变频器在清洗设备中的应用

钱善本

（海沃机械（扬州）有限公司，江苏扬州 225006）

0 引言

城市发展离不开环卫设备，环卫设备在绿色城市、生态城市的建设中占有一席之地。城市垃圾的收集又离不开垃圾桶，垃圾桶清洗在机械化、智能化方面的需求使清洗设备应运而生。

清洗垃圾桶需要水，在垃圾桶清洗过程中，如何合理地使用水资源，减少水资源的浪费，自然也成了清洗设备中必须解决的问题。笔者所在公司根据垃圾桶清洗过程中各部分所需用水量的不同，利用变频器合理调整电机转速，进而控制水泵流量，使垃圾桶各部分的清洗用水有效地得到了控制，既节约了水又节约了电，清洗腔清洗用水的循环使用更使有限的水资源得到了充分的利用。

1 变频器的选用

根据清洗设备水泵电机工作需要，变频器输出功率要求18.5 kW。清洗设备的工作采用PLC控制，为了节省设备的安装空间，PLC和变频器安装在同一个控制箱中，这就面临设备的电磁兼容性问题，特别是变频器的存在，使这一问题尤为突出。

所谓电磁兼容性（EMC）[1]，指的是设备或系统在其电磁环境中能不受干扰地正常工作，而且其自身所发出的电磁能量也不至于干扰和影响其他设备的正常运行。为了保证变频器不影响PLC的正常运行，要求变频器内置EMC滤波器；为了使设备操作简单直观，在设备上安装了触摸屏，触摸屏和PLC之间采用RS485 通讯，占用了PLCRJ45 接口，因此，PLC对变频器输出电机转速的控制只能采用端子板，变频器无需安装通信模块。根据以上要求，选用SMV 矢量型变频器ESV183N04TFB。

2 变频器参数设置

变频器参数设置如表1所示。

变频器驱动模式参数P300 有6 种驱动模式，它们分别是：

驱动模式0：常量转矩V/Hz 控制，用于一般应用；

驱动模式1：变量转矩V/Hz 控制，用于离心泵和风机应用；

表1 变频器参数设置

驱动模式2：加强常量转矩V/Hz控制；

驱动模式3：加强变量转矩V/Hz控制；

驱动模式4：矢量速度，用于需要较高启动转矩和速度控制的单电机应用；

驱动模式5：矢量转矩，用于转矩控制需要独立于速度控制的单电机应用。

驱动模式2和驱动模式3用于需要比设置0或1 更高性能，但由于电机数据缺失，或矢量模式导致电机运转不稳定，以致不能使用矢量模式的场合。

变频器驱动模式P300 被设置为2 以后的参数时，P399 参数必须设置为1，变频器需要对电机参数校准后才能启用。首先启动变频器，变频器显示CAL约40秒，一旦校准完成，显示Stop，发出另一个起动指令实际起动电机。现在参数P399被设置为2。

变频器参数设置好后，为了防止参数被他人修改，可设置密码。参数P194 具有密码保护功能，必须输入密码才能对参数进行操作。P194=0000停用密码。

3 清洗设备变频器电路及程序设计

清洗设备变频器根据设备在不同状态下喷头用水量的不同，分为6 个不同的工作状态，它们分别是：双桶的内部和外部的清洗、单桶的内部和外部的清洗，以及桶盖的清洗、手持喷枪用水。其对应的变频器工作频率和电机转速如下。

双桶内圈：39.6 Hz，1 150 r/min；双桶外圈：37.8 Hz，1 100 r/min。

单桶内圈：19.8 Hz，575 r/min；单桶外圈：18.9 Hz，550 r/min。

盖外横扫：11.4 Hz，331 r/min；手持喷枪：16 Hz，464 r/min。

下面根据变频器端子板速度预置表配置变频器P131～P137 相应参数，对应变频器端子板接线图见图1，图2 为通过PLC控制变频器输出转速电气接线图，图3 为PLC对电机转速控制程序。

表2 变频器参数速度预置表

6 结语

图1 变频器端子板接线图

图2 变频器端子板台达PLC控制电路图

以上电路及程序设计方法在实际的产品设计中都得到了验证。通过采用伦茨变频器，使清洗设备的水资源得到了充分的应用，同时也节省了电，变频器在现实生活中为节约能源提供了便利。当然，随着社会的进步和发展，变频器的推出也日新月异，但其控制方法大同小异，相信通过本文对伦茨变频器在清洗设备中使用方法的介绍，更加深了大家对变频器控制方法的了解，对变频器在今后生活中的推广应用一定有所裨益。

图3 清洗设备电机转速控制程序

［1］陈德树，张哲，尹项根.微机继电保护［M］.北京：中国电力出版社，2000.