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水箱拉丝机上应用的变频系统

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水箱拉丝机上应用的变频系统

发布日期:2019-04-27 作者:www.yamatepc.com 点击:

生产钢丝的主要设备足拉丝机,近几年来,随着生产技术水平的提高,水箱拉丝机钢丝绳的用途 越来越广泛.质莆要求也越来越岛,特别是对钢丝强度的要求,国际上已经达到200 市吨。70年代为80吨。而要生产高强度钢丝,钢丝的总压缩率和部分压缩宇都需 相对提高.。提尚压缩宇就必须增加拉拔次数,亦就是连续拉拔需由五六次变为八九次。 这样、对设侪的要求也越来越高,不仅对电机的调速范闬、力矩特性、能源消耗,而且对调 速装置的柠制精度、安全?;すδ芎投蔡匦缘榷加薪细咭?,随着钢丝生产高速化、 连续化、大剖化和辅助工序机械化程度的发展,对电气榨制系统的集成化和微机控制提出新的要求。

众所周知,50年代,我国的金属制品行业刚刚起步,大部分设备从日本或苏联购进, 为了调整拉蜱机各转筒的速度.使各转筒之间金属流量平衡,均采用直流调速技术,而钢 丝生产环境十分恶劣,石灰粉、肥皂粉和拉玲产牛的金属粉尘被空气带人电动机的整流子 表面,使之磨损严承,并且,金属粉尘在直流磁场的作用下吸附在磁极周围,使磁极绝缘性 能下降,甚至击穿绝缘而被迫检修。由丁匕述原闪,使得直流凋速整流子磨损严重、维护困 难、故障高,那么能否找到一条新路来解决此难题呢?

70年代开始探索用交流变频调速技术取代直流调速,交流电机抗粉尘性能好,无换 向器,维护简单、价格低廉,随若电子技术和微机控制技术的发展,使变频器的输出基波频 率在宽范闹内吋调,基波幅值能以高分辨率可控,使交流岡速精度大大提高,故障检测和 敁尔迅速可槔^能满足拉丝机调速的要求。

80年代以来交流变频调速技术迅速发展,欧美各国和日本之间的竞争也十分激烈, 都想占领世界巾场,日本富十变频器已经由Z初采用16位微处理机的 500003系列发展到3前采用32位微处理机的第四代系列,07系列能 根据瞬时输出电流和电压检测进行卨速转矩计算和数据处理,从而实现转矩限定,转差补 偿控制,瞬时电源故障后的平稳恢复以及0动加减速控制,并丘逋过接口还可以扩展到可 编程序控制器,使变频器能接收到来自01^:的操作命令和频率设定佶々,实现过程自动 化。乂如徳固的匕0^:只公司和公司巳把调频调压系统应用在调速 精度要求较高的育线式拉好机上,它采用低压辅助起动,转差率补偿调iv等新技术,使变 频器调速系统具有频率分辨率高、低速运行可靠、开环频苹稳定等优点。

一、活套式拉丝机采用开环调速的条件

在金属制品行业中,活套式拉丝机是一种常用的机械,以其拉拔效韦高、工艺性能好, 磨耗小等优点而得以广泛应用,由于拉拔工艺贾求拉蜱机起动平稳,能无级调速,低速时 起动力矩大,过去一直采用直流拖动。如前所述,用直流电机拖动存在许多缺点,而变频器 给定精度高、低速力矩大、调速稳定,土适合应用于活套式拉丝机上,然而,活套式拉丝机 大部分为多道次拉拔,如图1所示。由图中可见,转筒与转筒之间有活套,在很长一段时 间,人们都集中于考虑活套闭环控制系统,但由于活套位置的检测信号难于取出,一直末 找到有效的办法,能否用开环加串联反给定的办法来解决上述难题呢?

活音 电动机

由于71111, 500007变频器输出频率分辨率高并汁稳定性能好,起动停止能自动 实现加7减速控制,这使开环调速貝备外部条件,那么活套式拉纹机使用开环调速系统 的内部条件又是什么呢?

在拉拔时,钢丝通过第一个模到第个转筒,经活 套再通过第2个模到第一个转筒,依此类推3钢丝通过拉揆时,山于??壮首缎?,使钢丝强 迫变形而宵径变小,敁然,钢丝毎通过一个??字本逗屯抖榷挤⑸吮浠?,但每个转筒之 间的金厲丝秒流量应保持相等,这样只要调整好每个转筒的速度,完全可以使各转筒之间 的金属丝秒流量相等,从而实现正常拉拔。

然而,在拉拔过程中,钢丝的抗拉强度、拉丝模的磨损等因素仍可造成电机力矩的变 化,即电机的速度将发牛变化。设为拉拔力,r代表转筒直径.

r代表拉拔后的钢丝直径,一般4??椎哪ニ鹩泄?,似??妆浠乃俣仁羌?,8 小时内约变大2倍。因而此项对尸来说町以视为常数。。代表拉拔抗拉强度,一般原 料的通条均匀性能基本不变,亦可视为常数。r,代表钢丝截面压缩率系数。一般为0. 0054 ?0,025。

通过分析可知,运行中电机的速度可能维持不变,较小的变化可以通过活套位置的变 化手动调整,这就是活套式拉玟机使用开环交流变频调速所具备的内部条件。

除了以上内部和外部条件以外.活套式拉丝机的起动和停午的同歩仍是需要认真讨 论的问题,不可忽视。

二、双变频调速系统

强调这种通用荆变频器在单台控制时既简单又方便,只要加人给定佶号,变频器就会工作,带动电机运转。然而.多台联动,而且各台在同一时间 内速度上升的斜率又都不同,这就使起动或停车时转筒之间不同步,造成钢丝或扣套或拉 断而不能正常运行。

反串给定控制系统

根据这种情况,我们设计了 一种反串给定控制系统,如阁2所从图可知.在各台机 器之间加人14调节器,因积分时间极短,从第四至第一台起动时间差很小,这样只要利用 第五合上的给定积分器,就可以控制整台机器的起动(停车〉时间。而且调整每台的 给定电位器,可以方便地使速度冋步,活套处丁正常位置。

而我们使用的0调节器的动态响应时间为 这与活套由正常位置到极限位置的时间0,27秒相差甚远。也就是说,用这神反串给定的 调速系统,不会使钢丝拉断或松套。


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