，能够进行转矩极限的设置，避免机械受到损害，提高产品的可靠性，保障产品生产工艺流程的连续性。就目前的应用状况而言，变频器不仅可以调整转矩，还能够控制转矩的精度。虽然电动机也能够通过热保护或者电流值的检测控制其转矩，但是却不能像变频器一样精确地进行转矩的控制与设置。与此同时，变频器能够和同步电机相结合，实现高效转矩的输出，可以节约多种机械传动部件。
2.变频器应用场合的分析
2.1变频器的应用分析
第一，在煤机设备上的应用。变频器凭借其特点与优势，在工业领域有十分广泛的应用，具有代表性的应用就是锅炉链条在煤机设备中的应用。在实际的运行过程中，不同的锅炉对于煤的需求量所有不同，变频器可以通过对锅炉链条的控制，为不同的锅炉输送相应的煤的数量。以此提高锅炉的生产效率，节约其生产成本。
第二，在恒压供水系统中的应用。一般来说，恒压供水系统需要根据用户不同的使用需求进行持续供水。在实际的系统运行中，变频器可以有效保障系统压力的恒定，还能够有效控制系统的供水量，确保恒压供水系统可以达成规定的工作指标，有助于供水质量的提升，为用户提供优质的供水服务。
第三，在风机上的应用。在实际的工作过程中，风机需要进行工作时间以及工作强度的设置，要是长时间运行风机，不仅会导致风机的电力系统出现故障，还会缩短风机的使用寿命。因此，技术人员将变频器引入到风机中，工作人员可以根据风机的使用要求进行风机运转时间以及停止时间的设置，不仅可以实现风机的高效运转，还能够延长风机的使用寿命。
2.2变频器的应用实例分析
本文将某工厂的输送生产线作为研究对象，分析变频器在生产实际中的应用。该厂的输送生产线主要有六条，最长的生产线控制长度高达1936m；最短的生产线控制长度为224m，六条输送生产线贯穿于整个车间，每隔2.5m就会布置一个主动滚轮以及四个从动滚轮，每五个滚轮是一组，每组间隔12.5米。其中，主动滚轮的直径为200mm，其宽度为360mm，滚轮带有导槽，能够双向运行，线速度可达60m/min。输送生产线的电机减速功率为1.1kw，基础线速度为30m/min，速比为29，一共安装了422台电机。
目前，该输送生产线要求应用变频器，采用变频调速方式进行输送线的控制。在工作的过程中，要求输送线在工位前10米处开始减速，离开工位即可加速运行，输送线的速度要在10m/min到60m/min。通过上述分析，变频器的应用可以采用分单元控制方式，通常是选择八台电动机作为一个单元，通过一个或者多个变频调速系统，对输送生产线进行控制，并根据生产现场的总线PROFIBUS将运行信号进行采样与传输，输送到总控制柜中[1]。
3.变频器在生产实际中的应用分析
3.1变频器的选择
在生产实际中，变频器的选择需要考虑应用场合的所有使用工况，在最差工况的基础上，留有一定的余地，并为变频器提供一定的保护措施。与此同时，工作人员需要考虑变频器的经济性与性能，选择最佳的变频器规格与容量，保障变频器的工作效率，使其正常运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体而言，变频器的选择需要考虑以下几点：
（1）变频器的控制方式，工作人员需要明确变频器的应用目的，明确变频器采用恒流控制还是恒压控制；（2）变频器和负载的匹配，一般来说，生产实际中应用的变频器容量需要高于负载的规定输出，也要高于电动机的容量，变频器的电流需要高于电动机的电流，这样才能确保变频器控制的有效性；（3）变频器控制的电动机数量，如果是一台变频器控制多台电动机，工作人员需要考虑电动机启动时产生的电流及转矩，并在变频器的容量选择时留有一定的余地，根据最大电流计算变频器的过载能力以及电流；（4）变频器和电动机的距离，一般来说，变频器和电动机之间的距离越短越好，这样可以降低电缆的对地电容，从而减少干扰的发射源，如果需要采用长电缆运行方式，工作人员需要采用相应的措施，比如，采取更大容量的变频器、在变频器的输出位置安装电抗器等，以此防止变频器出现出力不足现象。
根据上述选择要点，结合该工厂的输送线工艺和电动机分布状况，工作人员可以选择型号为FRN11PS、功率为15W的富士变频器。选择同一型号的变频器可以为工厂的维修和管理提供便利[2]。
3.2变频器的控制设计
第一，主回路的设计。在变频器中安装电抗器可以避免变频器出现高次谐波，对其他手电设备造成不利影响。因此，在进行主回路的设计时，工作人员需要根据选择变频器的容量决定电抗器的应用与否。另外，在变频器所在的主回路中，经常会出现缺相保护问题，工作人员需要在主回路中安装断路器，对变频器进行过载保护以及缺相保护，断路器的选型需要根据变频器的容量选择。
第二，控制回路的设计。一般来说，变频器在生产实际中的应用需要进行控制回路的设计，实现工频和变频之间的手动切换。当变频器出现故障的时候，工作人员可以手动切换到工频回路，保障生产系统的正常运行。需要注意的是，输出端不可以加电压，需要在工频和变频之间需要具备互锁。
第三，接地设计。在生产实际中， 变频起的接地设计能够保障生产系统的稳定运行，有效降低生产噪声。一般来说，接地端子的接地电阻应该尽量小，接地导线的界面不能在4mm以下，接地导线的长度不能大于5m。与此同时，变频器的接地点并不能与动力设备的接地点相重合。在该工厂的输送生产线中，工作人员可以将控制系统单独接地，并将接地电阻选为1Ω。
第四，控制柜的设计。变频器的内部损耗会导致变频器发热，而在变频起的内部损耗中，主线路的损耗占据98%，控制电路的损耗占据2%。因此，在生产实际中，工作人员需要采取散热措施，保障变频器的正常运行。常用的散热措施就是在变频器以及控制柜中安装风扇。对于控制柜中安装的风扇，要求风道设计具备合理性，并在进风口安装防尘网，确保控制柜能够顺畅排风。
对于该厂的输送生产线而言，所有电动机都应用热继电器进行保护，由于负载存在不均匀性，导致工厂的热继电器经常出现损坏现象。对于这一问题，工作人员可以选择带有过电流保护和过热保护的性能电动机启动器代替原本的启动器，保护变频器的正常运行。但是因为电动机和厂房的距离比较远，从生产成本角度出发，工作人员还需要在变频器和电动机之间安装中继箱[3]。
3.3变频器的参数设置
变频器在生产实际的应用中，需要科学合理地进行参数的设置，确保变频器能够满足传动系统对于控制的需求。通常来说，刚出厂的变频器会由厂家进行参数默认值的设置，这一数值不一定会适用于工厂传动系统的要求，这就要求工作人员根据变频器的说明书进行参数设置。如果在参数设置过程中出现了故障，工作人员可以通过恢复出厂设置将参数还原为出厂时的数值。比如，电动机的额定电流和空载电流的参数设置，在该工厂的输送生产线中，采用一台变频器控制八台电动机的控制方式，虽然电动机的型号和控制方式一致，但是负载存在一定的差异。因此，在进行变频器的参数设置时，需要注意额定电流和空载电流，将其调整为最大值，防止变频器出现瞬间过电流现象。
在变频器的参数设置中，不仅考虑到电流参数，还需要考虑到电压。在变频器控制电动机运行的过程中，当变频器进行有载启动或者停机的时候，可能会出现“过电压”现象。对于变频器而言，“过电压”现象主要是指电频器的电压全部集中于直流母线的直流电压上。在正常运行的过程中，变频器直流电的大小是三相全波整流之后取的平均值。也就是说，如果线电压按照380V计算，则正常情况下的直流电压为513V。但是当“过电压”现象发生时，直流母线中的储能电容会因为充电而导致电压升高，当电压值大于过电压的检出值时，变频器就会采取过电压保护动作。一般来说，变频器过电压报警出现的原因在于变频器“减速时间”这一参数的设置错误。因此，为了避免变频器出现“过电压”现象，损坏变频器，工作人员需要将变频器的“减速时间”和“加速时间”这两个参数值设置的大一些[4]。
结论：综上所述，变频器在工业、电力行业、制造行业和矿业等领域有十分广泛的应用。通过对变频器在生产实际中的应用分子可知，变频器的应用需要注意变频器型号与容量的选择，考虑高次谐波以及过电流对变频器造成的干扰，合理设置变频器的回路，保障变频器的稳定运行及其作用的发挥。希望本文的分析可以为生产实际中工作人员应用变频器提供帮助。
参考文献：
[1]许文君,胡俊峰.高压变频器在垃圾焚烧发电厂引风机节能中的应用分析[J].山西电力,2018(01):58-60.
[2]周志敏.变频器的控制方式及应用选型[J].变频器世界,2018(02):44-47.
[3]翟小龙.变频器控制技术在煤矿机电设备中的应用[J].机械管理开发,2018,33(01):79-80.
[4]吕明磊.浅谈变频器应用现状与发展趋势[J].机电信息,2012(03):49+51.
论文作者:彭汉高
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/6
标签：变频器论文; 电动机论文; 过电压论文; 电流论文; 工作人员论文; 转矩论文; 生产线论文; 《电力设备》2018年第6期论文;