艾默生TD2000变频器在胶带生产线的应用

摘要：经过此次设备改造，对艾默生TD2000系列变频器性能和功能的认识又提高了一步，特别对于电网电压波动大的地区及运行环境差的情况下，艾默生TD2000系列变频器与其它品牌相比具有无可比拟的优点。
哈尔滨新时代胶带厂曾从日本引进一条整套胶带生产线，此生产线采用日本原装变频器控制功率为5.5KW的电机。由于该厂所处地区的电网电压波动范围很大（314V～430V），变频器和电机运行中存在下述问题：
1、电机过热，经常出现过电流故障；
2、电机在低频点动运行中出现爬行现象，有时电机带不动负载；
3、电机出现不能启动现象。
这些现象都是由于变频器低频转矩不足与适用电网电压范围小所造成的，采用艾默生TD2000-4T0055G通用型变频器替换原装变频器后，已稳定运行了5个多月，效果良好，现将有关情况说明如下。
一、工艺要求
胶带生产工艺分为多个阶段，每个阶段对速度的要求不同，其工艺过程是先启动设备，变频器以电位器设定的频率开始运行，运行到胶带长度计数器设定的长度后，由胶带长度计数器1控制变频器以速度1开始运行；再运行一段长度，由胶带长度计数器1和长度计数器2共同控制变频器以速度2运行；运行到胶带长度设定值后停止，再以点动方式使相应设备复位，准备下一次操作。
二、设计方案
艾默生TD2000—4T0055G型变频器完全满足上述生产工艺要求，变频器电气改造原理如图1所示。

图1 变频器电气改造原理图
控制部分使用变频器电位器频率给定控制端子（VRF、VCI、GND）、控制运行端子（FWD、COM）和多功能选择控制端子（X1、X2、X3、X4、X5、COM）实现速度1、速度2、点动、加减速1和加减速2等功能。控制原理为：首先按动变频器启动按钮N1，继电器J1线圈得电，J1常开触点J1-1、J1-2闭合，变频器开始以电位器给定值运行；运行到预定值后，长度计数器1使继电器J2线圈得电，J2常开点J2-1闭合，变频器以速度1运行；再运行一段时间后，长度计数器2使继电器J3线圈得电，J3常开点J3-1闭合，变频器以速度2运行；当运行到胶带设定长度后，以端子X5设定的减速时间停止，同时胶带长度计数器1和长度计数器2内部常开接点复位，使J2、J3线圈失电，J2、J3常开接点断开，然后按动点动按钮N2使电机以低频2Hz频率机械复位，整个工序完毕。在变频器运行过程中，如果某道工序出现故障，可以按动急停按钮N3，使变频器停止运行。
三、调试步骤
根据以上功能，艾默生TD2000-4T0055G变频器的主要参数设置如下：
1：F166=2（首先将参数恢复为出厂设定值，方便调试）；
2：F000=2（将运行频率设定方式设为电位器给定）；
3：F002=1（将运行命令选择为端子控制）；
4：F008=6%（手动转矩提升设定6%）；
5：F013=0（最小模拟输入量设定0V）；
6：F014=0.1（最小模拟输入量对应频率设定0.1Hz）；
7：F015=10（最大模拟输入量设定10V）；
8：F016=50（最大模拟输入量对应频率设定50Hz）；
9：F052=6（加速时间2设定6秒）；
10：F053=2（减速时间2设定2秒）；
11：F054=10（加速时间3设定10秒）；
12：F055=2（减速时间3设定2秒）；
13：F058=20（多段频率1设定20Hz）；
14：F059=10（多段频率2设定10Hz）；
15：F119=1（X1设定为1，实现多段频率端子1的功能）；
16：F120=2（X2设定为2，实现多段频率端子2的功能）；
17：F121=9（X3设定为9，实现外部点动正转运行控制输入端子的功能）；
18：F122=4（X4设定为4，实现加减速时间端子1的功能）；
19：F123=5（X5设定为5，实现加减速时间端子2的功能）；
20：F147～F151设置为和电机铭牌参数相一致。
由于电机负载为拖动粘性很高的胶带，在低速运行时需要很大的转矩。艾默生变频器具有手动转矩提升功能，为此将手动转矩提升F008设定6%。经过跟踪运行，设备运转状况良好。
由于胶带生产连续性很强，运行中一旦出现故障，会造成大量胶带浪费和切刀损坏。改造后，设备运行稳定，减少了原材料浪费，提高了产品质量和产量，经济效益显著。
四、结论
经过此次设备改造，对艾默生TD2000系列变频器性能和功能的认识又提高了一步，特别对于电网电压波动大的地区及运行环境差的情况下，艾默生TD2000系列变频器与其它品牌相比具有无可比拟的优点。