冲床的变频频调速改造及节能效果的分析.doc

冲床的变频调速改造及节能效果分析

姓名：李来军
电话：88213521
单位：大连清国科技制品有限公司

摘要：本文介绍了海利普变频器对日本老式冲床电磁调速方式进行改造的过程。详述其改造方法，调试运行及变频器主要参数的设置。通过改造前后不同数据的对比，结合冲床的负载特性、运行特点，对冲床变频器调速的节能效果和原理进行了分析。

关键词：冲床、变频改造、节能分析

前言
我单位是生产金属冲压制品的日本独资企业，主要设备冲床都是日本上世纪60-80年代制造的。2006年本人因一台福井250T冲床的电机拖动故障，提出了变频改造的方案。经过论证、实施，对冲床变频器的应用、节能效果、原理进行了总结分析，由于作者水平有限，错误之处在所难免，敬请各位老师批评指正。
一、电动机和变频器选择
我厂日本福井250T型冲床是上世纪七十年代的产品，该机采用电磁（滑差）调速异步电动机来调节转速。效率低，能耗损失大，故障率高，并且采用的是三相200V交流电源驱动。经过综合评价与分析，决定选用威斯特YSPA200M-4变频电动机及海利普HLPA3743B变频器代替原电磁调速电机及其控制装置，考虑到变频器控制电机比原电机效率高出很多，因此下降了一个功率等级（即原45KW电动机现改为37KW电动机）。
二、改造方法
1、拆掉电磁调速电机、调速控制器及Y-△转换交流接触器，热继电器和一些相关控制电路。
2、装上变频器和交流变频电机，另加160A自动断路器，控制变频器三相电源，原三相200V交流电源要改为380V。主电源经自动断路器、原正转接触器KMR的主触点，接入变频器的输入端；变频器的输出端U、V、W端直接引到主电机上。KMR接触器线圈接
入电源开关控制回路中。
3、主电机散热风扇需要工频电源独立控制，利用原来的反转控制交流接触器KMF加热继电器FR，引至风机电机。热继电器的整定值为散热风扇额定电流的95%～105%。
4、变频器异常报警FA、FB端串接在散热风机的控制电路中，原启动按钮SB1，停止按钮SB2，控制散热风机的启动和停止。
5、FC接异常指示报警灯。
6、KA、KB变频器频率到达时，该接点闭合，可串接在冲床的运转操作回路中，保证电机在启动完成后，冲床才能工作。
7、SA1为原正反转选择开关，接在DCM、REN之间，执行F/R切换功能，当SA1断开时为正转，闭合时为反转。
8、利用KMF的一个常开触点接至DCM、FOR之间，控制变频器的RUN和STOP，闭合时运转，断开时为停止。
9、利用原励磁调速控制电位器，作为变频器频率设定信号（模拟量），调节交流变频电机速度。
10、原转速表接至变频器的AM、ACM多功能输出端，显示变频器的输出频率。
11、HLPA3743B型变频器应用在冲床上需要外接制动单元B9054、和一个16欧姆9600W的制动电阻。连接导线要选择截面积足够大的耐热双绞线。
改造后的福井250T冲床变频调速控制电路如下：

三、调试运行
变频器调试的基本步骤是：空载通电检验、带电机空载运行，带负载试运行及机器统调，从操作面板上输入有关参数，满足生产工艺要求。
1、空载通电检验
（1）按照改造后的变频器控制电路图接线，接通三相电源。
（2）检查变频器显示窗的出厂显示是否正常。
（3）熟悉变频器的操作和故障代码。

2、带电机空载运行
（1）设定变频器的基准频率（电机额定频率）和基频电压（电机额定电压）。
（2）设定电子过流保护，一般为电机额定电流。
（3）设定上下限额频率，防止输出频率过高损坏设备，还可作限速使用。
（4）设置转矩特性，根据变频器使用说明书和冲床的交变负载特性，提高低频时电流电机的起动转矩（转矩提升），使电机输出转矩满足机械负载起动的要求。
（5）变频器分别在面板运行模式和外部运行模式下起动、停止电机观察电机运行是否正常，方向是否正确。
3、带负载试运行
（1）设定加减速时间，通常按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起停电机观察有无过流报警，然后逐渐缩短加减速时间，以运转中不发生报警为原则。
（2）若起、停电机过程中变频器出现过流报警，应重新调整加减速时间或转矩提升量。
（3）若起动电机时仍出现过流报警，试试简易磁通矢量控制，提供大的起动转矩和充足的低速转矩。
四、机器统调
变频器设定为外部运行模式，起动、停止冲床。速度由电位器

VR01调节，观察电机及机械负载运行是否平衡，加减速是否正常，经反复调试，变频器的主要参数设置如下：
CD002基准频率50HZ
CD007上限频率37HZ
CD009下限频率0.5HZ
CD031启动方式选择：1频率跟踪起动
CD032停止方式选择：1自由运转停车
CD033运转频率来源：1外部端子
CD034运转指令来源：1外部端子
CD012加速时间：20S