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变频器在DK760型梳棉机上的应用

信息来源:plantb2b.com  时间:2011-03-07  浏览次数:88

  DK760型梳棉机经长期运转,一些重要部件有的已经损坏,传动梳棉机道夫的伺服变速器就是其中之一。伺服变速器在80年代后期、90年代初期多用于高档的需要精密调速的设备。整个调速系统是由伺服器电源装置、伺服变速器、交流同步电机三部分组成。由伺服器电源提供300V直流电、伺服变速器输出三组200V频率可调的交流电,与2.8KW的交流同步电机配套使用。安装在交流同步电机尾端的测速电机输出该电机的转速等信号,反馈到伺服变速器,再由伺服变速器产生脉冲信号输送给DK760型梳棉机的计算机来监测道夫传动。这种控制方式虽然控制精度高,电机启动的力矩大,但是装置结构复杂,调速系统中的任何一个部分损坏都将造成DK760型梳棉机停产。DK760型梳棉机是高产梳棉机,配台较少,一旦道夫传动伺服变速器损坏会影响后工序较多的设备停产。与德国特吕茨施勒尔公司联系进口伺服变速器费时费力、价格贵。另一方面伺服变速器是变频器普遍应用之前的技术,一些以前生产伺服变速器的厂家由于种种原因已经停止生产该种产品,越往后伺服变速器的更换越缺少供货。为此我们将变频器应用在DK760型梳棉机道夫的传动上,具体情况如下。
  1.DK760型机对道夫传动的控制要求
  DK760型梳棉机通过机器上的计算机完成对道夫传动的控制,应用变频器替代伺服变速器就应该满足以下这些对道夫传动的要求:
  (1)梳棉机锡林启动到设定的转速后,启动道夫。道夫的初速度可以在20m/min~60m/min的范围内设定,缓慢启动。
  (2)根据所纺棉条号数重量的不同以及对产品产量的要求。梳棉机运转时的道夫速度可以在80m/min~160m/min,甚至更高的速度范围内设定。
  (3)道夫可以在300m/min的线速下单独传动,用于道夫磨针。
  2.变频器替代伺服变速器
  控制电路方面的改动图略。去掉伺服变速器和交流同步电机,安装上变频器和交流异步电机。将变频器和三相交流异步电机按照变频器的要求接好。变频器型号为LG公司SV037i-4U,3.7KW;交流异步电机为Y型,3KW,4极。
  将原先接伺服变速器端口X8-2、X8-3的D10V梳棉机道夫速度控制电压连接到变频器的10V调速控制端口(可参考DK760型梳棉机电路图760-E2.900.004)。原先连接到伺服变速器X8-5端的控制释放(Controller Release)信号线串接上一个直流24V小型继电器之后,将该信号线接到+24V电源的0V端。直流24V小型继电器的常开触点连接到变频器的COM和FWD两端控制变频器的启动和停止。交流电机的尾端安装一个DC24V接近开关,用于产生交流异步电机转速的脉冲信号。原先伺服变速器上模块的端子X171-2是给梳棉机计算机输入同步电机转速脉冲的。将接近开关的信号线通过X171-2,把接近开关的脉冲信号传输给梳棉机计算机,用来替代伺服变速器输出的脉冲。
  3.变频器调速系统的调试及参数确定
  (1)确定调速输入参数。原先传动DK760型梳棉机道夫的同步电机最高转速为2400r/min,对应的梳棉机道夫单独传动磨针时的线速度300m/min,此时伺服变速器X8-2、X8-3端口的输入电压对应的是DC10V。也就是每输入DC1V,道夫线速度为30m/min。这个对应关系在实际生产中也是如此,如生产中计算机显示道夫出条速度为123m/min时,测试伺服变速器X8-2、X8-3端口的输入电压为4.1V。更换变频器和交流异步电机后,将变频器的最高输出频率先确定为50Hz,先在交流异步电机不带任何负载的情况下,在梳棉机计算机控制道夫单独传动状态下测试电机转速为1500r/rain,这时的道夫输出速度应该为:300×1500/2400=187.5(m/min)。再根据计算和测试将交流电机尾轴上安装的锯齿圆盘的齿数确定为9齿,使得电机轴每一转DC24V接近开关发出9个脉冲。梳棉机计算机显示道夫的实际速度就会在187m/min~188m/min之间来回闪烁。
  (2)确定变频器调速输入电压的放大倍数。因为使用的是异步交流电机替代同步交流电机,异步交流电机长期运行下的频率最好不要超过50Hz,否则电机易发热烧毁。由于变频器默认设置的调速输入电压为DCl0V时,最大输出频率为50Hz。与原先梳棉机伺服变速器的调速输入电压DCl0V时的输出并不匹配。必须调整变频器调速输入电压的放大倍数。根据上面的输入输出关系,当变频器输出50Hz时道夫速度应为187.5m/min,此时对应的调速输入电压应该是:187.5×1/30=6.25(V)。也就是说当调速输入电压达到6.25V时变频器就应该输出50Hz的交流电。这是理论上的数值,交流异步电机带上负载后存在着转差关系,在实际使用中我们将变频器的调速输入电压的放大倍数(Analog Input Gain)调整到60%。即输入电压达到6V时,变频器输出50Hz。因为交流异步电机的启动力矩较小,对应道夫启动时的最小转速20m/min,变频器的最小启动频率确定为5.9Hz。
  4.应用变频器后的使用情况
  梳棉机道夫传动应用变频器至今已有8个月了,运转情况完全满足了生产的要求。根据以前的生产情况,我公司DK760型梳棉机最高运转速度为150m/min,变频器的最高输出频率确定为50Hz时的梳棉机道夫最高运转速度完全超出实际的使用范围。如果道夫要磨针时可以把变频器的最高输出频率临时改为80Hz,交流异步电机在轻负载、高频率情况下运转少些时间也不要紧。实际使用中,例如将梳棉机道夫的输出速度设定为122m/min,梳棉机计算机显示的实际速度大部分时间稳定在122m/min,有时候也会跳到121m/min,但很快又会跳回到122m/min,这也说明了使用变频器控制交流异步电机,在转速精度上完全可以取代价格昂贵的同步电机伺服器变速系统

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