变频器在尼龙纺丝中的应用
1 引言
随着帘子布市场的发展，用户对帘子布品种的要求逐渐提高。根据市场需求，神马集团实施了尼龙中细旦丝项目。在该项目中，需要对原丝齿轮泵gp111、gp112的电源及其控制系统进行试验改造。我们选取了深圳华为公司生产的td2000通用变频器作为电源供应装置。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
1.1 原有系统分析
原来gp111、gp112所用电源为日本明电舍thyfrec-v400纺丝*用变频器，电机为永磁同步电动机。每台变频器输出的电流供给对应的１２个电气控制柜(mcc柜)作为主电源，随后输向两个区段的１２台gp电机。电源投入后，由现场按钮通过控制mcc柜内接触器的吸合/释放来决定齿轮泵的开/停。由于为两台电动机提供电源该变频器容量过大，运行成本高，而且针对中*电网实际情况的实用功能较少，需要用新的变频器进行替代。
1.2 现有系统分析
我们采用深圳华为td2000通用变频器代替日本明电舍thyfrec-v400纺丝*用变频器。由纺丝现场按钮直接控制单台变频器的运行，从而带动齿轮泵的运转，省却了*些中间环节，简化了系统流程，提高了系统稳定性。尤其是*台变频器控制*台电动机的方式,使控制更加方便，有利于进行工艺参数的调整与小范围的试验。
2 td2000变频器特点及应用
td2000通用变频器调速系统原理框图, 如图1所示。
具有高品质、多功能、低噪音的特点，设计紧凑、安装灵活。具有空间电压矢量控制技术，停电再启动、自动电压调整、死区补偿、自动转差补偿、节能运行、
2.1 停电再启动
在变频器运转过程中，由于电网波动等原因，有时会出现瞬时停电现象。明电舍thyfrec-v400变频器往往显示故障指示并自动停止运行,此时需要按下现场该变频器所对应的*电机停止按钮，然后重新起动变频器，再依次启动gp电机,这样做往往费时较长。td2000变频器具有瞬间停电再启动功能。当电网瞬间停电后变频器会自行启动，控制电机运转，减少故障处理时间。
2.2 现场/变频器两种方式控制电动机的启动/停止
在明电舍thyfrec-v400变频器中，变频器的启动/停止不受现场控制。变频器启动、运行到设定值后，打开变频器对应的mcc控制柜空气开关，然后依次启动现场按钮，使mcc柜内的接触器吸合，从而启动电机。而td2000变频器具有远端控制变频器功能，它设定了3种不同的方式:
(1) 两线控制模式1
(2) 两线控制模式2
(3) 三线控制模式
我们采用三线式运转模式，并且令k=0，这样，只要变频器带电，
2.3 节能运行
td2000变频器设定了节能运行功能，如图3所示。电机在正常v/f设定后(*般负载为线①，平方转矩负载为线②)，变频器通过*测负载电流发现负载处在轻载运行过程中时，会适当调整输出电压(如①号线变为③号线)，
使输出功率降低，达到节能的目的。
① *般负载时v/f曲线
② 平方转矩负载时v/f曲线fb
③ 节能运行时v/f曲线
2.4 转矩提升
在异步电动机变频调速系统中，在低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩，为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。但是，当电压补偿过大时，将会造成电动机铁*的饱和，增加励磁电流，从而引起电动机过载。td2000变频器具有手动提升和自动提升功能。在调试变频器时，电动机出现了启动困难现象。我们分析问题在于电机的启动转矩不足。为补偿定子阻抗压降，提高电机低频转矩特性，在变频器低频工作区提高输出电压，进行转矩提升补偿,以便于带较大负荷启动，我们先后调整了转矩提升电压参数和控制选择参数，并进行了反复试验。调整以后，我们测定电机运转平稳。如图4所示。
2.5 运行控制方式多样性
td2000变频器具有三种运行控制方式:电气控制室变频器操作面板控制;由现场按钮通过变频器的控制端子进行控制;上位机串口控制(rs232接口)，用于实现电机启动、停止、正转、反转、点动等功能。控制方式多、方便灵活。此外，td2000变频器还有防反转功能。
2.6 丰富的显示功能
td2000变频器提供四位数码显示、中文液晶显示、外接仪表显示。能够显示出设定频率、输出频率、输出电压、输出电流、电机转速、负载线速度等参数，便于运行监控。
此外，td2000变频器还能显示*近*次故障时的变频器母线电压、输出电流、运行频率以及近三次故障类型，为迅速及时的处理故障提供了依据。
2.7 功率器件
td2000变频器用igbt作为功率器件，具有波形好，频率高，噪声低，体积小，寿命长的特点，在控制方法上，采用*反馈量控制技术控制永磁同步电动机，特别是在过负荷方面有较大改进，150％负荷为1分钟，200%负荷为30秒，非常适合原丝齿轮泵。另外，该变频器还具有自保护功能齐全等优点。
3 几种主要参数的设定
3.1 加速时间的设定
卷绕用电动机为永磁同步电动机，启动电流为正常运行电流的10倍左右。从减小电动机的启动电流的角度来说，加速时间应设定的较长*些，但加速过程属于过渡过程，时间过长会浪费时间，影响工作效率。所以，设定加速时间的基本原则是，在电动机的启动电流不超过允许值的前提下，尽可能缩短加速时间。经计算和试验，我们设定加速时间为30s。
3.2 减速时间的设定
在频率下降过程中，电动机将处于再生制动状态，使电动机的转速迅速地随频率而下降。如果减速时间过短，电动机转速的下降将跟不上同步转速的下降，将使直流电路通过制动电阻或制动单元放电的速度有可能跟不上，从而导致直流电路的过电压。设定减速时间的主要考虑因素是拖动系统的惯性。我们将减速时间设定为30s。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
4 应用时的注意事项
4.1 变频器选型时只能选用td 2000系列。由于电动机为永磁同步电动机，td3000系列虽然性能更好，但是不支持同步电动机。
4.2 gp电机功率在30hz时只有0.87kw，然而启动电流却达到63a,启动电流相当大，变频器选型时不能按常规进行选型，容量要放大，要以电流为标准。
4.3设定转矩提升值时，要逐步提高设定值，不要大幅度改变。*般比出厂值稍大。
4.4运行中变频器跳闸显示cpu故障
当变频器显示为cpu故障时，*定要树立*个概念:cpu故障不等于cpu坏。
cpu故障产生的原因有以下几个方面:
(1) 外来干扰造成误动作
(2) 设定数据出现异常
(3) 由于温度等原因造成误动作
(4) 主控板cpu芯片损坏
出现cpu故障时，可以按照下列步骤进行故障排除:
(1) 按复位键进行复位。
(2) 如果仍显示cpu故障，关断变频器，稍候再启动变频器。
(3) 如故障依旧，证明cpu板已坏，更换新板。更换新板后，应仔细对照*查全部参数*误后才能启动变频器。
调试完毕正常运行时，各种故障*般情况下复位后变频器即可正常运行。
5 效益分析
(1) 原丝齿轮泵gp111、gp112的电源及其控制系统进行试验改造后，这两锭生产的原丝单价提高了1.6万元/吨，在去除改造成本的情况下，全年可多产生经济效益350.4万元。尤其是这次改造的成功为下*步的大规模改造提供了可行性依据和技术基础，为集团公司盈利能力的迅速提高展现了*好的前景。
(2) td2000变频器的应用取得成功，改变了神马实业纺丝电机全部采用纺丝*用变频器的状况，说明目前的通用变频器*可以取代原来大部分纺丝*用变频器。
(3) td2000变频器以小容量*产通用变频器代替大容量进口纺丝*用变频器，为以后的纺丝、卷绕改造提供了新的思路。其*台变频器带动*台gp电机的方式，为原丝小批量试验性技术改造提供了更为灵活的条件。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
6 结束语
td2000变频器替代日本明电舍thyfrec-v400纺丝*用变频器投入使用*年来运行良好，其优良的性能在生产中得到了很好的发挥，降低了运行成本，提高了经济效益。随着新型变频器向着功能更加强大，系统更加稳定，模块化更强的方向发展，它的使用也将更加广泛。
随着帘子布市场的发展，用户对帘子布品种的要求逐渐提高。根据市场需求，神马集团实施了尼龙中细旦丝项目。在该项目中，需要对原丝齿轮泵gp111、gp112的电源及其控制系统进行试验改造。我们选取了深圳华为公司生产的td2000通用变频器作为电源供应装置。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
1.1 原有系统分析
原来gp111、gp112所用电源为日本明电舍thyfrec-v400纺丝*用变频器，电机为永磁同步电动机。每台变频器输出的电流供给对应的１２个电气控制柜(mcc柜)作为主电源，随后输向两个区段的１２台gp电机。电源投入后，由现场按钮通过控制mcc柜内接触器的吸合/释放来决定齿轮泵的开/停。由于为两台电动机提供电源该变频器容量过大，运行成本高，而且针对中*电网实际情况的实用功能较少，需要用新的变频器进行替代。
1.2 现有系统分析
我们采用深圳华为td2000通用变频器代替日本明电舍thyfrec-v400纺丝*用变频器。由纺丝现场按钮直接控制单台变频器的运行，从而带动齿轮泵的运转，省却了*些中间环节，简化了系统流程，提高了系统稳定性。尤其是*台变频器控制*台电动机的方式,使控制更加方便，有利于进行工艺参数的调整与小范围的试验。
2 td2000变频器特点及应用
td2000通用变频器调速系统原理框图, 如图1所示。
具有高品质、多功能、低噪音的特点，设计紧凑、安装灵活。具有空间电压矢量控制技术，停电再启动、自动电压调整、死区补偿、自动转差补偿、节能运行、
2.1 停电再启动
在变频器运转过程中，由于电网波动等原因，有时会出现瞬时停电现象。明电舍thyfrec-v400变频器往往显示故障指示并自动停止运行,此时需要按下现场该变频器所对应的*电机停止按钮，然后重新起动变频器，再依次启动gp电机,这样做往往费时较长。td2000变频器具有瞬间停电再启动功能。当电网瞬间停电后变频器会自行启动，控制电机运转，减少故障处理时间。
2.2 现场/变频器两种方式控制电动机的启动/停止
在明电舍thyfrec-v400变频器中，变频器的启动/停止不受现场控制。变频器启动、运行到设定值后，打开变频器对应的mcc控制柜空气开关，然后依次启动现场按钮，使mcc柜内的接触器吸合，从而启动电机。而td2000变频器具有远端控制变频器功能，它设定了3种不同的方式:
(1) 两线控制模式1
(2) 两线控制模式2
(3) 三线控制模式
我们采用三线式运转模式，并且令k=0，这样，只要变频器带电，
2.3 节能运行
td2000变频器设定了节能运行功能，如图3所示。电机在正常v/f设定后(*般负载为线①，平方转矩负载为线②)，变频器通过*测负载电流发现负载处在轻载运行过程中时，会适当调整输出电压(如①号线变为③号线)，
使输出功率降低，达到节能的目的。
① *般负载时v/f曲线
② 平方转矩负载时v/f曲线fb
③ 节能运行时v/f曲线
2.4 转矩提升
在异步电动机变频调速系统中，在低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩，为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。但是，当电压补偿过大时，将会造成电动机铁*的饱和，增加励磁电流，从而引起电动机过载。td2000变频器具有手动提升和自动提升功能。在调试变频器时，电动机出现了启动困难现象。我们分析问题在于电机的启动转矩不足。为补偿定子阻抗压降，提高电机低频转矩特性，在变频器低频工作区提高输出电压，进行转矩提升补偿,以便于带较大负荷启动，我们先后调整了转矩提升电压参数和控制选择参数，并进行了反复试验。调整以后，我们测定电机运转平稳。如图4所示。
2.5 运行控制方式多样性
td2000变频器具有三种运行控制方式:电气控制室变频器操作面板控制;由现场按钮通过变频器的控制端子进行控制;上位机串口控制(rs232接口)，用于实现电机启动、停止、正转、反转、点动等功能。控制方式多、方便灵活。此外，td2000变频器还有防反转功能。
2.6 丰富的显示功能
td2000变频器提供四位数码显示、中文液晶显示、外接仪表显示。能够显示出设定频率、输出频率、输出电压、输出电流、电机转速、负载线速度等参数，便于运行监控。
此外，td2000变频器还能显示*近*次故障时的变频器母线电压、输出电流、运行频率以及近三次故障类型，为迅速及时的处理故障提供了依据。
2.7 功率器件
td2000变频器用igbt作为功率器件，具有波形好，频率高，噪声低，体积小，寿命长的特点，在控制方法上，采用*反馈量控制技术控制永磁同步电动机，特别是在过负荷方面有较大改进，150％负荷为1分钟，200%负荷为30秒，非常适合原丝齿轮泵。另外，该变频器还具有自保护功能齐全等优点。
3 几种主要参数的设定
3.1 加速时间的设定
卷绕用电动机为永磁同步电动机，启动电流为正常运行电流的10倍左右。从减小电动机的启动电流的角度来说，加速时间应设定的较长*些，但加速过程属于过渡过程，时间过长会浪费时间，影响工作效率。所以，设定加速时间的基本原则是，在电动机的启动电流不超过允许值的前提下，尽可能缩短加速时间。经计算和试验，我们设定加速时间为30s。
3.2 减速时间的设定
在频率下降过程中，电动机将处于再生制动状态，使电动机的转速迅速地随频率而下降。如果减速时间过短，电动机转速的下降将跟不上同步转速的下降，将使直流电路通过制动电阻或制动单元放电的速度有可能跟不上，从而导致直流电路的过电压。设定减速时间的主要考虑因素是拖动系统的惯性。我们将减速时间设定为30s。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
4 应用时的注意事项
4.1 变频器选型时只能选用td 2000系列。由于电动机为永磁同步电动机，td3000系列虽然性能更好，但是不支持同步电动机。
4.2 gp电机功率在30hz时只有0.87kw，然而启动电流却达到63a,启动电流相当大，变频器选型时不能按常规进行选型，容量要放大，要以电流为标准。
4.3设定转矩提升值时，要逐步提高设定值，不要大幅度改变。*般比出厂值稍大。
4.4运行中变频器跳闸显示cpu故障
当变频器显示为cpu故障时，*定要树立*个概念:cpu故障不等于cpu坏。
cpu故障产生的原因有以下几个方面:
(1) 外来干扰造成误动作
(2) 设定数据出现异常
(3) 由于温度等原因造成误动作
(4) 主控板cpu芯片损坏
出现cpu故障时，可以按照下列步骤进行故障排除:
(1) 按复位键进行复位。
(2) 如果仍显示cpu故障，关断变频器，稍候再启动变频器。
(3) 如故障依旧，证明cpu板已坏，更换新板。更换新板后，应仔细对照*查全部参数*误后才能启动变频器。
调试完毕正常运行时，各种故障*般情况下复位后变频器即可正常运行。
5 效益分析
(1) 原丝齿轮泵gp111、gp112的电源及其控制系统进行试验改造后，这两锭生产的原丝单价提高了1.6万元/吨，在去除改造成本的情况下，全年可多产生经济效益350.4万元。尤其是这次改造的成功为下*步的大规模改造提供了可行性依据和技术基础，为集团公司盈利能力的迅速提高展现了*好的前景。
(2) td2000变频器的应用取得成功，改变了神马实业纺丝电机全部采用纺丝*用变频器的状况，说明目前的通用变频器*可以取代原来大部分纺丝*用变频器。
(3) td2000变频器以小容量*产通用变频器代替大容量进口纺丝*用变频器，为以后的纺丝、卷绕改造提供了新的思路。其*台变频器带动*台gp电机的方式，为原丝小批量试验性技术改造提供了更为灵活的条件。(欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
6 结束语
td2000变频器替代日本明电舍thyfrec-v400纺丝*用变频器投入使用*年来运行良好，其优良的性能在生产中得到了很好的发挥，降低了运行成本，提高了经济效益。随着新型变频器向着功能更加强大，系统更加稳定，模块化更强的方向发展，它的使用也将更加广泛。