台达 VFD-S 系列变频器在输送机中的应用
供稿：中达电通股份有限公司
- 关键词：电机,流量计,直流调速,工控
输送机可以大别分为链状输送带, 皮带输送带, 螺旋状输送, 滚轴式输送, 振动输送, 吊桶式输送等；依所运搬的对象之物理性质, 化学性质, 外形形状及大小, 运输路径, 运搬的方法而结果或需求之不同, 在选用时, 应从功能, 特征,经济等而考量, 选定其中最适合的输送机。
不过除上述而外, 今日的生产线已逐渐工厂制造自动化. 而要求搬送要能自动而省力. 此责任, 很自然地特别加给可变速驱动化了的输送机.
按可变速化的方式来说, 传统也有过机械式的无段式变速及各种电气式的变速
, 但选用具有控制性, 维护保养性及经济性俱佳的变频器驱动之方式, 与日俱增。
变频器驱动化的优点
1. 可以利用鼠笼型感应电动机: 此型的电动机形体小, 可以像机械式变
速机不要变速部的空间, 驱动都可以形小而轻；倘再附装传动装置(gear), 则效果倍乘. 无电刷或整流子, 因而基乎是免维护(maintenance-free)的。
2. 可以利用既设的电动机的, 于既设的电路中插入变频器就可以把一定速的输送机, 摇身一变为可无段化变速。
3. 提升生产性能: 使用变频器驱动那1:10至1:20的广范围速度控制, 是遥控改变周波数指令就能做出来. 所以容易选到最适合工作需要的速度, 尤其若采用向量控制变频方式, 则可以达到1:100的速度控制范围, 附有PG的更高达1:1000的速度控制范围之任选运转。
4. 能柔顺地起动与停机: 输送带速度如受急遽变速, 则受送物会崩塌下来, 例如搬运玻璃瓶突然停顿, 则瓶与瓶相碰, 可能因而破损；但如以变频器操作, 则因为它是低周波数起动, 所以震荡小, 再经柔顺操控(soft start stop)而调整, 整定时间则真的会平滑柔顺地变更速度, 全程都可安稳如意, 有助于产品平安, 确保品质。
5. 能频频地运转、停机及反转:
a. 变频器从低域周波数及电压出发, 徐徐地上升周波数及电压值,因此较之商用电源直接起动的起动效率佳, 电流小而产生的起动转矩大。 结果电动机的发热小, 得较频繁的开机, 停机而无害。
b. 正转或反转的控制是由变频器晶体管切换相旋转而得。 这种方式较之以前的主电路藉切换导线相位的方式, 是没有可动部份及摩擦部分, 发热量会少些, 因此可以充当横向来返(traverse)用途那样的频频正转反转的输送。
6. 可以电气的剎车减速时, 供应电动机的输出频率会徐徐下降, 电机转速会有超越同步速
度的情形。发生这种状态时, 电机回升的能量是会被变频器直流电源部的电容器所吸收(直流电压升高)；但当它上升到某标准时, 晶体管就作动开闭动作(switching)而放电使电气的能量就在电阻器部位消耗掉。这样地把负载旋转能量透过电动机回生为发电机作用而变换为电气能量驱入电阻器转化为热能量而消耗掉就是回生制动。即使不使用电阻器, 电动机仍可有内部损失为20%程度的制动力作用。通常输送机乃定转矩性负载, 所以如非必要急遽减速, 则大多场合自无必要设置制动用电阻器. 对于制动频度少的场合, 则亦可有自高速给电动机流通直流电流的方式, 亦可达到剎车的效力；称为动态(dynamic)制动。电气的剎车(制动)的优点能停机于指定位置, 即使电动机在高速中运转；亦可以使它自高速很快地抵达低速那种匍匐爬行状的缓行(creep)的速度, 而缩短工程的工作周期时间。 运转中周波数变化使电动机速度攀升, 则此电气的剎车随着产生, 如影随形,不必假借人手操作。尤其输送机的形状攸关搬送量, 当它引致之电动机负值转矩缠身时,电气的
剎车就作用而防止电动机那可能发生的大幅度速度上升之危害。
7. 容易改变速度只要提高供应电动机的频率, 输送机速度就上升；对于既有的输送设备
,也是增加其10~20%程度的输送能力是简单容易做到的事。 应注意的事项是需要电动机的容量有余裕, 并且需要遵守“不超过齿轮容许的转数为约束的条件”。
台达为让输送机的工作流程及性能更卓越, 价格更低廉, 提供了最佳的解决方案-VFD-S series变频器。
以下为调整VFD-S参数以达到输送机的性能最佳化:
1. 请依负载重量选择适当之V/F曲线并给予上下限以避免误动作时造成的伤害: 01-01~01-06, 01-07, 01-07
2. 适当调整加减速时间并配合S曲线以达到平滑激活与停止: 01-09, 01-10, 01-16, 01-17
3. 试运转并观察是否正常(马达运转方向, 是否有震荡发生)
4. 设定客户所须之频率命令及运转命令来源: 02-00, 02-01
5. 若客户须计数功能: 03-03, 03-04, 03-05~03-06=d14, d15,
04-04~04-08=d19, d20
6. 若客户须一输出信号通知上位机输送机已在运转状态: 3-05, 3-06=d1或d02
7. 若客户须于每次运转时使用二到三种频率, 则可使用多段速并配合PLC运转功能: 4-04~4-08=d17, d18; 5-00~5-06, 5-07, 5-08, 5-09~5-16
8. 若客户使用煞车功能时, 须将过电压失速防止功能关闭: 6-00=0. 使用直流制动时, 请由小到大调整直流制动电压准位: 8-00~8-03. 另, 若使用制动电阻的场合, 适当调整DC-BUS煞车准位: 8-16