艾默生CT變頻器在高速雙面平版印刷機(jī)上的應(yīng)用

河南新機(jī)股份有限公司 鋼球設(shè)備研究所 孔 艷

摘要：本文通過變頻器選型，控制電路設(shè)計(jì)，參數(shù)調(diào)試幾個(gè)方面論述了艾默生CT變頻器在印刷機(jī)上的合理使用。
　　關(guān)鍵詞：變頻器 高速雙面印刷機(jī)
1 引言
　　平版印刷是報(bào)紙、書刊和裝潢印刷業(yè)的骨干設(shè)備，在印刷業(yè)市場(chǎng)占有率達(dá)35%以上。 隨著人們對(duì)高速印刷高質(zhì)量的印刷品需求的增大，2007年印刷機(jī)械設(shè)備全行業(yè)銷售額為大約100億元，其中印刷機(jī)械出口為2.62億美元，印刷機(jī)械進(jìn)口額為17.16億美元，折成人民幣約為160億元，中國(guó)市場(chǎng)印刷機(jī)械總銷售額為225~230億元。隨著印刷機(jī)械科技的發(fā)展，印刷機(jī)械出口量將逐年增加，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率將大幅增長(zhǎng)，對(duì)變頻器的需求將呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。RBS940A項(xiàng)目是公司開發(fā)的變頻傳動(dòng)高速雙面平版印刷機(jī)。RBS940A整機(jī)包括輸紙機(jī)、收紙機(jī)和主機(jī)三部分。對(duì)主電機(jī)，上、下水輥電機(jī)，制動(dòng)輥電機(jī)均要求無(wú)級(jí)調(diào)速。在此機(jī)型上選用了艾默生CT系列變頻器對(duì)四個(gè)電機(jī)進(jìn)行了控制。

2 變頻器選型
　　因印刷機(jī)主軸電機(jī)達(dá)到11kW，為了適應(yīng)印刷生產(chǎn)調(diào)試頻繁低頻點(diǎn)動(dòng)時(shí)的人身安全，要求調(diào)速系統(tǒng)有良好的低速特性。同時(shí)，為了減少印刷過程中紙張的浪費(fèi)，要求有良好的快速制動(dòng)特性。最后，要求傳動(dòng)系統(tǒng)性能可靠。經(jīng)過認(rèn)真查閱各變頻器的技術(shù)參數(shù)及性價(jià)比分析，項(xiàng)目主軸傳動(dòng)選用了艾默生CT的EV2000-4T00110G矢量型工程變頻器。EV2000變頻器在0.5Hz可以達(dá)到180%的額定轉(zhuǎn)矩，能承受150％額定輸出電流1分鐘，200%額定輸出電流0.5秒鐘，滿足機(jī)床2Hz時(shí)的頻繁點(diǎn)動(dòng)。EV2000具有直觀的中文面板顯示，方便的參數(shù)拷貝功能，更方便電氣人員的操作。
　　水輥等輔傳動(dòng)電機(jī)僅有0.12kW，功率較小，但要求低頻時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，選用了性價(jià)比較高的EV800-2S0002G單相變頻器控制。電機(jī)均為變頻調(diào)速專用電機(jī)，滿足印刷設(shè)備低速恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)熱容量要求。
　　
3 控制電路設(shè)計(jì)
　　變頻器本身具備過電流、過電壓、欠電壓、接地、過熱、過載、缺相等多項(xiàng)警示及保護(hù)功能，這些功能足以構(gòu)成對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，無(wú)須另加保護(hù)環(huán)節(jié)，直接接于變頻器的輸出端子上即可。而變頻器的電源輸入端保護(hù)相對(duì)較為薄弱，在電網(wǎng)和電柜進(jìn)線處我們加有隔離開關(guān)分?jǐn)嘌b置，在三相變頻器我們加有過流保護(hù)的無(wú)熔絲斷路器，單相變頻器前另加變壓器保護(hù)，以防止有些地區(qū)電源電壓過高直接損壞變頻器。變頻器的動(dòng)作由PLC控制，控制線直接接于PLC的輸出點(diǎn)上，中間無(wú)一接觸器控制。故障繼電器輸出點(diǎn)接于PLC的輸入點(diǎn)上，報(bào)警時(shí)整機(jī)停止動(dòng)作。
　　因本機(jī)有四個(gè)變頻器，不可避免有干擾存在。我們布線時(shí)盡量避免控制線與電機(jī)線平行放置，無(wú)法避免時(shí)控制線盡量采用屏蔽電纜，并將屏蔽層及變頻器、PLC、電機(jī)的接地端均單獨(dú)良好接地。為使整機(jī)動(dòng)作可靠，電柜采取強(qiáng)制制冷。電氣原理如圖1所示。

圖1 主輔傳動(dòng)電氣原理

4 變頻器調(diào)試
　　4.1 主電機(jī)變頻器
　　（１）主變頻器工作參數(shù)：在主電機(jī)沒有連接負(fù)載之前，首先設(shè)置FH組電機(jī)參數(shù)，正確輸入電機(jī)銘牌上的數(shù)據(jù)，進(jìn)行電機(jī)自調(diào)諧工作。然后輸入F0組基本功能參數(shù)、F3組輔助功能參數(shù)和F7組開關(guān)量端子定義參數(shù)，調(diào)試使所有動(dòng)作。主要參數(shù)設(shè)置如表1所示。
　　表1 艾默生CT的EV2000-4T00110G主變頻器工作參數(shù)
　　功能碼 名稱 設(shè)定值 功能碼 名稱 設(shè)定值
　　F0.00 頻率設(shè)定 3模擬給定 F3.13 點(diǎn)動(dòng)頻率 2Hz
　　F0.03 運(yùn)行命令 1端子控制 F3.18 減速時(shí)間2 0.8ｓ
　　F0.10 加速時(shí)間1 10s F7.00 X1端子 9正點(diǎn)
　　F0.11 減速時(shí)間1 8s F7.01 X2端子 10反點(diǎn)
　　F0.13 下限頻率 2Hz F7.02 X3端子 2多段速2
　　F2.08 停機(jī)方式 0減速停車 F7.03 X4端子 4加減速時(shí)間
　　（２）變頻器運(yùn)行末端數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示：主機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流顯示是在變頻器的模擬輸出端子上接一四位半直流電壓數(shù)顯表來顯示相應(yīng)值。因本機(jī)速度達(dá)到10000轉(zhuǎn)以上，所以小數(shù)點(diǎn)去掉，但其不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍有一小數(shù)值顯示，顯然這是不合適的。查看變頻器說明書，多功能輸出端子有三路。啟用集電極YI輸出，將之接入PLC的輸入端子上，F(xiàn)7.10設(shè)為“16”變頻器報(bào)警，可編程繼電器輸出端子TA、TC串入表的信號(hào)線上，F(xiàn)7.12設(shè)為“０”變頻器運(yùn)行，這樣在保證有報(bào)警時(shí)仍有信號(hào)輸入，又僅用一根短短的封頭線實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行后才能顯示數(shù)值。
　　4.2EV800變頻器
　　上色水輥和制動(dòng)輥等輔傳動(dòng)的低頻大轉(zhuǎn)矩單相小功率變頻器EV800功能簡(jiǎn)潔實(shí)用，但操作方式
　　和功能與EV2000有很大的不同。例如要用到快速50Hz上水及電位器調(diào)節(jié)兩種速度模式，按圖的接線方式控制需將參數(shù)05設(shè)為AV.Pr 電壓模擬給定頻率和預(yù)置頻率選擇，參數(shù)11啟動(dòng)/停機(jī)邏輯選擇設(shè)為2，參數(shù)20預(yù)置頻率設(shè)為50Hz才能完成控制。
　　因水輥和制動(dòng)輥的電機(jī)均是直連減速機(jī)，所以暫定用V/F方式控制。變頻器參數(shù)輸入后，低頻時(shí)運(yùn)行不起來，查電機(jī)接線仍為星形接法380V，因所選變頻器為單相輸入，輸出是三相220V，應(yīng)將電機(jī)改為三角形接法。正確接線后情況有所改善，但在5Hz時(shí)電機(jī)仍然無(wú)法正常運(yùn)行，再上調(diào)頻率時(shí)轉(zhuǎn)速有些偏高。將參數(shù)42低頻轉(zhuǎn)矩提升值加大，此參數(shù)對(duì)電機(jī)性能影響較大，設(shè)置不當(dāng)會(huì)引起過電流、過熱、噪音大等不良影響，所以以能運(yùn)轉(zhuǎn)為準(zhǔn)，調(diào)至7%，低速正常運(yùn)行。八小時(shí)觀察一切正常，調(diào)試結(jié)束。

5 結(jié)束語(yǔ)
　　艾默生CT變頻器優(yōu)越的性能能完全滿足整個(gè)設(shè)計(jì)所需，體貼現(xiàn)場(chǎng)的防接錯(cuò)設(shè)計(jì)，防止了因接錯(cuò)線損壞接口而造成的損失，對(duì)惡劣電網(wǎng)較強(qiáng)的適應(yīng)能力，也使我們免除了一些后顧之憂。艾默生CT變頻器在此機(jī)型上批量使用兩年多來，運(yùn)行良好，從未出過故障，達(dá)到了我們?cè)O(shè)計(jì)選型的預(yù)期目標(biāo)。
　　參考資料
　　[1] EV800 系列通用變頻器用戶手冊(cè)；
　　[2] EV2000 系列通用變頻器用戶手冊(cè)
　　作者簡(jiǎn)介
　　孔 艷 女 工程師 機(jī)械加工設(shè)備與印刷設(shè)備電氣設(shè)計(jì)工程領(lǐng)域
　　聯(lián)系方式：河南新機(jī)股份有限公司鋼球設(shè)備研究所