現(xiàn)代變頻器的速度控制功能和振動影響

　　“由于科技革新，變頻器發(fā)展為兩大方向。一方面，功能簡單的變頻器具有較少的輸入/輸出接口、模擬輸入和一個輸出；同時，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。他已經(jīng)關(guān)注變速驅(qū)動技術(shù)的演變27年了。“另一趨勢是，變頻器類型正逐步融合為一類共同的產(chǎn)品。例如，反相器可作無需傳感器的矢量，矢量變頻器可作反相器和無需刷新的伺服應(yīng)用，等等。”

　　Baldor公司的氫氣逆變變頻器為多臺電動機(jī)提供電壓/頻率模式的開環(huán)速度控制，也提供高性能的無需編碼矢量——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，尤其適合于從一個單一的電動機(jī)同時控制多臺電動機(jī)操作的場合。

　　采用開環(huán)控制，無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，無需編碼的矢量變頻器能夠在大多數(shù)四端變頻電動機(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。

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

　　測量速度和振動

　　然而，變速變頻器使得產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和振動監(jiān)控更困難，因為他們都需要知道電動機(jī)的速度。變速變頻器可以在許多速度下運作，而且能夠靈敏檢測瞬時速度。由于各種變數(shù)，很難進(jìn)行不同速度等級之間的比較。

　　另一個問題是電動機(jī)以接近固定架的共振頻率運轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)磨損。“盡管這會增加設(shè)備故障風(fēng)險并使振動監(jiān)控變得更加困難，人們無論何時安裝變速變頻器往往還是會忽略這一問題”，電加工工程服務(wù)公司總裁Douglas Smithman說。

Douglas Smithman回憶起一個擁有112臺發(fā)動機(jī)和變速變頻器的鋼廠。如果鋼廠生產(chǎn)線以共振速度運作，電動機(jī)將幾乎像一個手提鉆一樣抖動大約40毫英寸。

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

　　模態(tài)測試涉及利用電磁振蕩器或沖擊錘產(chǎn)生一個能用變速計測量的力。模態(tài)車間最近已經(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。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，激勵信號為隨機(jī)信號、瞬態(tài)迸發(fā)信號、正弦閉模時間信號或線性調(diào)頻脈沖信號。

　　由一個愛默生部門CSI生產(chǎn)的Speed Vue430激光轉(zhuǎn)速傳感器解決了速度測量問題。在指定的CSI機(jī)器健康分析器的協(xié)助下，該傳感器能自動檢測軸速度。SpeedVue第三級激光器和先進(jìn)的信號處理技術(shù)能夠從距離為30英尺的無反光帶區(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，分析器會自動顯示機(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。