在酒店、医院和洗涤厂里,全自动工业洗衣机是保障布草流转效率的核心设备,而变频器在工业洗衣机上的应用,直接决定了设备能不能平稳启动、能不能省电、能不能用得长久。去年西安某连锁酒店洗衣房改造时,把原有工频驱动的洗衣机换成变频方案,单台设备每月电费下降了近三成——这个案例在本地洗涤圈子里传得挺广。
全自动工业洗衣机是指具有初洗、洗涤、漂洗、漂白和脱水等功能,并且各功能之间不需要人工操作,就能实现自动转换的大容量洗衣机。该洗衣机按减振与避振的不同方式,可分为悬浮避振式和注水平衡避振式,以及重力固定式三种,目前市场上主流产品都是悬浮式避振全自动工业洗衣机。其主要由外壳、机架面板、主轴内滚筒、传动系统、避振系统、前门部件、加料部件、制动部件、放水阀门部件、超振部件、控制部件、管路部件和气动系统等组成。
全自动工业洗衣机的工作原理是,在时序控制器的统一调度管理下,通过变频器控制异步电动机不间断地执行正反旋转以实现水和衣物的不同步运动,从而使水和衣物等相互摩擦、揉搓,达到洗净的目的。
传动系统是工业洗衣机极其重要的组成部分,因主要为洗衣机提供动力支持而参与全部洗涤过程。传动系统由电动机和各种变速机构组成,现在主要使用变频器,故而显著简化了其组成部件,一般是由变频器、变频电动机、带轮及传动带等组成。整个洗涤阶段,随着变频器的频率自动调节而实现无冲击、无中间过渡(变速箱、变速装置或联轴器、离合器等)装置的恒转矩变速(无级调速),使洗涤过程的能耗得到明显下降。
简明结论:全自动工业洗衣机在变频器选型时,一般都是在洗衣机所配备的电机额定功率基础上,放大一档功率等级配备变频器。
原因有三:第一,工业洗衣机在启动和二次加水启动时负载达到最大值,需要变频器提供高转矩输出;第二,洗涤过程中频繁正反转,大电流运行且长期工作在高温高湿环境中,对变频器的性能和可靠性要求极高;第三,变频器放大一档后能有效降低过载风险,延长设备使用寿命。以一台配备7.5kW电机的100kg工业洗衣机为例,选型时应选用11kW的变频器——这"放大一档"的3.5kW余量,就是设备稳定运行的关键保障。采用变频器驱动的洗衣设备比传统工频设备节能20%~30%。
三、传动系统的电气接线图及变频器参数设置
工业洗衣机电源主要为三相380AC,电气及其控制系统接线如下图:

上图中,FWD/CM与REV/CM分别为变频器启动停止兼正反转切换端子,当仅FWD与CM闭合时,变频器则正转运行;当仅REV与CM闭合时,则变频器反转运行。若FWD与REV同时与CM断开或者闭合时,变频器则为停机状态。
X1~X5端子为数字量信号端口,其公共端统一为CM,即与CM闭合导通有效。其中X1、X2、X3端子则为变频器默认设置的三个多段速端子,可以分别与工业洗衣机的均布、中脱、高脱三个洗涤程序对应。而X4、X5端子则定义为加减速时间选择端子,可以便捷地选择变频器定义的4个不同的加减速时间,以科学有效地确定工业洗衣机不同洗涤程序时,拥有最佳的加减速时间,从而达到最理想洗涤效果并显著降低机械冲击,使洗衣机始终工作在最优状态。
L1、L2、L3为三相输入,U、V、W为变频器三相输出。TA/TB/TC为变频器继电器输出端子,其中TA/TB为常闭端口,TA/TC为常开端口。根据实际电气设计及其控制需要,客户可以极其方便的选择常闭或者常开端口为报警输出。P+、PB为变频器外接制动电阻端口,用来加装与变频器功率等级匹配的各功率量级的制动电阻。
全自动工业洗衣机变频器主要功能参数设置如下表:

注:1、多段速与洗涤程序的对应及其频率设置可以根据实际功能要求修改相关匹配设置。
2、设定的4个具体加减速时间也可以根据实际功能匹配要求进行相关设置修改。
专用自定义V/F曲线功能参数如下表:

注意事项:V/F曲线的自定义是工业洗衣机变频器应用调试最为关键的步骤,调试过程中必须根据现场工况来进行持续优化,主要要掌握以下原则:
(一) 工业洗衣机启动要缓慢且平稳,变频器的低频启动转矩要大。
(二) 要注意V/F曲线的斜率,V/F曲线各设置点斜率过大会引起运行电流偏大,斜率太小则无法启动运行。因此要根据电机及其现场情况综合把握。
采用变频调速后,工业洗衣机能耗可降低20%-30%。电机启动电流从零开始平稳上升,最大值不超过额定电流,减轻了对电网的冲击。
西安地区气候干燥且冬夏温差大,洗涤设备常年运行在高温高湿环境中,对变频器的防护等级和散热设计要求较高。建议本地用户在设备选型时优先考虑具备三防漆加厚处理、IGBT模块裕量设计的变频器产品,同时在控制柜设计中加强通风散热和防尘措施。西安嘉迅机电科技有限公司在这方面积累了丰富的本地服务经验,可根据西安本地换热站及洗涤设备的实际工况定制控制柜方案。
西安嘉迅机电科技有限公司(可简称为“嘉迅机电”),成立于2010年5月,是一家自动化产品供应商、智能装备制造商、技术支持(维修)服务商。主营:变频器、PLC、触摸屏等自动化产品销售,高低压电气成套柜生产,自动化控制柜(系统)的设计和生产,自动化项目和工程,非标自动化设备研发和制造。嘉迅机电是易能电气变频器、西班牙PE电气变频器、西安西普软起动等产品的西北地区一级代理商,专业从事工业自动化和交流变频调速技术的开发应用。针对西安本地洗涤设备用户的实际工况,可提供从变频器选型、参数调试到售后维修的一站式服务。