变频器控制技术在平衡机中的应用

近十多年来，随着电力技术，微电子技术及现代控制技术发展，变频器已经广泛地应

用于交流电动机的速度控制。其中最主要的特点是，具有高效率的驱动性能和良好的控制特
性。变频器以调速精度高，响应速度快、保护功能完善、过载能力强、维护方便及节能显着等
优点，赢得广大用户的信赖。在机械行业，变频器应用改造传统产业，实现机电一体化的重
要手段。在工厂自动化技术中，交流伺服系统正在取代直流伺服系统。在电器行业中变频器
应用技术，有效地提高了经济效益和产品质量，同时也减少机械振动和噪声。
　　平衡机在国内从

70 年代开始研究开发，多年来，人们一直以一些大型平衡机机械系统

的变速机构复杂而麻脑，旋转时启动停车时间比较长，工作效率少，操作繁琐，而且机器
庞大。所以为了减少平衡机变速机构，进一步提高平衡机工作效率及使用性能，采用变频器，
调速、制动刹车等功能，使机械系统变得更加简单，操作方便。
　　

1.系统构成及工作原理：

　　系统主要由电动机，机械振动系统、控制系统（变频器）、电测箱等组成。系统通过变频
器调节电机转速达到工件所需平衡转速，根据交流电机转速特性，

 在电机选定之后 P 、S 为

定值，电机转速

n 与电源频率 f 成正比，通过变频器改变电机驱动电源频率，来实现对电

机的变频进行无级调速。由于变频功能齐全，停车时可通过变频器设定停车时间，使电机立
即停车。
　　电机旋转时通过传动带带动平衡机主轴，主轴与工件相连一起旋转，由于工件本身不
平衡，旋转产生振动通过传感器将机械信号转换成电讯号，输入电测箱，经电测箱运算处
理后，再由显示器显示工件不平衡量的大小和相位。
　　

2.变频器主要参数设置

　　

2.1 频率上限下限设定：本文以 Panasonc 变频器为例，最高频率为 120Hz，最低 0Hz。

为了适用不同工件平衡转速，只有通过调整电机转速，达到工件要求。通常设定

50-

100Hz，即电机最高转速限制在 4450rpm 以内，以防工件平衡时转速太高，造成平衡机系
统某些部件损坏等问题，甚至造成破坏事故。系统设定最低频率为

28Hz，即平衡机启动时

频率可迅速上升到

28Hz，电机转速线性增加到对应的转速。同时避免因频率过低，启动时

间过长，启动转矩不足，启动电流过大，损坏电机。
　　

2.2 加减速时间设定：启动变频器后，观察加速过程中输出电流，若输出电流过大，则

延长加速时间，反之缩小加速时间。在停止变频器运行后，观察减速过程是否出现直流过压，
若出现则延长减速时间，否则可缩短减速时间，根据现场试验结果，设定加速时间不超过
为

30 秒。

　　

2.3 制动(刹车)设定:由变频器对电机施加直流电来起制动作用。制动有两种方式,一滑行

制动，主要适用大、中型工件平衡时刹车，停车时，变频器开始制动并将频率降到

3Hz（可

调）时滑行停车。二紧急停车，一般用于小、微型工件平衡时刹车，全程制动时间是滑行制
动两倍。
　　

3.运行与操作

　　变频器投入运行后，能自动稳定工件平衡所需的转速，操作简便但必须遵守如下规定