附实现方法,浅谈变频器td3300在超级压光机中的

作者: 汽车资讯  发布:2019-09-26

核心摘要: 阿尔法变频器在直进式拉丝机上成功应用,由工程师周轶、罗文亮在无锡盛宝铜业机械厂调试成功。 本次直进式拉丝机,8台转鼓

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1 前言

阿尔法变频器在直进式拉丝机上成功应用,由工程师周轶、罗文亮在无锡盛宝铜业机械厂调试成功。

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超级压光纸简称SC纸,以价格低廉的磨木浆、化学机械浆或废纸脱墨浆以及麦草浆为主要原料,配以少量的长纤维化学浆,并添加30%以上的填料制成,其平滑度达 500S以上,不透明度达85%以上,裂断长纵横平均达3000m以上,其质量可和低定量涂布纸比美,可用作广告、目录、插页等彩色印刷。由于该工艺使用大量填料和高得率的磨木浆或化机浆,可节省纤维和木材资源,因此可大大降低成本。纸页经压光机压光后,可以提高纸页的平滑度、光泽度{TodayHot}和紧度,使纸页全幅厚度一致,从而改善纸张的外观质量,并减少透气度。

本次直进式拉丝机,8台转鼓采用ALPHA-6000S系列变频器30kW, 收卷采用ALPHA-6000S系列变频器18.5kW。电机采用6极变频电机,并加装1024线编码器。将8mm的铜材经过9道模具拉伸到3mm的成品后收卷备用。工作速度在0-670 m/min无极可调,时产量最大可达2.5T。

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图一所示的超级压光机主要分为放卷装置、压光辊装置和收卷装置等。原纸从放卷装置处经引纸辊依次通过各纸粕辊和冷铸辊后进入中心收卷。本文论述的就是如何采用变频控制来完成超级压光机的传动控制。

该机操作台简洁明了,整个操作面板只有启动,停止,急停三个按钮和一个调速电位器,控制部分配线也简单方便。触摸屏、PLC、9台变频器均采用通讯方式连接,采用内部逻辑进行穿模和拉丝互锁;通过外加触摸屏改变变频力矩参数;对拉丝长度、重量等参数进行了实时显示;外加S7-200PLC进行启停控制,刹车控制,测速,计长,计重等计算;无需加装张力传感器及摆臂方式,机械方面设计制造简单便利。

永磁变频螺杆空压机是现在空压机市场炙手可热的产品,是广大厂商和用户关注的焦点。随着用户的节能意识日益提高,永磁变频螺杆空压机发展潜力巨大。

2 超级压光机的变频控制 2.1 开环的张力控制方案 超级压光机在快速启动、快速停止以及中间连续调速中必须保证纸页的张力恒定,否则收取的纸页就会卷曲、折页甚至断裂,严重影响生产{HotTag}的质量和产量。本系统中利用变频器的组合来达到准确的张力控制,我们知道一般情况下可以通过两种方式可以满足这样的要求:一是通过控制电机的速度来实现,二是通过控制电机的转矩来实现。由于考虑到安装张力传感器的成本和条件,故采用开环的张力控制来实现。当然在这种控制方式下,纸页的张力还是必须要知道的,无非它是通过变频器内部的检测和计算来获取的,从而降低了系统的成本和难度。

整个调试过程简单方便,只需正确设定电机参数和所需张力大小;工作时变频器全程动态响应拉丝实时工况,自行校正其输出力矩大小,以满足拉丝工艺要求.

一、永磁变频螺杆空压机成为热点

由设定的张力和卷筒的卷径可以计算出变频器的转矩指令,其公式如下: T= / 其中:T 为变频器的输出转矩指令;F为张力设定指令;D为卷筒的卷径;i为机械传动比。 本方案必须考虑到线速度检测信号、卷径计算和张力锥度控制,这样才能准确地控制电机的转矩输出,保持张力的恒定。

本次拉丝机调试成功,经多次验证,全程机器工作状态稳定,为变频器在拉丝机行业的应用提供了更加简便的全新控制方式。

永磁变频螺杆空压机是现在空压机市场炙手可热的产品,是广大厂商和用户关注的焦点。随着用户的节能意识日益提高,永磁变频螺杆空压机发展潜力巨大。

2.2 超级压光机的变频组构 超级压光机的主传动功率的计算可以根据以下: P = K x B x V x N 其中:P为电动机功率;K为常系数,一般取0.015~0.026;V为工作车速;N为辊数。 以四川某造纸厂为例,采用十二辊超级压光机,收卷的纸张宽1M,厚10um,设计车速为250米/分。则选用的主牵引电机功率为:P = 0.018 X 1 X 250 X 12 = 54KW,因此可以选用55KW的变频器。 本系统采用高性能的矢量变频器TD3000,配置如下:主牵引变频器:TD3000-4T0550G、收卷变频器: TD3300-4T0055G。另外收卷电机采用变频电机,并加装旋转编码器(欧姆龙、1024线输出) 2.3 变频调速控制描述 本系统用TD3000矢量开环控制来驱动主传动电机,收卷变频器TD3300采用开环张力控制模式。主牵引的速度给定从AI1输入,控制精度达1%~0.5%。TD3300采用前级主牵引变频器TD3000的模拟输出口AO2(输出TD3000变频器的运行频率)来得到线速度,并进行卷径计算;张力设定信号由AI1获取;旋转编码器的信号分别接到PGP/COM/A-/B-口。 3 超级压光机收卷变频器的调试步骤 3.1 初步检查变频器、电机、旋转编码器的接线及铭牌参数。 电机铭牌:额定功率5.5kw,额定电压380V,额定频率50Hz,额定电流11.6A,额定转速1440RPM. 旋转编码器:欧姆龙1024线输出,供电电压24VDC,ABZ开路集电极输出。 3.2 完成变频器电机参数自辨识 重点检查变频器辨识出的电机的空载电流,电机空载电流正常应在电机额定电流的30%~50%范围内。TD3300变频器实际辨识出电机的空载电流为4.9A,是电机额定电流的42%,在正常范围之内。 3.3 初步测试变频器对电机的驱动能力 TD3000变频器设置为开环矢量控制模式,TD3300设置为闭环矢量控制模式,TD3300变频器应在设置编码器的参数(FB.00=1024),在键盘控制模式测试变频器对电机的驱动能力,重点观测变频器的输出频率的稳定性和输出电流的大小,特别关注TD3300变频器的输出电流,若在空载的情况下,输出电流偏大并且报过流故障,应该是旋转编码器的AB相接线有误,更换AB相接线或更改变频器内PG接线的方向设定。 3.4 完成TD3000和TD3300的信号接口测试 完成TD3000变频器模拟输出口AO2和TD3300变频器模拟输入口AI2(F6.01=0,F6.04=1.0)的相关参数设置,检查TD3300变频器接口板AI2上V/I端口的跳线在I侧,并校正TD3000模拟输出口AO2的输出和对应的TD3300模拟输入口AI2的线性度(临时修改TD3000变频器AO2口为设定频率输出,设定F3.03=0,通过修改F3.04的值可改变AO2口的输出值。利用TD3300键盘停机时可显示AI2的输入电压值-设定FD.02=1024,在TD3000和TD3300上电不运行的情况下,修改TD3000变频器F6.10-AO2零偏调整和F6.11-AO2增益设定,可完成其线性度的校正)。 3.5 设置TD3000和TD3300变频器的其他相关运行参数,初步带载试运行。 F3.06=3,开环张力控制模式; F1.00=2.81,设备厂家提供的收卷电机与收卷卷轴的转速比; F5.03=12,卷径复位1指令; F8.00=0,收卷模式; F8.01=1,AI1设定; F8.03=1000,根据现场调试情况修改,满足张力设定电位器的调整要求; F8.08=0,初步设定卷径不计算,保证初步测试时张力的稳定; F8.09=500,设备厂家提供,建议比厂家提供的数值稍大一些; F8.10=170,设备厂家提供,空芯卷轴的直径; F8.12=170,卷径复位用,与F5.03=12,卷径复位1指令配合使用; F8.16=170,TD3300变频器初步启动时计算变频器输出转矩用; F8.17=0,正向,由于收卷电机处于电动状态,力矩输出应与转速方向一致,即正向。 参数设置后设备运行较好,客户反映随着卷径的增加,张力越来越小,这是卷径未计算的结果。 3.6 加卷径计算功能,再次带载运行 F8.08=1,设定卷径来源选择线速度计算法; FC.00=2,AI2设定,来自主牵引变频器TD3000的AO2口的输出。 FC.03=250m/min,设备厂家提供,FC.00*FC.03=当前线速度V,变频器根据公式:D=/ 计算当前卷径; FC.04=80 m/min,防止TD3300变频器在速度较低时卷径计算不准导致变频器输出力矩的波动;当TD3300变频器运行的线速度低于FC.04设定值时,卷径计算功能停止,保持当前卷径值;当TD3300变频器运行的线速度大于FC.04设定值时,卷径计算功能重新使能。 再次带载测试,收卷过程张力平稳,达到要求。但客户反映TD3300刚启动时力矩突加较猛,纸张容易拉断,修改F3.12功能项,使TD3300变频器启动时转矩斜坡方式产生,减缓启动时的力矩突变,至此完全满足客户的工艺要求。 (注:此系统由于设备惯量较小,全过程张力恒定,未使用惯量补功能偿和张力锥度控制功能) 4 结束语

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本系统采用TD3000+TD3300的变频收卷方案后,现场配置简洁,工作稳定,调试方便。实际的收卷效果很是理想,端面整理,张力稳定。正是基于变频器TD3300的张力控制特点,加上其完善的功能、高可靠性和的性能价格比,满足了用户对于纺织、造纸、冶金等各个领域的不同要求。

永磁变频螺杆空压机主要有以下优点:

1、节电率高

变频空压机变频调速运行,而永磁同步电机效率佳,功率因数高,高效区间宽,在整个调速范围内都能保证极高的运行效率,节电率大大提高。

2、噪音低

永磁同步电机运行噪音小,空压机变频降速运行时,主机机械噪音更低,而散热风机采用变频控制,则进一步降低了整机噪音。

3、气压稳定

永磁变频螺杆空压机通过快速稳定的PID调速功能,根据实际用气量实时调整电机转速,控制排气量,保证供气压力稳定无超调。

4、平滑启停

变频器采用高性能开环矢量控制,低频力矩大,启动电流小。不仅消除了启动时对电网的冲击,也大大减轻了机械损耗。

二、永磁变频螺杆空压机电控系统存在的问题

传统的永磁变频螺杆空压机电控系统一般由变频器、触摸屏、控制器/PLC和电控盘等构成。

该方案以控制器/PLC为控制核心,控制器/PLC集成了空压机专用控制逻辑,采集空压机运行的温度、压力等信号作为状态反馈,实时计算空压机运行转速,控制空压机各器件动作逻辑。

这样的系统方案功能比较完善,但也存在一定的弊端:

1、控制系统接线较为复杂:

控制回路接线复杂,安装费时费力;

2、系统冗余性不足:

系统的可扩展能力取决于控制器/PLC的I/O,双变频、联控等方案需加装选配件;

3、功能单元较为分散:

系统包括多个功能单元,极大的影响了系统的美观性,同时要求系统具有更大的安装尺寸。

英威腾针对以上弊端,专门开发了空压机双变频器一体机。

系统采用双变频一体化控制方案,变频器内置空压机控制逻辑的同时,还集成了风机变频,双变频一体式输出,保证排气压力和温度双路恒定。

同时集成了电机辅助风机电路、内供AC/DC电源、多机联控功能和远程物联网监控模块等,系统功能丰富完善。

三、空压机双变频一体机智能控制系统原理及控制实现

空压机双变频一体机智能控制系统系统框图:

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英威腾空压机双变频一体机智能控制系统有以下几大优点:

1、硬件配置更完善:

Goodrive300-21变频系统提供了空压机整体电控方案,除主机变频和风机变频外,还提供了电机散热风机电源,空压机工作所需AC220V和DC24V电源,温度压力双冗余设计,支持扩展联控和输入电量统计模块等。

2、安装调试更便捷:

系统接线清晰明了,美观简单。调试步骤采用指引式的出厂调试和一键设定功能参数,规范了出厂调试的一致性,大幅降低了调试时间,有效保障了整机出厂的可靠性与稳定性

3、多机联控:

系统配置空压机专用触摸屏,多串口方案确保可扩展多机联控(最多16台空压机联控),功能更加强大,大大提高了空压机控制的灵活性,节能优势最大化;

4、智能物联:

系统兼容外扩远程物联网监控模块,方便实时监控空压机的运行状态和维保信息,录入设备故障信息等大数据统计,方便可靠,使空压机系统更加智能。

5、电能检测功能:

系统内置电能检测功能,可实现较为准确的电量检测。至于对电能精度要求较高的场合,系统支持外扩第三方电能检测模块,实现精准的电量统计功能。节能环保看得见。

6、优化的结构设计:

Goodrive300-21变频器集合了几乎所有电控功能于一身,整机尺寸大幅缩小,空压机装机尺寸降至最小。另外,该系统还有丰富的选配功能、外扩电表功能、多机联控功能、物联网远程监控功能等优点。

四、智能控制系统优势突出,客户反馈良好

随着英威腾空压机双变频一体机智能控制系统在客户处的推广使用,与业内同行的方案相比,该空压机系统解决方案的优势极大,得到了客户的一致好评:

1、一站式的解决方案。

全套方案产品均由英威腾提供,包括变频器、触摸屏以及选配的电量检测模块和物联网模块等。高度的产品和品牌一致性,为客户采购、售后、维护提供了一站式便利服务。

2、高度的匹配性。

一体机系统解决方案涵盖诸多产品,该方案在匹配性方面做了大量优化,变频器、触摸屏、选配的电量检测组件、物联网模块等均能完美配合,不存在不同厂商之间产品不兼容、安装调试复杂等问题。

3、精巧的结构设计。

在集成空压机主电机、变频风机双驱动的同时,将体积做到更小。无需电控盘,电控尺寸最大缩小50%。

4、可定制化。

不仅触摸屏界面可根据客户需要进行专门定制,物联网云平台亦可根据客户需要提供开放权限及定制功能。物联网云平台能兼容其他厂家产品。

凭借优异的产品性能和完善的整体解决方案,英威腾空压机双变频一体机智能控制系统一经推出,便在市场上得到了客户的高度评价和良好反馈。

随着空压机市场竞争日益激烈,定制化、差异化、智能化必将是未来决胜的关键。

英威腾将依靠多年积累的变频驱动技术、依托强大的技术研发实力,通过高度可定制的方案、完善的智能物联云平台赋能空压机行业,让传统空压机厂家在转型升级浪潮中拥有更强大的竞争力。

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