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易驱变频器替代力矩电机在工字轮收线上的应用

浏览次数: 日期:2016-06-15

 

  摘要:工字轮收线机的常用控制方式及存在的问题,说明工字收线机工艺要求及易驱变频器控制原理。使用结果表明在工字轮收线机上运用易驱M200变频器可以缩短设计周期,减少调试时间,降低设备成本,减少故障率。

工字轮收线机  变频控制  恒张力控制

 一、引言

    在轻工行业,收卷设备使用得非常多。为了保障更好的产品质量和效果,收卷设备一般都要求能保持收卷产品的张力稳定。目前市面上有各式各样的恒张力控制方案,其中最常见的有下列几种,它们各有优缺点:   

 (1) 力矩电机加驱动控制器 

 优点:设备简单,价格便宜,可正反转;      

 缺点:张力控制不稳定,线性不好。   

 (2) 磁粉制动器/磁粉离合器张力控制 

 优点:张力及速度可调,相对力矩电机,张力稳定性强,适用范围广;

  缺点:需要调速单元(如变频器、直流调速器)及张力控制仪,增加成本。而且磁粉制动器/磁粉离合器的可靠性差,发热严重,功率大的还需水冷等,因此故障率高,维护成本大(经常要更换磁粉)。 

二、工艺要求

1、低频力矩好、启动平稳:在实际工作中,无论当前工字轮上线材缠绕的多少,都会可能有启动或者停机的要求;特别是满卷时,当前的工字轮最重,惯性也最大,加之考虑到摩擦力,系统惯量等因素。所以要求,电机的可以输出的启动转矩要大且稳定,并且随着卷径的变化应补偿该变化引起的实际需求转矩的变化,快速停机时制动转矩大而且输出稳定同步性能好。

2、力矩恒定:在设备工作过程中,由于启动运行或前级处理线材的线速度给定可能随时会调整变化,所以要求后级收卷一定要时刻跟随前级当前的运行速度。若后级跟随慢了,会造成工字轮上的丝线松散甚至乱线,若后级跟随快了,可能造成成品局部的牵伸变形甚至拉断线。所以要求电机运行时力矩控制稳定且响应迅速保证力矩很定。

3、排线平整:通常成品线材是层绕在工字轮上的,在工字轮的横轴上,线材应该一圈一圈平行紧密地从横轴的一段到另一段排列在一起,实现一层;再逐层地加厚最后实现一卷成品。这就要求有一个排线装置来完成线材在横轴上端到下端往复的排列成品线材。根据机械设计的要求,排线的实现有很多种方案,目前机械较为常用。

4、急停不断丝:当设备运行过程中,若出现紧急情况,要求整个设备尽可能快地停下来。这时候拉伸和收卷电机处于快减速的状态,要求停机过程结束后丝线不会被拉断,这样才可以保证下次可以顺利启动。

三、易驱变频器系统特点

    易驱M200开环矢量控制变频器,内置制动单元,根据电机功率配制动电阻使普通异步电机做恒转矩控制,无须编码器速度反馈,可直接对电机力矩进行设定和控制,直接替代力矩电机。

1.无须外加张力检测机构和速度反馈编码器,系统结构简单,性价比高,安装、调试非常方便。 
2.
力矩电机系统因发热和操作不当容易损坏,采用现有方案对电机保护功能完善,使用和维护方便、系统安全稳定,使用寿命长。 
3.转矩控制精度高于力矩电机。 
4.可设定为自动锥度转矩控制。 
5.具有启动及低频力矩自动补偿功能,收卷控制效果更好,操作更简单、灵活。

四、调试步骤

1、卸开电机负载,设定电机参数,对电机进行旋转自学习;或者输入电机参数直接进行电机静态自学习。2、将以下参数输入变频器,用键盘上下键调节力矩大小。

参数表:

参数号

设定值

说明

参数号

设定值

说明

F1-01

1

端子运行

F5-04

0.02S

AI1滤波时间

F1-02

5

频率源A

F6-00

1

正转

F1-08

80HZ

最大输出频率

F6-01

6

自由停机

F1-09

80HZ

上限频率

F8-01

50%

力矩给定值

F1-10

1HZ

下限频率

F8-04

0.2

比例增益KP

F1-11

3S

加速时间

F8-05

1.5

积分时间Ti

F1-12

3S

减速时间

F8-07

0.02S

采样周期T

F2-01

1.5HZ

启动频率

FE-33

4

收线模式2

 
五、总结

该系统经过在华北地区的市场使用及验证,完全能够满足直径0.6以上的拉丝场合收线工艺需求。该系统投入生产后,使用方便、性能稳定,以良好的性能价格比获得了客户的好评。事实证明,这种方案简单易行,稳定可靠,适应性强,可以在相关行业上推广应用。

 

                                    

所属类别: 其他

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