現(xiàn)代變頻器的速度控制功能和振動(dòng)影響

　　“由于科技革新，變頻器發(fā)展為兩大方向。一方面，功能簡(jiǎn)單的變頻器具有較少的輸入/輸出接口、模擬輸入和一個(gè)輸出；同時(shí)，另一方面，存在功能齊全的變頻器，”BillColton，Baldor公司的洛杉磯地區(qū)經(jīng)理說(shuō)。他已經(jīng)關(guān)注變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的演變27年了。“另一趨勢(shì)是，變頻器類型正逐步融合為一類共同的產(chǎn)品。例如，反相器可作無(wú)需傳感器的矢量，矢量變頻器可作反相器和無(wú)需刷新的伺服應(yīng)用，等等。”

　　Baldor公司的氫氣逆變變頻器為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)提供電壓/頻率模式的開(kāi)環(huán)速度控制，也提供高性能的無(wú)需編碼矢量——所有這些都封裝在一塊。電壓/頻率模式應(yīng)用于需要調(diào)速運(yùn)行和良好的調(diào)速系統(tǒng)中，如泵、鼓風(fēng)機(jī)和一般的機(jī)械應(yīng)用，尤其適合于從一個(gè)單一的電動(dòng)機(jī)同時(shí)控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)操作的場(chǎng)合。

　　采用開(kāi)環(huán)控制，無(wú)需編碼的矢量模式嚴(yán)格控制磨床等的速度，絡(luò)紗機(jī)等的電流。在高速微處理器和三相電流反饋的幫助下，無(wú)需編碼的矢量變頻器能夠在大多數(shù)四端變頻電動(dòng)機(jī)上將扭矩充分降至20轉(zhuǎn)/分鐘。你也可以使用全矢量方式將扭矩充分降至0轉(zhuǎn)/分鐘。

　　為使電動(dòng)機(jī)和變頻器二者相匹配，Baldor公司利用來(lái)自公司內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)和控制器的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制定了相應(yīng)的性能曲線。從曲線中可獲知電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的持續(xù)式和間歇式工作的扭矩，以及電動(dòng)機(jī)的安全操作包絡(luò)線圍繞速度基線上下波動(dòng)。

　　測(cè)量速度和振動(dòng)

　　然而，變速變頻器使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和振動(dòng)監(jiān)控更困難，因?yàn)樗麄兌夹枰离妱?dòng)機(jī)的速度。變速變頻器可以在許多速度下運(yùn)作，而且能夠靈敏檢測(cè)瞬時(shí)速度。由于各種變數(shù)，很難進(jìn)行不同速度等級(jí)之間的比較。

　　另一個(gè)問(wèn)題是電動(dòng)機(jī)以接近固定架的共振頻率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)磨損。“盡管這會(huì)增加設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)并使振動(dòng)監(jiān)控變得更加困難，人們無(wú)論何時(shí)安裝變速變頻器往往還是會(huì)忽略這一問(wèn)題”，電加工工程服務(wù)公司總裁Douglas Smithman說(shuō)。

Douglas Smithman回憶起一個(gè)擁有112臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速變頻器的鋼廠。如果鋼廠生產(chǎn)線以共振速度運(yùn)作，電動(dòng)機(jī)將幾乎像一個(gè)手提鉆一樣抖動(dòng)大約40毫英寸。

　　確定系統(tǒng)共振點(diǎn)并回避它們。“做模態(tài)測(cè)試確定共振頻率”，Smithman建議道，“如果你必須要在共振點(diǎn)運(yùn)作，那么設(shè)法減小它帶來(lái)的影響，否則設(shè)備將出現(xiàn)故障。”

　　模態(tài)測(cè)試涉及利用電磁振蕩器或沖擊錘產(chǎn)生一個(gè)能用變速計(jì)測(cè)量的力。模態(tài)車(chē)間最近已經(jīng)推出一款新型模態(tài)振子，重量小于30磅，能夠提供100磅力（440牛）的峰值激勵(lì)。它適合于大多數(shù)模態(tài)分析應(yīng)用，包括單一輸入和多元輸入，激勵(lì)信號(hào)為隨機(jī)信號(hào)、瞬態(tài)迸發(fā)信號(hào)、正弦閉模時(shí)間信號(hào)或線性調(diào)頻脈沖信號(hào)。

　　由一個(gè)愛(ài)默生部門(mén)CSI生產(chǎn)的Speed Vue430激光轉(zhuǎn)速傳感器解決了速度測(cè)量問(wèn)題。在指定的CSI機(jī)器健康分析器的協(xié)助下，該傳感器能自動(dòng)檢測(cè)軸速度。SpeedVue第三級(jí)激光器和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)能夠從距離為30英尺的無(wú)反光帶區(qū)或距離為100英尺的反光帶區(qū)捕獲轉(zhuǎn)速。當(dāng)激光束照到裸轉(zhuǎn)子時(shí)，分析器會(huì)自動(dòng)顯示機(jī)器速度。在大多數(shù)情況下，Speed Vue不需要記錄儀，并且能在骯臟的、高度拋光軸上工作。