本文主要简述变频调速器在机械设备中的应用及如何针对控制对象选配变频调速器。机械设备主要是用交流电动机拖动 ，因此变频调速器在机械设备中的应用有一定的广度和深度 。但是机械设备种类繁多，特性不一 。我们只有针对性地解决各类机械设备应用变频器的问题 ，才能充分发挥好变频器的优越性。

一、在机械设备中应用变频调速器目的

（1）满足机械设备的调速功能、

它能满足机械设备中电动机无级调速的要求 ，并在调速过程中实现软起动 加、速、减速 、刹车及关机等需要，在起动和关机中无电冲击和机械冲击 。能对调速中的各种参数预置 从，而完成机械设备的各种功能要求。

（2）提高工程质量和产品质量

由于变频器调速范围大、调速精度高，在机械设备中应用它，可提高工程质量和产品质量 。如 ：提高机床机械加工速度、提高传输设备的精度等。

（3）节省电力

在机械设备中配备电动机往往 大“马拉小车”或，者机械设备中电动机在重负荷和轻负荷之间往复工作。应用变频调速器 ，可根据负荷需求功率的大小，实时控制功率的输出，以达到最大的节省电力。尤其在风机、水泵等减力矩负载的应用中，可大量节电。

二、在机械设备中针对控制对象应用变频器

（1）速度

在机械设备中，“速度”本身就是控制对象。很多情况又将速度转化为流量、张力、压力、温度、重力及力矩等等为最终控制对象，因此控制速度是最基本的事情。首先要确定负载的特性 ，是 “恒力矩”还是“恒功率”、“减力矩”。有针对性地选配变频器 ，要确定调速范围的大小、调速的精度、加减速度时间及确定系统的惯量等等 。

（2）位置

防爆电机 (EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)在机械设备中有的把“位置”或“角度”等作为控制对象。如机床、机器人、轧棍、电梯、超重机械、调节风门及行车等。变频器用于控制负载位置的特点是从：简单到高级；以转速积分的形式变化；电动机的旋转角度也可以控制 ，控制中根据需要可逆运转 。变频器控制位置的方式有三类 ：开环位置控制、闭环位置控制和手动决定位置。

（3）张力

对于造纸、纺织、钢铁及胶卷等卷绕物需要恒张力控制 。张力控制有三种方式 ：一是采用转矩电流控制，此法简单方便，但精度差；二是采用张力传感器 ，输入张力与给定转速比较 ，使转速随张力变化 ，达到张力恒定；三是采用拉延的张力控制 。加工物中前后有两个滚筒 ，用两测速传感器去检测前后滚筒转速 ，由两变频器控制使其同步 ，达到恒张力的目的 。

（4）流量

对于液体和气体的流量是通过改变电动机转速来进行控制的。风机、泵的转速特性与转速的平方成正比，变频器可以以开环形式对其控制 ；也可利用流量传感器，输人流量比较给定设置 ，实现高精度流量控制 。

（5）温度

建筑物或加热炉的温度是由热风 、冷风或者燃料的输送所决定的。利用热电偶和热电阻作为测温传感器输，入温度比较给定设置 ，实现闭环温度控制 。但是一般应该应用PID调节器补偿系统惯量。

（6）压力

对于液体、气体往往需要压力控制，压力控制的特点是：要求精度不高；压力与电动机的转速为非线性关系；液体不可压缩，控制中响应速度快；而气体能压缩，压力变化缓慢；压力控制与流量控制密切相关 。用变频器带动泵 ，可实现开环或闭环压力控制 。

三、针对不同类型的机械设备选配变频调速器

（1）传输设备

传输设备及其他恒力矩设备可选用通用变频调速器 ，选用矢量型或v／F型 ，应选择50Hz以下频率使用，以lO 50Hz为好 。高精度的机械设备，可采用测速传感器带反馈实现闭环高精度控制 。

（2）机床设备

机床设备原机械调速系统为恒功率特性 ，即转速越低 ，力矩越大 。由于变频器只能 “恒力矩”，不能增加力矩 ，采用变频器后 ，应保留一定机械减速系统适，当增加电动机功率或电动机极数 ，应选用带 “刹车系统”的矢量型变频调速器，必要时可选用变频器专用电动机 。

（3）风机、水泵

风机、水泵等减力矩负载可采用经济型变频器调速。采用通用变频器调速时 ，应将低频力矩提升降低。在应用中若能够准确测量电动机实际运行的功率可，适当降低变频器的配备容量 。

（4）卷绕设备

一般通用变频器或者较为高档的变频器都有自动减速系统 。在卷绕设备的应用中 ，若要求不高 ，可采用自动减速功能 ；若卷绕设备对恒张力要求高 ，可采用张力传感器或双机转速同步控制 ，进行恒张力控制 。

总之，我们在应用变频器时，应首先掌握其5OHz以下为“恒力矩”特性，50Hz以上为“恒功率”特性，根据应用的目的，针对被控对象，才能在机械设备中应用好变频器，发挥其优越性 。


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