浅谈变频器调速技术在棉纺行业的广阔前景
5 交流变频调速方案的选择
设备的不同，电动机种类的不同，会出现多种不同的变频调速方案。这里只讨论三相鼠笼异步电动机的调速方案。
(1) 开环控制的通用变频器调速系统控制框图见图2。图2中VVVF—通用变频器;M—异步电动机。
图2 开环异步电动变频调速
该方案结构简单，调速范围较宽，可靠性高，价格低廉。它基本能满足一般调速精度不十分高的场合。是目前棉纺行业较普遍使用的经济实惠型品种。其缺点是调速精度较低，一般为2%左右，且低速性能不够理想，转速会随负荷力矩而变动。目前广泛应用在风机、水泵、空调等一般要求不高的纺机上。
图3 矢量控制变频调速
(2) 无速度传感器的矢量控制变频调速系统控制框图如图3所示，图3中VVVF—矢量变频器。
由于矢量变频器可以分别对电动机的磁通和转距电流进行检测、控制，自动改变电压和频率，使指令值和检测实际值达到一致，从而实现了矢量控制。虽然它是开环控制系统，但是大大提升了静态精度和动态品质，转速精度可达5%。转速响应也较快。
在设备要求不是十分高的情况下，采用该方案是非常合适的，它可达到控制结构简单，可靠性又高的实效，该方案目前已在FA系列梳棉机上开始使用并获得比较理想的效果。
(3) 带速度传感器矢量控制变频调速系统控制框图如图4所示。
图4 矢量闭环控制变频调速
矢量闭环变频调速是一种最为理想的控制方式，他类同于伺服、直流闭环调速，但性价比又大大优于两者。我厂已在FA218C梳棉机前后比例跟踪上成功使用该方案，效果非常理想。该方案具有以下优点:
(a) 可以从零转速起进行速度控制，即甚低速亦能运行，调速范围可达100:1或1000:1。
(b) 动态响应快，转速精度高。
(c) 加速度特性好，抗负载突变能力强。
其缺点是:价格较贵，按装速度传感器必须与电机同轴，且增加了反馈环节，这些都给安装维护增加了一定技术难度。
因此对于转速精度要求不是特别高，负载变化不是十分剧烈的场合，建议选用开环矢量变频调速系统为好。
6 对付变频干扰的对策
变频器内部由于存在IGBT等高速工作开关，故在电路中会出现分布电感和分布电容，他们之间的能量转换产生振荡现象，形成发射电磁波，从而产生高频(1GHZ左右)电磁噪声或电磁干扰，干扰严重时将会导致弱电设备如PLC、电子计数器、工控机等无法正常工作。为此必须采用相应措施:
(1) 布线时，变频器主回路必须与信号回路垂直或离开20-30公分。
(2) 信号线采用屏蔽线或者塑料绞合线，导线绞合后噪声信号的大部分会相互抵消。
(3) 变频必须使用单独接地极，不能与其它动力设备接地相连。且两者相距最小为5米，更不能将变频接地连在零线上。
(4) 频率参数设置应尽量小于5KHZ。
(5) 时在变频器的输入、输出端安装变频专用滤波器。
7 结论
随着变频技术的不断发展和价格的大幅跳水，其性价比和使用的方便性已在各种电机调速方案中独占鳌头。现在它已成为棉纺设备改造和新机设计的首选产品，其广阔前景将与日俱增。
参考文献
[1] 变频器调速手册. 兵器工业出版社
[2] 变频器世界. 京纺国际有限公司
[3] VFD-B台达变频使用手册
[4] 制造业自动化. 《制造业自动化》杂志社
