三菱FR840系列变频器在玻璃清洗机气力风刀上的应用.docx
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三菱FR840系列变频器在玻璃清洗机气力风刀上的应用
三菱FR840系列变频器在宿迁中玻电子玻璃清洗机风刀风机上的应用
TheapplicationofMitsubishiFR840seriesinverterontheairfanoftheglasswasherofSUQIANCNGElectronicGlassCO.,LTD
本文主要介绍三菱FR840系列变频器在玻璃清洗机气力风刀风机上的具体应用,通过对风机的转速控制实现风量的改变,以达到快速吹干玻璃表面遗留下来的冲洗水渍。
利用三菱变频器的高效控制性能实现“本地/远程”控制,节能优化控制。
关键字:
适用负载选择、本地远程控制、节能优化;
ThisdocumentmainlyintroducesMitsubishiFR840seriesinverterintheglasscleaningmachinepneumaticairknifefanonthespecificapplication,throughtothefanspeedcontroltorealizethechangeoftheairvolume,inordertoachieverapiddrywashingwaterdamageleftonthesurfaceoftheglass.UsingtheefficientcontrolperformanceofMitsubishiinvertertorealize"local/remote"control,andoptimizethecontrolofenergysaving.
Abstract:
Applicableloadselection,Local/Remotecontrol,Optimizethecontrolofenergysaving;
一、项目简介
宿迁中玻电子玻璃有限公司由中国玻璃控股有限公司和江苏苏华达新材料有限公司共同投资兴建的中外合资企业,是一家以电子玻璃、镀膜玻璃、导电膜玻璃、太阳能玻璃、汽车玻璃及浮法玻璃基片制造为主业的新材料高科技企业。
玻璃清洗是玻璃制造行业比较新的工艺技术,玻璃清洗是玻璃在制镜、真空镀膜、钢化、热弯、中空玻璃合片等深加工工艺前工序对玻璃表面进行清洁、干燥处理的专用设备。
玻璃清洗机主要由传动系统、刷洗、清水冲洗、纯水冲洗、冷、热风干、电控系统等组成。
主要应用在特种玻璃生产线中,通过对玻璃进行高温水(水温不能低于玻璃表温)的清洗和冲洗以及快速进过风刀吹干剥离水膜以实现提高玻璃的硬质特性。
本项目中使用的是两台三菱FR84075KW的变频器实现对风刀电机的控制,以达到对送风风量的控制,风刀是玻璃清洗工艺中至关重要的设备,实现风量的稳定控制对快速吹干剥离表面水膜非常重要。
现场风刀电机
现场风刀进风
风刀风机
现场变频柜
二、控制系统构成
本系统选用的变频器为三菱F-FR840系列变频器,具体型号为:
FR-F840-0-1800-2-60。
电机选用国产优质品牌电机,具体参数规格如下:
额定电压:
AC380V(▲接法),额定电流:
135A,功率因数:
0.9,额定转速:
2970rpm。
采用共母线的供电方式,由总进线柜供电,变频柜内安装进线断路器。
具体如图一所示。
图一主回路供电图
控制回路参考三菱变频器CA类型控制回路端子图(如图二所示),根据实际控制过程需要定义各端子的使用功能,在使用过程中,请注意变频器控制回路的供电方式。
若为外部独立供电,需要拆除R1/L11、S1/L21上的短连片,此处非常重要。
图二CA类型端子接线图
三、控制系统功能
适用负载选择:
清洗机气力风刀属于风机负载类型,根据风机的负载特性可知:
负载转矩T与转速n成平方关系,轴功率P与转速n成三次方关系,即:
T∝f(n2),P∝f(n3)。
根据电机的调速原理可知,电机的转速与频率及电机的级数有关,即:
n=60f/p*(1-s),其中f为频率,p为级对数,在p一定的情况下,改变电机运行频率即可实现电机的平滑调速。
根据负载特性,选择带抛物线的V/F控制实现对风刀风机的转速控制,以达到风量的控制,在三菱FR840变频器中设置参数Pr80(电机容量)=9999,Pr81(电机级数)=9999来选择V/F控制,Pr14=1来选择带抛物线的V/F功能特性。
变频器控制功能:
三菱FR840系列变频器提供了丰富的接线端子功能以实现各种控制要求,客户也可以根据实际的控制需要自定义端子的相关功能。
本文结合此次的具体应用实例,重点介绍此次应用的功能定义,如图三所示。
图三控制原理图
将STF端子定义为启动/停止功能,设置参数Pr178=60。
由于风刀风机不允许反转,因此在这里需要设置禁止反转功能,设置参数Pr78=1,不允许反转。
MRS端子功能为输出停止,将此端子定义为急停功能,设置Pr187=24。
另外还可以根据不同的需要定义MRS端子的输入逻辑,如下所示:
Pr.
名称
初始值
设定范围
内容
17
T720
MRS输入选择
0
0
常开输入
2
常闭输入(b接点输入规格)
4
外部端子:
常闭输入(b接点输入规格)通讯:
常开输入
根据图三所示,需设置参数Pr17=0。
AU端子输入选择,通过AU端子的接通来选择端子4的电流型模拟量给定(前提是拨码开关2处于ON状态),设置参数Pr267=0,此处将端子4定义为外部模拟量给定源。
将ABC1输出端子功能定义为故障输出,设置参数Pr195=99,将ABC2输出端子功能定义为运行输出,设置参数Pr196=0。
将AM端子定义为频率反馈,注意此处的模拟量反馈信号为0—+-10V,设置参数Pr54=1,Pr158=1。
其他相关参数:
Pr13启动频率;Pr71所选电机类型;Pr0转矩提升,仅在V/F下有效;Pr1上限频率;Pr2下限频率;Pr3基准频率;Pr7加速时间;Pr8减速时间;Pr9电机额定电流。
本地/远程控制:
三菱FR840系列变频器提供了多种不同方式的命令源和给定源组合方式,通过对Pr79参数的设置,可以得到不同的控制组合放式,如图四所示。
图四控制方式选择
在本次现场应用中,为了实现就地控制与远程PLC控制。
选择了Pr79=3的控制组合方式,本地/远程的命令源均通过STF端子启动,在本地给定源中,断开AU端子,同时断开端子4的模拟量给定,通过PU面板的旋钮进行频率给定,将Pr161设为1,可以实现电位计的给定方式,无需在通过“SET”键确定给定。
在远程方式下,接通AU端子和端子4,通过PLC给定4-20mA模拟量,实现对电机转速的控制。
注意在Pr79=3的频率给定的有效顺序为“多端速运行”>“PID控制”>“端子4模拟量给定”(AU端子)>“PU面板给定”。
因此若想实现本地的端子启动、PU给定,必须断开AU端子及模拟量给定端子4。
四、节能优化
与传统的依靠调节挡风板或控制阀门开启度的方式来调节气体流量、压力、温度相比,使用变频器不仅控制简单、自动化程度高,而且大大减少了人为的干预,节约了电能,为企业节约了成本,尤其在大功率风机上,这种优势更加明显。
图五风机运行曲线
如图五所示,曲线
(1)为风机在恒定转速n1下的风压-风量(H-Q)特性,曲线
(2)为管网风阻特性(风门全开),曲线(4)为变频器运行特性(风门全开)。
设定A点时风机的工作效率最高,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率P1与Q1和H2的乘积成正比,用图中面积AH20Q1表示。
如果工艺要求从风量Q1降至Q2,采用传统的调节风门的办法相当于增加了管网的阻力,使管网的特性曲线变到了曲线(3),系统工作点有A点变到了B点,此时风压为H1,反而增大,轴功率P2与面积BH10Q2成正比,
与面积AH20Q1相比,显然功率下降的不大。
如果使用变频器控制风机,风机速度由n1下降到n2,根据风机参数比例,得到如曲线(4)所示的风量(H-Q)特性,可见在达到同样工艺要求风量Q2的情况下,风压H3大幅降低,功率P3显著减少,用面积CH30Q2表示。
与调节风门的办法相比节省功率△P=(H1-H2)×Q2,用面积BH1H3C表示,节能的效果非常明显。
三菱FR840变频器可以通过节能监视器根据工频运行情况下的推算值,输出变频器的节能效果。
五、结束语
三菱FR840变频器凭借其优秀的控制方式和独特的功能以及在风机控制中的优异节能表现,得到了用户的极大肯定,自从设备调试运行至今未出现任何故障,其低故障率给用户维护带来了极大的便利。
六.参考文献
[1]三菱通用型变频器F800使用手册,三菱电机自动化(中国)有限公司;
[2]电动机变频调速图解-水泵、风机调速原理;张燕宾,中国电力出版设;
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- 三菱 FR840 系列 变频器 玻璃 清洗 气力 风刀上 应用