变频器在液态物料传输中的应用
目 录
摘 要 III
一、 绪论 1
（一）变频器技术的简介 1
（二）选题的目的 1
二、 变频调速液态物料运送系统的外部装置 1
（一）变频器的选择 1
（二）液态物料上下传输系统基本结构设计 2
（三）变频调速系统的主电路 3
三、 变频器调速液态物料传送系统的控制 5
（一）液态物料上下传输系统的过程分析 5
（二）变频器控制液态物料上下传输系统的理论分析 5
（三）变频调速系统控制电路及原理 7
（四）变频器调试 8
结论 11
参考文献 12
致谢 13
一、绪论
（一）变频器技术的简介
变频器通过改变电机工作电源频率来控制电动机的设备。变频器技术广泛应用于电力、石油、建材、冶金、交通车辆、纺织、化纤、造纸等多个领域。变频器使用在需要调速的工艺设备上，大到电厂、水泥厂的大型风机，小到家用的挂式空调、吹风机。
（二）选题的目的
以前大多数工厂110KW以上的电动都是用的是软启动器启动，软启动器主要解决电动机启动时对电网的冲击和启动后旁路接触器工作的问题，对电机有较好的保护作用，在轻载情况下可以实现一定程度的节能（约5%），但是不可以在运行过程中随负载的变化而调节功率的输出，所以其节能效果远远不如变频器，因此现在变频器逐渐将之替代。
液态物料的运送过程中，由于液体具有流动性，电机启动过猛，容易使液体溅出，造成浪费，甚至发生危险。所以需要使用变频器来控制电机的启动和停止，对速度进行多档控制。保证电机启动和制动时的平稳。
二、变频调速液态物料运送 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
系统的外部装置
变频器在化工企业中有很多的应用领域，如变频器在供水系统节能中的应用、变频器在风机上的应用、变频器在液态物料传输中的应用、中压变频器在潜油电泵中的应用、矿山提升机变频调速系统等，那么问题来了，究竟变频器对于化工企业能带来什么好处？
随着楼宇的增多，建筑工程和餐饮业经常用到液态物料的楼上楼下传输，传统的方法是使用提升机。但由于提升机的电动机起动和停车过猛，往往会使液态物料溅出或容器倾倒，造成物料浪费，甚至酿成重大事故。
用变频调速技术对提升机进行改造，可实现电动机的软起动和软制动，即起动时缓慢升速，制动时缓慢停车;还可实现多挡速度的程序控制，让中间的传输过程加快，使液态物料上下传输快速、安全、稳定。
（一）变频器的选择
变频器的选择是设计一个系统的重要环节，选择是否正确影响整个系统能否正常工作，同时也影响成本的高低。
选择变频器首先要考虑使用环境的负载特性，本文中使用的提升机在调速过程中，要求电机输出的电磁转矩基本保持恒定，所以为恒转矩负载，起动力矩较大，选用变频器时适当地留有余量。可选择西门子MMV/MDV,MM420/MM440?变频器，ABB公司ACS400系列变频器等。然后要考虑的是电机的参数（电压、电流、功率），变频器的额定功率应大于电机的功率，选择同样功率的规格，或大一规格。
本文选用的是森兰SB70G变频器，如图2-1
图2-1森兰SB70G变频器
（二）液态物料上下传输系统基本结构设计
液态物料上下传输是利用提升机电动机的正反转卷绕钢丝绳，带动料斗上下运动，图2-2为液态物料上下传输的示意图。液态物料传输系统外部基本构成为以下几个部分：提升机、行程开关、料斗。
图2-2：液态物料传输示意图
提升机是一种能将物料在垂直方向运送的机械设备，主要器件是电动机、减速器、制动器、卷筒。在选择提升机时应考虑所需提升物料的重量，选择合理功率的电机，在保证系统能够正常运行和安全的情况下降低成本。在料斗装卸物料时，需要保持静止，所以需要制动器。提升机的制动器，类似于电磁抱闸，用于在料斗静止装料、卸料过程中的制动。由于电动机的转速较快，带动料斗运动的卷筒转速不需要如此高的转速，所以需要减速器，减速器是用于原动机和执行机构之间传递转矩、使两者转速相匹配，使用的目的是降低转速，增加转矩，它的原理是输入轴上的小齿轮咬合输出轴上的大齿轮来起到减速的原理。卷筒是用于将电机的旋转运动转化为料斗的直线运动，钢丝绳缠绕在卷筒上，正反转控制料斗上下移动，根据要求的不同选择不同直径的。本案所用提升机的基本参数是：电机功率55kW，卷筒直径1200mm，减速器减速比24︰1，最高运行速度2.5m/s。图2-3为提升机的构成。
图2-3：提升机
行程开关是通过物体碰撞触碰头，来控制电路通断的器件，由外壳、操作头、触点系统构成，广泛运用于各类机床和起重机械。在物料运输系统中，行程开关与变频器连接，用于控制物料在运送过程中的移动速度，来保证物料的平稳移动。由于本文中设计的是液态物料的运送，为保证安全，行程开关应采用防水型行程开关。为符合以上要求，本案选用4个TZ-8108 AZ行程开关。
（三）变频调速系统的主电路
根据上文提到的森兰SB70G系列变频器的分析，做出森兰SB70G变频调速系统的完整主电路。如图2-4
各器件的作用如下：
电磁接触器：控制变频器电源的接通和关断
交流输入电抗器：改善变频器输入功率因数，减少输入电流谐波消除电源相间电压不平衡引起的电流不平衡抑制电源浪涌
输入EMI滤波器：抑制变频器传到到主电源线上的电磁干扰
外接制动单元、制动电阻：增大制动转矩、适用于大惯量负载及频繁制动、快速减速的场合
直流电抗器：改善变频器输入功率因数，减少输入电流峰值、减少变频器发热，SB70G80及以上规格，直流电抗器都为标准配置
输出EMI滤波器：抑制变频器产生的浪涌电压和高次谐波干扰，减少输出的共模干扰和电动机轴承电流
输出交流电抗器：减少变频器输出谐波，抑制变频器产生的无线电干扰，减少输出侧的共模干扰和电动机轴承电流
图2-4森兰SB70G变频调速系统的完整主电路
三、变频器调速液态物料传送系统的控制
（一）液态物料上下传输系统的过程分析
在运送液态物料时，要求加减速平缓，以防液态物料溅出。在缓慢加速到一定速度后，保持匀速运行，在接近目标位置时，缓慢降速直到静止，具体的传输程序如图3-1
图3-1：液态物料传输程序
（二）变频器控制液态物料上下传输系统的理论分析
变频器启动加速和制动减速的过程平稳，并且可以设置运送物料时各阶段时间，可以做到速度的多档控制，所以变频器可以轻松满足对液态物料运送的程序控制。
4．按下 ，出现参数菜单，按 、 选择参数F616，按下 确认选择，进入设置值，按按 、 将参数设为“20”，再按 回到参数菜单。
5．按下 ，出现参数菜单，按 、 选择参数F618，按下 确认选择，进入设置值，按按 、 将参数设为“50”，再按 回到参数菜单。
摘 要 III
一、 绪论 1
（一）变频器技术的简介 1
（二）选题的目的 1
二、 变频调速液态物料运送系统的外部装置 1
（一）变频器的选择 1
（二）液态物料上下传输系统基本结构设计 2
（三）变频调速系统的主电路 3
三、 变频器调速液态物料传送系统的控制 5
（一）液态物料上下传输系统的过程分析 5
（二）变频器控制液态物料上下传输系统的理论分析 5
（三）变频调速系统控制电路及原理 7
（四）变频器调试 8
结论 11
参考文献 12
致谢 13
一、绪论
（一）变频器技术的简介
变频器通过改变电机工作电源频率来控制电动机的设备。变频器技术广泛应用于电力、石油、建材、冶金、交通车辆、纺织、化纤、造纸等多个领域。变频器使用在需要调速的工艺设备上，大到电厂、水泥厂的大型风机，小到家用的挂式空调、吹风机。
（二）选题的目的
以前大多数工厂110KW以上的电动都是用的是软启动器启动，软启动器主要解决电动机启动时对电网的冲击和启动后旁路接触器工作的问题，对电机有较好的保护作用，在轻载情况下可以实现一定程度的节能（约5%），但是不可以在运行过程中随负载的变化而调节功率的输出，所以其节能效果远远不如变频器，因此现在变频器逐渐将之替代。
液态物料的运送过程中，由于液体具有流动性，电机启动过猛，容易使液体溅出，造成浪费，甚至发生危险。所以需要使用变频器来控制电机的启动和停止，对速度进行多档控制。保证电机启动和制动时的平稳。
二、变频调速液态物料运送 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
系统的外部装置
变频器在化工企业中有很多的应用领域，如变频器在供水系统节能中的应用、变频器在风机上的应用、变频器在液态物料传输中的应用、中压变频器在潜油电泵中的应用、矿山提升机变频调速系统等，那么问题来了，究竟变频器对于化工企业能带来什么好处？
随着楼宇的增多，建筑工程和餐饮业经常用到液态物料的楼上楼下传输，传统的方法是使用提升机。但由于提升机的电动机起动和停车过猛，往往会使液态物料溅出或容器倾倒，造成物料浪费，甚至酿成重大事故。
用变频调速技术对提升机进行改造，可实现电动机的软起动和软制动，即起动时缓慢升速，制动时缓慢停车;还可实现多挡速度的程序控制，让中间的传输过程加快，使液态物料上下传输快速、安全、稳定。
（一）变频器的选择
变频器的选择是设计一个系统的重要环节，选择是否正确影响整个系统能否正常工作，同时也影响成本的高低。
选择变频器首先要考虑使用环境的负载特性，本文中使用的提升机在调速过程中，要求电机输出的电磁转矩基本保持恒定，所以为恒转矩负载，起动力矩较大，选用变频器时适当地留有余量。可选择西门子MMV/MDV,MM420/MM440?变频器，ABB公司ACS400系列变频器等。然后要考虑的是电机的参数（电压、电流、功率），变频器的额定功率应大于电机的功率，选择同样功率的规格，或大一规格。
本文选用的是森兰SB70G变频器，如图2-1
图2-1森兰SB70G变频器
（二）液态物料上下传输系统基本结构设计
液态物料上下传输是利用提升机电动机的正反转卷绕钢丝绳，带动料斗上下运动，图2-2为液态物料上下传输的示意图。液态物料传输系统外部基本构成为以下几个部分：提升机、行程开关、料斗。
图2-2：液态物料传输示意图
提升机是一种能将物料在垂直方向运送的机械设备，主要器件是电动机、减速器、制动器、卷筒。在选择提升机时应考虑所需提升物料的重量，选择合理功率的电机，在保证系统能够正常运行和安全的情况下降低成本。在料斗装卸物料时，需要保持静止，所以需要制动器。提升机的制动器，类似于电磁抱闸，用于在料斗静止装料、卸料过程中的制动。由于电动机的转速较快，带动料斗运动的卷筒转速不需要如此高的转速，所以需要减速器，减速器是用于原动机和执行机构之间传递转矩、使两者转速相匹配，使用的目的是降低转速，增加转矩，它的原理是输入轴上的小齿轮咬合输出轴上的大齿轮来起到减速的原理。卷筒是用于将电机的旋转运动转化为料斗的直线运动，钢丝绳缠绕在卷筒上，正反转控制料斗上下移动，根据要求的不同选择不同直径的。本案所用提升机的基本参数是：电机功率55kW，卷筒直径1200mm，减速器减速比24︰1，最高运行速度2.5m/s。图2-3为提升机的构成。
图2-3：提升机
行程开关是通过物体碰撞触碰头，来控制电路通断的器件，由外壳、操作头、触点系统构成，广泛运用于各类机床和起重机械。在物料运输系统中，行程开关与变频器连接，用于控制物料在运送过程中的移动速度，来保证物料的平稳移动。由于本文中设计的是液态物料的运送，为保证安全，行程开关应采用防水型行程开关。为符合以上要求，本案选用4个TZ-8108 AZ行程开关。
（三）变频调速系统的主电路
根据上文提到的森兰SB70G系列变频器的分析，做出森兰SB70G变频调速系统的完整主电路。如图2-4
各器件的作用如下：
电磁接触器：控制变频器电源的接通和关断
交流输入电抗器：改善变频器输入功率因数，减少输入电流谐波消除电源相间电压不平衡引起的电流不平衡抑制电源浪涌
输入EMI滤波器：抑制变频器传到到主电源线上的电磁干扰
外接制动单元、制动电阻：增大制动转矩、适用于大惯量负载及频繁制动、快速减速的场合
直流电抗器：改善变频器输入功率因数，减少输入电流峰值、减少变频器发热，SB70G80及以上规格，直流电抗器都为标准配置
输出EMI滤波器：抑制变频器产生的浪涌电压和高次谐波干扰，减少输出的共模干扰和电动机轴承电流
输出交流电抗器：减少变频器输出谐波，抑制变频器产生的无线电干扰，减少输出侧的共模干扰和电动机轴承电流
图2-4森兰SB70G变频调速系统的完整主电路
三、变频器调速液态物料传送系统的控制
（一）液态物料上下传输系统的过程分析
在运送液态物料时，要求加减速平缓，以防液态物料溅出。在缓慢加速到一定速度后，保持匀速运行，在接近目标位置时，缓慢降速直到静止，具体的传输程序如图3-1
图3-1：液态物料传输程序
（二）变频器控制液态物料上下传输系统的理论分析
变频器启动加速和制动减速的过程平稳，并且可以设置运送物料时各阶段时间，可以做到速度的多档控制，所以变频器可以轻松满足对液态物料运送的程序控制。
4．按下 ，出现参数菜单，按 、 选择参数F616，按下 确认选择，进入设置值，按按 、 将参数设为“20”，再按 回到参数菜单。
5．按下 ，出现参数菜单，按 、 选择参数F618，按下 确认选择，进入设置值，按按 、 将参数设为“50”，再按 回到参数菜单。
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