( 2) 直流系统出现被动时, 转矩为 0, 相当于一台电机不工作, 变为负载。 而交流系统当出现被动时, 转矩为负值, 相当于倒拉制动。 此时两台电机都达到转矩输出, 一台为电动, 一台为发电, 因而造成很大功率消耗, 而且最终将导致一台保护跳闸( 可能是电动系统过流或发电系统过压) .
( 3) 对直流系统负荷分配调节量为电流值, 而交流系统调节量为转差频率, 或者说是给定频率。
但都代表转矩, 前者给定值不变, 而后者给定频率要变。
从以上区别看, 交流系统的负荷分配控制比直流系统更加重要, 而且影响更大。
2. 3张力或转矩控制
纸机的干部和卷取部一般都对纸张有一定的张力要求, 如压光机和烘干部之间, 如果纸张不紧则影响压光的效果。 而卷取部虽然对张力没有要求( 因为一般还要经过复卷才能形成成品) , 但希望保持一定的韧性, 即弹性力矩, 其作用是防止卷取过程中机械特性太硬, 当纸张的收缩变化时引起断纸。
在直流系统中, 人们往往采取在速度调节器上并联电阻( 由无差系统变为有差系统, 使机械特性变软) , 这样当纸的张力发生变化时, 卷纸机可以自动产生速度变化, 保持一定的紧度, 同时又不至于拉断纸张, 这即所谓软特性控制。
对变频器而言, 仍然可以采用这种思路, 但不同的是变频器的速度环和电流环( 相当于直流调速,但目前的变频器无法区分出电流环和速度环) 是在变频器内部一组数字 PID 参数, 对闭环系统来说,理论上也可以设定比例、积分参数来实现上述目的, 但是由于闭环系统存在一个稳定性问题, 要想通过设PID 参数来实现软特性控制比较困难, 很难设置合适。 通常可以采用下述几种方法:( 1) 设置带速度限制的转矩控制方式。 这种方式的特点是转矩( 张力) 控制和速度控制自动转换,即所谓软特性。 在正常拉纸过程中, 卷取电动机工作在转矩控制方式下, 即给定值是一个转矩或电流信号, 只要给定合适就可以彻底消除断纸。 因为转矩值可以设定到纸刚好不被拉断的位置上, 一旦张力变化电机速度会自动变化, 理想情况下, 可以实现堵转拉力, 即静止张力。 而当引纸或出现断纸时由于有转速限制电机并不会飞车, 而是自动保持在略高于线速度的工作点上。 待引纸后自动回到线速度上。
( 2) 采用 PLC软件程序限制转矩, 这种方式类似于负荷分配控制, 但其参考点不同, 此处的参考值是由实验确定的一个以纸张最大张力为设定值的转矩基准值。 当 PLC 发现实际转矩或电流大于给定值时, 自动减速使之张力在给定范围内。
( 3) 设定开环基准频率, 由于卷取部需要的是张力或转矩控制,速度是张力控制的结果, 所以完全可以在此点上设开环运行。 这样既有效的防止了闭环震荡问题, 又简化了系统设置。 而且变频调速的机械特性调整比直流方便的多。 其基本原理是转差频率控制或弱磁控制。 例如, 一台电动机额定频率为 50Hz, 1450m/ min, 则其额定转差为s = ( 1500 - 1450) / 1500 = 0. 3% .
如果把变频器的基准频率设为100Hz时, 则其额定转差频率几乎增加一倍还多。 因为在额定频率50Hz时电动机的端电压只有额定值的一半左右, 按变频调速转矩和转差频率的关系, 磁场降低一半要达到同样的转矩, 转差至少增加一倍, 因而使电动机的机械特性变软。
3变频传动纸机的设计、调试注意事项
3. 1变频传动纸机的速度和频率精度与速差控制的要求
根据造纸的机械国家技术标准和生产工艺实际观测, 在纸机的各个部分对速度精度的要求是不同的。 在湿布和压榨部除了负荷分配控制以外, 速差控制是非常重要的。 我们曾对现场的一台 200m/ min 的 1760 纸机的伏辊和吸移之间的速差进行过数据记录分析, 从感观对纸的质量( 表面、平整、均匀度) 看, 这个速差在一定范围内变化不足以引起质量的突变。 如当吸移的线速度为 175m/ min, 伏辊的速度可以从 170m/ min 到 172m/ min 变化而不发生质量的明显变化。 由于这里的速差对成纸来说,主要影响的是单位面积的克重, 按上述的数据以 176cm 宽度计算, 如果定量为 60g/ m 2, 则伏辊从170m/ min 变化到 172m/ min 时, 克重变化为 1%. 即( 60+ 0. 6) g/ m 2 = 60. 6g/ m 2。 可见速度的变化对纸生产的影响较小。 但干部则不同, 速度同样变化2m/ min 时, 则长度变化约 1%. 这可能引起断纸, 以烘缸 1000mm 加工精度 0. 5mm 计算则长度变化为 0. 05%, 远比速度变化比率为小。 因此, 速度变化误差应控制在 0. 1%以内以保证纸张不被拉断。 国家技术标准对传动速度精度要求为 0. 3%. 若为闭环系统, 则给定和反馈精度只要不低于 0. 1%就可以满足要求。 对开环系统则对频率分辨要求必须达到 0. 1% . 一般变频器最小频率为 0. 01Hz, 按上述要求只有当频率工作在 10Hz 以上才能满足要求。
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