基于CHF100A矢量变频器的应用改造雨漏试验机

杨洋 于泽

摘 要：针对棚车雨漏试验机走形速度单一不可调的缺点进行改造，欲将电机改为变频调速控制，降低走行速度，满足对车体的喷淋时间要求。变频器选用国内知名品牌英威腾CHF100A矢量通用型变频器。本文主要分析电路的原理和变频器调试的一些方法。

关键词：雨漏试验机；变频调速；变频器参数设置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.130

1 引言

棚车，又称篷车，是一种封闭的火车车厢，一般用来运送货物。雨漏试验机通过对棚车进行人工模拟降雨的方式，检查棚车车厢钢板、焊接等部位是否存在漏雨现象，如发现漏雨，则进行相应地处理。该系统主要由卷扬机、水泵、控制系统、管道、喷头、钢索、轨道等组成。

为了提高工作效率，让雨漏试验机高效完成工作任务，于是对雨漏试验机进行改造。改造技术要求为铁标标准TB/T1802-1996：

（1）保证在车顶全面积上喷水，侧墙自上侧梁以下二分之一高度（但对于侧墙上设有车窗的车辆，应达到车窗下边缘）范围内面积上喷水，其余部位为淌水。（2）喷水强度应不低于3mm/min。（制作检测器具，可以检测喷水强度不低于3mm/min）。（3）喷水时喷头处的水压应不小于0.1MPa。（添加压力表，明示喷水压力）。（4）喷头至喷水表面的距离应不大于1.5m。（5）喷头的喷水孔直径为1.0-2.0mm。（6）车顶喷头中心线在车辆横断面上的投影应大致垂直于车顶表面。两侧喷头中心线在车辆横断面上投影应与水平面成45°±5°角，上述喷头中心线与横断面夹角应为30°±5°。（7）改造后雨漏试验机可以单独喷淋。（即走行电机失电后，喷淋系统继续工作）。（8）雨漏试验机走行速度可随时改变以应对生产需要。

本文主要介绍电气部分的电路原理和变频器的调试过程。

2 原理

通过技术改造要求得知，需要设计电机的控制电路，满足通过变频器实现变频调速，并且前进后退时都分别有指示灯亮。在两端的走行终端安装限位开关，使喷淋器走到终端时自动停止。并且需要一个水泵的控制电路实现水泵的运转和停止。

由于电路中加入的变频器进行变频调速，所以需要通过变频器的端子图确定如何把變频器接入电路之中。经过分析R、S、T接到三相电源端，U、V、W三个端子接到电机。TA、TB、TC接入控制电路中，FWD、REV、COM分别代表正转、反转、和共同信号端子，所以FWD、REV分别接到继电器的常开端子上。

在控制电路部分，首先确定启动按钮SB2。当SB2闭合时，磁铁KM1得电，KM1常开触点闭合形成自锁，并且主电路闭合变频器得电。当正转按钮SB4闭合时，磁铁KA1得电，KA1常开触点闭合，控制电路KA1形成自锁，变频器正转端子形成通路，实现电机正转，正转指示灯EL1通电，变亮形成正转指示；KA1常闭触点断开与KA2形成互锁。同理当反转按钮SB5闭合时，KA2形成自锁，变频器反转端子形成通路，实现电机正转，反转指示灯EL2通电，变亮形成反转指示，与KA1形成互锁。

在停止时，由于电路中接入了变频器使电路变得复杂了一些。停止开关SB3断开时，控制电路部分断电实现了停车，但这时变频器系统还是带电的。于是我们加入了系统停止按钮SB1，当SB1断开时，这个系统停电，实现了整个系统的断电。

限位开关采用了NPN三线常开型的接近开关，当喷淋设备走到行走终端时，接近开关触发并闭合，使磁铁KA3或KA4闭合，常闭触点变成常开，KA3或KA4断开控制电路的断电，使喷淋设备停车，实现了在限位的功能。

在水泵电动机的电路用一个简单的自锁电路，实现了对水泵启动停止的控制。

雨漏试验机电路原理图如图所示。

3 变频器调试环节

首先进行电机的参数自学习，设置方式为：

首先设置P0.01为键盘指令通道。

然后输入电机各项参数，根据电机选型，依次输入为：P2.01：电机额定功率——0.75kW；P2.02：电机额定频率——50Hz；P2.03：电机额定转速——1380r/min；P2.04：电机额定电压——380V；P2.05：电机额定电流——1.9A。

在电机不带负载状态下，设置P0.16=1，进行全面参数自学习。之后在电机带负载状态下，设置P0.16=2，进行静止参数自学习。

之后便是设置运行指令通道（P0.01）→设置运行频率→设置速度运行控制模式（P0.00）。速度运行控制模式分为三种：V/F控制模式（P0.00=0）；无PG矢量控制模式（P0.00=1）；转矩控制模式（P0.00=2）。由于本项目雨漏试验机对于多段变速及转矩速度控制没有要求，故选择简洁高效的V/F控制模式。

随后便是设置加速及减速时间，其中，加速时间指变频器从0Hz加速到最大输出频率（P0.03）所需时间。减速时间是指变频器从最大输出频率（P0.03）减速到0Hz所需时间。

英威腾CHF100A变频器有4组加减速时间：第一组：P0.11、P0.12；第二组：P8.00、P8.01；第三组：P8.02、P8.03；第四组：P8.04、P8.05。

经过上述方法进行调试及参数设置后，最后将运行指令通道P0.01=1，即设定为端子指令通道，即可由按钮盘上的按钮进行各项操作了。随后进行各项运行测试，均良好实现各项功能。自此，该雨漏试验机变频改造项目便已顺利完成。

该款英威腾CHF100A变频器还有更多高级控制方式，如PID控制、PLC及多段速控制等，笔者同时进行了一定程度的学习和探索，由于篇幅有限，便不在此赘述。

参考文献：

[1]杨洋，周志千.长钢轨车发电车的试运行及调试方法设计[J]. 山东工业技术，2017，22（035）：4.

作者简介：杨洋（1978-），男，本科，高级技师，主要研究方向：电器设计及关键技术。