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1、摘 要 石油石化企业的生产强度比较大，一组电机会设置成多台互为备用，以确保电气系统安全可靠运行。但通常情况下整组电机仅设一台变频器用于拖动主电机，主备电机切换后，变频器不再对备用电机实施控制，整组电机便脱离变频调速系统，造成能源呆滞。本文基于经济学角度，通过分析调速控制系统的组成及工作原理，探索变频器“一带多”系统的经济性，可行性。最后阐述改造工程中采用单台变频器拖动多台电机运行时需注意的问题。 中国论文网 关键词 单台变频器；电机；可行性；改造策略 中图分类号 TM921 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0165-01 1 变频器“一带多”的控制系统组成 变
2、频器“一带多”调速控制系统主要包括三部分：信号采集及处理系统，负反馈闭环调速系统和自动检测切换控制系统。 现场环境可采集的信号有很多，诸如压力信号、温度信号、流量信号或液位信号等等。信号采集及处理系统即完成对就地信号的采集与处理，再通过相应的变送器以电流或电压信号传出，必要时为保证到达后续环节的信号质量需要加入信号隔离器。负反馈闭环调速系统是将整形好的信号传送至PID调节器，与设定值比较运算，得出的控制信号对变频器输出进行实时调节，使电机实现变频运行，实现闭环调速控制，进而更好的控制电机执行力。自动检测切换控制系统由可编程序控制器（PLC）及外围输入输出器件组成。系统上电，“手/自动”、“工/
3、变频/检修”等操作命令及变送信号录入系统，核心元件开始依照指令自动扫描，运算，做出判断，遵循程序指标对主备电机实施自动切换控制，同时控制变频器的起动与停止。 2 “一带多”变频调速控制系统的工作原理 2.1 变频调速控制系统 PLC与变频器联合控制电机的转速及互换。如图1所示，PLC接收变送信号，将反馈得到的速度与给定的速度作比较，再经过高速技术模板运算，得出速度控制量，通过通讯总线将控制量传给变频器，变频器结合自身闭环控制作输出调整，输出信号驱动电机同时反馈PLC，实现调速控制。变频运行状态下主电机需要变频器供电，其他电机做工频运转或备用。如果变频供电电机停机，其相应信号采集处理单元切出系统
4、。此时某台备用电机接到优先级高的变频指令，直接切到变频控制系统，实现变频调速供电，相应信号采集处理单元切入调节回路，参与闭环调速控制。当“工/变频/检修”切换开关处于“工频”或“检修”位置，变频调速控制将不被切入，电机始终处于工频运行或检修状态；当“手/自动”切至手动位置，可将负载与PLC、变频器全部脱开，直接实现工频运作。 2.2 PLC工作原理 一旦PLC运行，运行期间重复执行输入采样、用户程序执行、输出刷新这3个阶段，如图2。输入采样阶段，PLC会依次对状态、数据进行扫描，存入相应I/O单元；采样输入结束，进入用户程序执行阶段，然后输出刷新。在这个周期性的运行过程中，数据发生变化，但执行
5、过的单元数据信息不会变化。 2.3 PLC与变频器之间通讯 PLC和变频器的通讯方式可以有USS，profibus-dp，MODBUS或PROFINET等多重选择。在此过程中，PLC为“主站”，变频器为“从站”，主站通过串行总线将不断刷新的控制命令传送给从站，从站接收命令后会调整控制输出，并将数据信息以报表形式回传送至主站，如此循环。 3 变频器“一带多”的经济性 3.1 直接效益 变频调速系统较高的调速精度和较宽的调速范围及“一带多”的控制方式，可以将每组控制回路总投资极大的节约，降低无功能耗的同时缩短资源回收期，以至寿命期内创造零成本经济效益。 3.2 间接效益 1）变频调速控制系统可以改
6、善因实际负荷与设计负荷偏离较大而造成的阀体前后压差大、润滑油温轴温高等现象，通过调整转速维持恒压等办法延长轴承、轴瓦的使用寿命。 2）PLC可以对电机实时监控，系统运行状况一步掌握，一旦出现异常现象可极早发现尽早解决，缩短检修时间，亦可避免因事故延迟造成不必要损失。 3）变频调速控制系统可实现主备电机自动切换，备用电机软启动，即便电机控制的流体里杂质较多容易堵塞与泄露，也不会产生大电流冲击电机，增加了电机使用年限。 4）变频器的保护功能齐全，PLC控制快速精确。对于正反转等特殊要求及启停较频繁的情况，两者实施联合保护可以进一步提升系统稳定性和可靠性。 4 改造工程 4.1 注意事项 待添加的隐
7、藏文字内容2变频器的“一拖一”已是成型技术，但在已经投产的装置上改造成“一带多”并非简单易事。首先是电缆走线，控制方案。因为多台电机会有不同的工况，调节参数、范围及控制要求。其次是控制柜安放地点设置。变频器体积及PLC控制柜需要满足电气相关标准。再次是系统总的配电容量。加装了变频器和控制柜，配电系统的供电容量是否可以满足使用要求。第四是电机本身性能是否可以在变频情况下启动，如绝缘等级、变压启动等。 4.2 改造策略 本着改造工程量小，运行性能好，节能显著，投资回收期短等原则制定方案。 与电机匹配的变频器功率一定要选定稍高于或等于电机最大使用功率，且选型时等级也要选择高一些的，能满足装置与仪表配
8、套，另外能够实行闭环控制的变频器。同时电机应用变频器时，由于电压变化率dv/dt增高，电机的绕组电压分布变得很不均匀，电机故障率增加，所以从长远经济效益上来讲，在采用变频器“一带多”的同时也要将较低的绝缘等级电机更换为绝缘等级高一些的电机，保证变频器的使用寿命同时保证电机的使用寿命。再者对电机实施必要的保护时，最好不要在变频器输出端应用熔断器，一旦一台电机出现故障，变频器会检测到输出缺相，然后报警停机，这样会将事故进一步扩大。当电机台数过多、线路太长的情况下，可增加输入输出电抗器等措施。另外需做好日常的维护工作。 5 总结 采用变频器“一带多”调速控制系统可以将设备的使用寿命延长，将供配电系统的耗能降低，将电力系统安全经济性提升，但需要注意的事项也很多。夯实的理论基础，丰富的现场经验，严谨的工作态度可使变频调速控制系统运行出最完美的经济效益。 参考文献 1陈伯时.自动控制系统M.北京：机械工业出版社，1982. 2陈海.单台变频器拖动多台电机应注意的问题J.设备管理与维修，2010，8：35-36. 转载请注明来源。原文地址：
