收獲(SEOHO)變頻器在卷繞機(jī)上的應(yīng)用
引言:在80、90年代,國(guó)家花巨資在各行業(yè)重點(diǎn)引進(jìn)了一些生產(chǎn)線,這些生產(chǎn)線的電控系統(tǒng)很多是直流調(diào)速,隨著時(shí)間的變長(zhǎng),直流調(diào)速系統(tǒng)很多已經(jīng)報(bào)廢,由于成本和其它原因,很多直流調(diào)速系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行修復(fù),從而就導(dǎo)致整條生產(chǎn)線的癱瘓,如果用交流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造,就可以讓這些生產(chǎn)線重?zé)ㄉ鷻C(jī),為國(guó)家節(jié)約成本。
諸如造紙、印刷印染、包裝、電線電纜、光纖電纜、紡織、皮革、金屬箔加工、纖維、橡膠、冶金等行業(yè)由于工藝都要進(jìn)行精確的轉(zhuǎn)矩控制,所以生產(chǎn)線的電控系統(tǒng)很多都是直流控制,從而保持轉(zhuǎn)矩的恒定,以獲得良好的控制性能,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。但由于結(jié)構(gòu)上的原因,直流電動(dòng)機(jī)存在以下缺點(diǎn):(1)需要定期更換電刷和換向器,維護(hù)保養(yǎng)困難,壽命較短;(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動(dòng)機(jī);(3)投資成本高,耗電量大。隨著高性能矢量變頻器的出現(xiàn), 其控制性能已能和直流控制性能相媲美。由于交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、性價(jià)比、使用、維護(hù)等很多方面都優(yōu)于直流電動(dòng)機(jī),矢量變頻控制正在這些行業(yè)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
我公司與國(guó)家大型集體企業(yè)(中國(guó)塑料制品行業(yè)百?gòu)?qiáng)企業(yè))青島宏達(dá)塑膠總公司合作, 為該公司成功改造了其老式的塑膠生產(chǎn)線。(該生產(chǎn)線是國(guó)家與80年代從意大利重點(diǎn)引進(jìn)的全套生產(chǎn)線,由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),生產(chǎn)線中的卷繞機(jī)的直流電控制系統(tǒng)已經(jīng)報(bào)廢,從而致使整個(gè)生產(chǎn)線不能正常使用。)我司以SEOHO交流變頻器為核心,以三菱PLC為控制系統(tǒng)對(duì)該卷繞系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造,通過(guò)系統(tǒng)改造,該卷繞系統(tǒng)達(dá)到更加穩(wěn)定的性能,塑膠全套生產(chǎn)線也重新恢復(fù)了使用。
卷繞機(jī)一般由放卷軸和收卷軸及其它傳動(dòng)軸組成,收卷軸作為主軸,由電機(jī)經(jīng)過(guò)減速箱輸出控制。該卷繞機(jī)的工藝要求是變頻轉(zhuǎn)矩控制收卷,在收卷的整個(gè)過(guò)程中都保持恒定的轉(zhuǎn)矩。在小卷時(shí),速度大;大卷時(shí)速度較小。能按要求設(shè)定轉(zhuǎn)矩的大小。為滿足設(shè)備控制工藝要求,我們引入SEOHO變頻器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)應(yīng)用系列優(yōu)越的矢量力矩控制功能,性能與同行變頻器和直流調(diào)速系統(tǒng)相比具有明顯優(yōu)勢(shì),其優(yōu)點(diǎn)是:輸出力矩平穩(wěn),變速時(shí)不會(huì)出現(xiàn)松卷的現(xiàn)象,與直流調(diào)速相比,突出優(yōu)點(diǎn)除節(jié)能顯著外,還具有正反點(diǎn)動(dòng)和零速制動(dòng)功能,方便上、下料。一般而言采用無(wú)傳感器矢量控制時(shí)候,控制系統(tǒng)的靈敏度在一定程度會(huì)降低,所以整體精度不是非常高,但是SEOHO變頻器是韓國(guó)SEOHO公司針對(duì)由于工況特殊無(wú)法加裝PG編碼器的場(chǎng)合經(jīng)過(guò)多年研究的推出的高性能開環(huán)矢量控制系統(tǒng),該開環(huán)矢量控制算法系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是開環(huán)的效果與閉環(huán)的效果非常的接近。 在很多場(chǎng)合可以替代PG卡構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于卷繞機(jī)無(wú)法加裝編碼器,所以我們最終選擇了SEOHO變頻開環(huán)矢量控制的下的轉(zhuǎn)矩控制。控制方式如圖1所示:

圖1 系統(tǒng)示意圖
調(diào)試過(guò)程:
(1)先對(duì)電機(jī)進(jìn)行自整定,將電機(jī)的定子電感、定子電阻等參數(shù)讀入變頻器
(2)根據(jù)實(shí)際的工藝要求,將轉(zhuǎn)矩進(jìn)行不斷地校正。調(diào)試的現(xiàn)場(chǎng)如下圖所示

圖二 青島空港工業(yè)園青島宏達(dá)塑膠彩鋼生產(chǎn)線
圖三 卷繞機(jī)變頻改造現(xiàn)場(chǎng)
結(jié)束語(yǔ):
(1) 在對(duì)該設(shè)備進(jìn)行升級(jí)的改造的過(guò)程,由于工況的限制,在不能加裝傳感器等設(shè)備,使得變頻器不能過(guò)PG控制卡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的閉環(huán)控制時(shí),收獲的變頻可以在開環(huán)來(lái)精確轉(zhuǎn)矩。
(2) 節(jié)約能源:變頻器是恒轉(zhuǎn)矩輸出的,與其它調(diào)速系統(tǒng)相比,平均節(jié)約電能達(dá)30%以上,在低速運(yùn)行節(jié)能效果更加顯著;
(3) 提高產(chǎn)品質(zhì)量啟動(dòng)、停止平穩(wěn),因?yàn)闄C(jī)是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,啟動(dòng)、停止平穩(wěn)可避免太大的機(jī)械沖擊,另一方面也可減少啟動(dòng)過(guò)程中的不合格產(chǎn)品;變頻調(diào)速性能相當(dāng)穩(wěn)定;
(4) 減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊,啟動(dòng)電流可控制在額定電流內(nèi)不構(gòu)成對(duì)電壓沖擊;減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械的沖擊,平滑啟動(dòng)可延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命;
(5) 滿足無(wú)級(jí)調(diào)速要求,調(diào)速簡(jiǎn)單、操作方便;
(6) 保護(hù)功能強(qiáng)大。
諸如造紙、印刷印染、包裝、電線電纜、光纖電纜、紡織、皮革、金屬箔加工、纖維、橡膠、冶金等行業(yè)由于工藝都要進(jìn)行精確的轉(zhuǎn)矩控制,所以生產(chǎn)線的電控系統(tǒng)很多都是直流控制,從而保持轉(zhuǎn)矩的恒定,以獲得良好的控制性能,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。但由于結(jié)構(gòu)上的原因,直流電動(dòng)機(jī)存在以下缺點(diǎn):(1)需要定期更換電刷和換向器,維護(hù)保養(yǎng)困難,壽命較短;(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動(dòng)機(jī);(3)投資成本高,耗電量大。隨著高性能矢量變頻器的出現(xiàn), 其控制性能已能和直流控制性能相媲美。由于交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、性價(jià)比、使用、維護(hù)等很多方面都優(yōu)于直流電動(dòng)機(jī),矢量變頻控制正在這些行業(yè)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
我公司與國(guó)家大型集體企業(yè)(中國(guó)塑料制品行業(yè)百?gòu)?qiáng)企業(yè))青島宏達(dá)塑膠總公司合作, 為該公司成功改造了其老式的塑膠生產(chǎn)線。(該生產(chǎn)線是國(guó)家與80年代從意大利重點(diǎn)引進(jìn)的全套生產(chǎn)線,由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),生產(chǎn)線中的卷繞機(jī)的直流電控制系統(tǒng)已經(jīng)報(bào)廢,從而致使整個(gè)生產(chǎn)線不能正常使用。)我司以SEOHO交流變頻器為核心,以三菱PLC為控制系統(tǒng)對(duì)該卷繞系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造,通過(guò)系統(tǒng)改造,該卷繞系統(tǒng)達(dá)到更加穩(wěn)定的性能,塑膠全套生產(chǎn)線也重新恢復(fù)了使用。
卷繞機(jī)一般由放卷軸和收卷軸及其它傳動(dòng)軸組成,收卷軸作為主軸,由電機(jī)經(jīng)過(guò)減速箱輸出控制。該卷繞機(jī)的工藝要求是變頻轉(zhuǎn)矩控制收卷,在收卷的整個(gè)過(guò)程中都保持恒定的轉(zhuǎn)矩。在小卷時(shí),速度大;大卷時(shí)速度較小。能按要求設(shè)定轉(zhuǎn)矩的大小。為滿足設(shè)備控制工藝要求,我們引入SEOHO變頻器控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)應(yīng)用系列優(yōu)越的矢量力矩控制功能,性能與同行變頻器和直流調(diào)速系統(tǒng)相比具有明顯優(yōu)勢(shì),其優(yōu)點(diǎn)是:輸出力矩平穩(wěn),變速時(shí)不會(huì)出現(xiàn)松卷的現(xiàn)象,與直流調(diào)速相比,突出優(yōu)點(diǎn)除節(jié)能顯著外,還具有正反點(diǎn)動(dòng)和零速制動(dòng)功能,方便上、下料。一般而言采用無(wú)傳感器矢量控制時(shí)候,控制系統(tǒng)的靈敏度在一定程度會(huì)降低,所以整體精度不是非常高,但是SEOHO變頻器是韓國(guó)SEOHO公司針對(duì)由于工況特殊無(wú)法加裝PG編碼器的場(chǎng)合經(jīng)過(guò)多年研究的推出的高性能開環(huán)矢量控制系統(tǒng),該開環(huán)矢量控制算法系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是開環(huán)的效果與閉環(huán)的效果非常的接近。 在很多場(chǎng)合可以替代PG卡構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于卷繞機(jī)無(wú)法加裝編碼器,所以我們最終選擇了SEOHO變頻開環(huán)矢量控制的下的轉(zhuǎn)矩控制。控制方式如圖1所示:

圖1 系統(tǒng)示意圖
調(diào)試過(guò)程:
(1)先對(duì)電機(jī)進(jìn)行自整定,將電機(jī)的定子電感、定子電阻等參數(shù)讀入變頻器
(2)根據(jù)實(shí)際的工藝要求,將轉(zhuǎn)矩進(jìn)行不斷地校正。調(diào)試的現(xiàn)場(chǎng)如下圖所示

圖二 青島空港工業(yè)園青島宏達(dá)塑膠彩鋼生產(chǎn)線

圖三 卷繞機(jī)變頻改造現(xiàn)場(chǎng)
結(jié)束語(yǔ):
(1) 在對(duì)該設(shè)備進(jìn)行升級(jí)的改造的過(guò)程,由于工況的限制,在不能加裝傳感器等設(shè)備,使得變頻器不能過(guò)PG控制卡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的閉環(huán)控制時(shí),收獲的變頻可以在開環(huán)來(lái)精確轉(zhuǎn)矩。
(2) 節(jié)約能源:變頻器是恒轉(zhuǎn)矩輸出的,與其它調(diào)速系統(tǒng)相比,平均節(jié)約電能達(dá)30%以上,在低速運(yùn)行節(jié)能效果更加顯著;
(3) 提高產(chǎn)品質(zhì)量啟動(dòng)、停止平穩(wěn),因?yàn)闄C(jī)是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,啟動(dòng)、停止平穩(wěn)可避免太大的機(jī)械沖擊,另一方面也可減少啟動(dòng)過(guò)程中的不合格產(chǎn)品;變頻調(diào)速性能相當(dāng)穩(wěn)定;
(4) 減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊,啟動(dòng)電流可控制在額定電流內(nèi)不構(gòu)成對(duì)電壓沖擊;減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械的沖擊,平滑啟動(dòng)可延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命;
(5) 滿足無(wú)級(jí)調(diào)速要求,調(diào)速簡(jiǎn)單、操作方便;
(6) 保護(hù)功能強(qiáng)大。
文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
你可能感興趣的文章