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压铸机节能改造

日期: 2015-03-20
作者:

一、现场情况
调试设备:铝合金压铸机(也称压装液压机)
变频器型号:75KW一体化变频器
主电机铭牌参数:额定功率75KW、额定电流142A、额定转速960s、极数为6极
二、现场接线图


压铸机节能改造
图 1


三、接线描述
◆ 端子X1、X2是变频器给定的一个多段数字电压端子,其中X1控制压铸机中座上升运行(R5),X2控制压铸机中座下降运行(R4A)。
◆ 端子X3取自压铸机Y-Δ软启动的常开触点,给变频器作运行信号。
注意:在取X1、X2多段数字电压信号时,在没有图纸的情况下,一定要认真观察继电器的工作状况,观察压铸机中座上升时对应那些继电器工作,中座下降时对那些继电器工作。因为系统有中座快下降和慢下降,中座快上升和慢上升功能,一但取错信号,比如取了慢下降继电器,系统工作就会很慢。如下图PLC控制柜所示:


压铸机节能改造

图 2
 

R4A:中座快下降 R4B:中座慢下降
R5:中座快上升 R13:中座慢上升
四、系统工作原理
该系统共有三台马达,其中变频器主要用在压铸机的主马达上;润滑油马达和引导油压马达是由工频运行,主要用来压铸成型自行车配件。变频器由端子控制运行,采用多段数字电压端子控制,其中变频器的运行信号X3是由原电机软启动常开触点给定过来,因为要等原电机Y-Δ启动工作完以后才能运行变频器,不然变频器会报过电流故障;当变频器运行起来后给主电机提供下限30Hz的基本运行频率;再给定两个多段数字电压运行频率,X1(45Hz)用来给定压铸机中座上升运行,X2(45Hz)用来给定压铸机中座下降运行(X1−X3端子都增加0.2s的滤波时间,来延迟端子动作,提高端子的抗干扰能力。);其中压铸机中座下降输出功率最大,因为压铸机下降时要把铝合金压铸成型。当整个周期做完以后(6.5−7.6)s,一个成品就生产出来。
五、故障处理
在现场调试过程中,3#机器碰到一个比较麻烦的问题,由于3#机比1#和2#机在控制线路有点不同,当然主回路也有点区别,也就是1#和2#的升级版。当安装好变频器后,运行变频器时,主回路Y-Δ接触器跳闸,Y-Δ启动是由PLC控制;把变频器设置为面板运行也跳闸。后来我们采用了如下办法:
◆ 把PLC到热继电器的控制信号去掉;把热继电器短路;把热继电器上的过电流保护值调大;
◆ 在0V至24V上加滤波电容,在继电器线圈上加滤波电容;
◆ 把提供给PLC的电源和主接触器线圈上的220V电源断开,从其它配电箱上取电源,也就是把电源隔离开;
◆ 降低载波频率:当载波降到0.7kHz时变频器能运行到20Hz;超过20Hz就跳Y-Δ接触器;
◆ 把变频器和电机可靠接地;(现场没有电源地)
以上办法都一一尝试过,系统控制有所好转,但没有解决根本问题,初步判断为干扰问题,后做了一些抗干扰措施,效果非常明显,具体的解决方案如下所示:
在变频器外围加抗干扰器件,例如外加电抗器、滤波器、磁环等。先在变频器输出侧加电抗器,把载波频率降到0.7KHz启动运行到30Hz就跳Y-Δ接触器。再把变频器输入和输出侧都加上磁环,载波频率设在1kHz以上时还是不能启动变频器,载波频率设在0.7k~0.9k时能启动变频器,运行电流电压也很平稳,电机噪声和温升也很正常;这时在调试中发现变频器载波降到0.7kHz运行起来了后,可以随意调高载波频率,Y-Δ接触器也不跳。这说明是变频器干扰了PLC,把提供给PLC 24V电源的开关电源加上滤波器,变频器把载波频率设到任一值都能正常启动电机。
六、参数设置
P0.03=0、P0.05=30、P0.06=1、P0.08=1.5、P0.09=2、P3.09=0、P4.15=9、P4.16=9、P5.00=6、P5.01=7、P5.02=3、P5.07=0.2、P9.01=6、P9.02=960、P9.04=142、P9.05=46
七、工频与变频对比
单个成品工作周期:工频:6.5~7.5S,变频:6.5~7.6S
成品工作电流:工频:min(48.5A) ;max(138.0A)
变频:min(45.4A) ;max(129.5A)
八、每小时耗电对比
工频:16度 变频:11度
1−11/16=1−0.69=0.31(也就说节电率达到31%以上)


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