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水箱拉絲機上應用的變頻系統

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水箱拉絲機上應用的變頻系統

發布日期:2017-08-25 作者:http://www.farems.com 點擊:

生産鋼絲的主要設備足拉絲機,近幾年來,随着生産技術水平的提高,水箱拉絲機鋼絲繩的用途 越來越廣泛.質莆要求也越來越島,特别是對鋼絲強度的要求,國際上已經達到200 市噸。70年代為80噸。而要生産高強度鋼絲,鋼絲的總壓縮率和部分壓縮宇都需 相對提高.。提尚壓縮宇就必須增加拉拔次數,亦就是連續拉拔需由五六次變為八九次。 這樣、對設侪的要求也越來越高,不僅對電機的調速範闬、力矩特性、能源消耗,而且對調 速裝置的檸制精度、安全保護功能和動靜态特性等都有較高要求,随着鋼絲生産高速化、 連續化、大剖化和輔助工序機械化程度的發展,對電氣榨制系統的集成化和微機控制提出新的要求。

衆所周知,50年代,我國的金屬制品行業剛剛起步,大部分設備從日本或蘇聯購進, 為了調整拉蜱機各轉筒的速度.使各轉筒之間金屬流量平衡,均采用直流調速技術,而鋼 絲生産環境十分惡劣,石灰粉、肥皂粉和拉玲産牛的金屬粉塵被空氣帶人電動機的整流子 表面,使之磨損嚴承,并且,金屬粉塵在直流磁場的作用下吸附在磁極周圍,使磁極絕緣性 能下降,甚至擊穿絕緣而被迫檢修。由丁匕述原閃,使得直流凋速整流子磨損嚴重、維護困 難、故障高,那麼能否找到一條新路來解決此難題呢?

70年代開始探索用交流變頻調速技術取代直流調速,交流電機抗粉塵性能好,無換 向器,維護簡單、價格低廉,随若電子技術和微機控制技術的發展,使變頻器的輸出基波頻 率在寬範鬧内吋調,基波幅值能以高分辨率可控,使交流岡速精度大大提高,故障檢測和 敁爾迅速可槔^能滿足拉絲機調速的要求。

80年代以來交流變頻調速技術迅速發展,歐美各國和日本之間的競争也十分激烈, 都想占領世界巾場,日本富十變頻器已經由最初采用16位微處理機的 500003系列發展到3前采用32位微處理機的第四代系列,07系列能 根據瞬時輸出電流和電壓檢測進行卨速轉矩計算和數據處理,從而實現轉矩限定,轉差補 償控制,瞬時電源故障後的平穩恢複以及0動加減速控制,并丘逋過接口還可以擴展到可 編程序控制器,使變頻器能接收到來自01^:的操作命令和頻率設定佶々,實現過程自動 化。乂如徳固的匕0^:隻公司和公司巳把調頻調壓系統應用在調速 精度要求較高的育線式拉好機上,它采用低壓輔助起動,轉差率補償調iv等新技術,使變 頻器調速系統具有頻率分辨率高、低速運行可靠、開環頻蘋穩定等優點。

一、活套式拉絲機采用開環調速的條件

在金屬制品行業中,活套式拉絲機是一種常用的機械,以其拉拔效韋高、工藝性能好, 磨耗小等優點而得以廣泛應用,由于拉拔工藝賈求拉蜱機起動平穩,能無級調速,低速時 起動力矩大,過去一直采用直流拖動。如前所述,用直流電機拖動存在許多缺點,而變頻器 給定精度高、低速力矩大、調速穩定,土适合應用于活套式拉絲機上,然而,活套式拉絲機 大部分為多道次拉拔,如圖1所示。由圖中可見,轉筒與轉筒之間有活套,在很長一段時 間,人們都集中于考慮活套閉環控制系統,但由于活套位置的檢測信号難于取出,一直末 找到有效的辦法,能否用開環加串聯反給定的辦法來解決上述難題呢?

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由于71111, 500007變頻器輸出頻率分辨率高并汁穩定性能好,起動停止能自動 實現加7減速控制,這使開環調速貝備外部條件,那麼活套式拉紋機使用開環調速系統 的内部條件又是什麼呢?

在拉拔時,鋼絲通過第一個模到第個轉筒,經活 套再通過第2個模到第一個轉筒,依此類推3鋼絲通過拉揆時,山于模孔呈錐形,使鋼絲強 迫變形而宵徑變小,敁然,鋼絲毎通過一個模孔直徑和投度都發生了變化,但每個轉筒之 間的金厲絲秒流量應保持相等,這樣隻要調整好每個轉筒的速度,完全可以使各轉筒之間 的金屬絲秒流量相等,從而實現正常拉拔。

然而,在拉拔過程中,鋼絲的抗拉強度、拉絲模的磨損等因素仍可造成電機力矩的變 化,即電機的速度将發牛變化。設為拉拔力,r代表轉筒直徑.

r代表拉拔後的鋼絲直徑,一般4模孔的磨損有關,似模孔變化的速度是極慢的,8 小時内約變大2倍。因而此項對屍來說町以視為常數。。代表拉拔抗拉強度,一般原 料的通條均勻性能基本不變,亦可視為常數。r,代表鋼絲截面壓縮率系數。一般為

0. 0054 ?0,025。

通過分析可知,運行中電機的速度可能維持不變,較小的變化可以通過活套位置的變 化手動調整,這就是活套式拉玟機使用開環交流變頻調速所具備的内部條件。

除了以上内部和外部條件以外.活套式拉絲機的起動和停午的同歩仍是需要認真讨 論的問題,不可忽視。

二、雙變頻調速系統

強調這種通用荊變頻器在單台控制時既簡單又方便,隻要加人給定佶号,變頻器就會工作,帶動電機運轉。然而.多台聯動,而且各台在同一時間 内速度上升的斜率又都不同,這就使起動或停車時轉筒之間不同步,造成鋼絲或扣套或拉 斷而不能正常運行。

反串給定控制系統

根據這種情況,我們設計了 一種反串給定控制系統,如閣2所從圖可知.在各台機 器之間加人14調節器,因積分時間極短,從第四至第一台起動時間差很小,這樣隻要利用 第五合上的給定積分器,就可以控制整台機器的起動(停車〉時間。而且調整每台的 給定電位器,可以方便地使速度冋步,活套處丁正常位置。

而我們使用的0調節器的動态響應時間為 這與活套由正常位置到極限位置的時間0,27秒相差甚遠。也就是說,用這神反串給定的 調速系統,不會使鋼絲拉斷或松套。


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