1多单元协调传动技术广泛应用于各种造纸机、轧钢机、纺织印染机、拉丝机、电线电缆生产线、卷尺生产线等要求各控制单元同步传动的生产机械。
低档次的上述生产机械,一般采用滑差调速或交流整流子异步电机小范围调速,由于传动速度的不协调,造成产品报废率高,且调速范围小、能耗高。
直流调速性能较好,所以高档次的上述机械一般采用直流调速。但直流电动机结构复杂、对工作环境要求较高;直流电机碳刷易磨损、碳刷架易打火而引起电机烧坏;换向器经过长时间磨擦后,铜片会越来越薄,最后导致打火击穿。国产换向器和碳刷,一般只能用半年多时间。直流电动机故障率高的问题,目前还没有从根本上解决。
变频调速是在现代微电子技术基础上发展起来的新技术,是一种理想的调速方式。变频调速具有以下显著的优点:
①可以使普通异步电动机实现无级调速,调速范围大,安全可靠,可适应恶劣环境;②起动电流小,可减小电源设备的容量;③可采用软起动,减小机械设备的冲击力,无峰值电流;④保护功能齐全,对电机运行实行自动监测,具有自保护,无需专人看守;⑤效率高,具有显著的节电效果。
本文根据多单元协调传动的要求,基于变频调速,提出了简便而有效的控制方法。
2系统主控方案
根据生产工艺的要求不同,多单元协调传动必须要有较大的相应调速范围,主机与各从动单元的副机能根据主控指令在较大的范围内进行同步调速。主控方案的设计见1.
所有单元的变频器由一个公用可调的直流电源供电,整机运行速度随着这个直流电源的变化而改变。
各单元变频器均采用外接给定方式,将所有控制单元变频器的外接给定电路并联,由同一个可调直流电源提供给定信号Xg,使各控制单元电动机的转速同步升降。
变频器的主要参数设置(本文均以三菱FR―E500变频器为例):
采用外部操作模式,可设Pr.79=2(文中Pr.XX为变频器参数);由于生产机械是单向传动,故主控电源是单极性的,设Pr.78=1(不可反转);电源电压:0~10V,设Pr.73=1.
3同步转速协调
由于各控制单元的传动机构不同,电动机的最高、最低转速各不相同,所以,与最大给定信号Xgmax对应的变频器最大输出频率fmax也各不相同,也就是说,各变频器的给定频率线是不一致的。
例:某生产机械各单元电动机的额定转速为1420r/min,要求:
1单元(主机)n max=1920r/min n min=240r/min 2单元n max=1760r/min n min=220r/min……
n单元n max=2080r/min n min=260r/min则各控制单元变频器的参数可设置为:
1单元(主机)f max=(1920/1420)<50=67.6Hz fmin=(240/1420)<50=8.5Hz可设置上限频率Pr.1=68Hz;下限频率Pr.2=8Hz 2单元(从机)f max=(1760/1420)<50=61.9Hz f min=(220/1420)<50=7.7Hz可设置上限频率Pr.1=62Hz;下限频率Pr.2=7Hz……
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