2018-04-16
本文介紹了泰州偉創(chuàng)變頻器及其公用直流母線在滌綸短絲牽伸聯(lián)合機中的應用，克服了原系統(tǒng)的缺點，完善了系統(tǒng)功能，進步了經(jīng)濟效益。
一、滌綸短絲牽伸聯(lián)合機的工作原理及原設計的缺陷
滌綸短絲牽伸聯(lián)合機它是一種完成滌綸化學纖維牽伸卷曲成型的多單元傳動的化纖聯(lián)合機械，各單元機之間的運行速度保持一定的比率關(guān)系，從而完成化學纖維牽伸卷曲成型。第三牽伸機、卷曲機傳動電機處于電動工作狀態(tài)，而第一牽伸機、第二牽伸機傳動電機處于發(fā)電工作狀態(tài)，也即控制第一牽伸機、第二牽伸機傳動電機使其完成四象限運行。傳統(tǒng)設計是由一臺變頻器控制一臺大功率電機通過機械長邊軸拖動四臺單元機，其題目是：
（1）機械長邊軸安裝調(diào)整困難，靠機械無級變速器調(diào)節(jié)牽伸倍率精度差，不直觀；
（2）單臺電機運行參數(shù)無法正確獲得；
（3）難以實現(xiàn)四象限運行，從而很難適應較大牽伸倍率的需要。
二、系統(tǒng)組成
控制系統(tǒng)組成如圖2所示，系統(tǒng)由泰州偉創(chuàng)矢量型變頻器、斬波制動器、制動電阻器、接觸器K1、K2、K3、K4及一些快熔組成。四臺變頻器的直流輸出相互連接構(gòu)成公用直流母線，提供能量在傳動直流母線活動的通路，使聯(lián)合機的同步及制動控制更為靈活、方便。為確保變頻器上電后順利地掛上DC母線，或是在變頻器故障后快速地與DC母線斷開以進一步縮小變頻器故障范圍，使用在該場合的變頻器必須要有信號24VDC或干觸點信號輸出，其輸出信號至少包括：
（1）READY信號：該信號輸出有效則表示變頻器無故障，母線電壓正常，可以接受啟動命令；
（2）FAULT信號：該信號輸出表示變頻器故障。母線上的半導體快速熔斷器，額定電壓通常可選700VDC，額定電流必須考慮到驅(qū)動電機在電動或制動時的最大能量，一般情況下可以額定負載的125%電流即可。K為直流接觸器，其額定電流同樣須根據(jù)驅(qū)動電機制動時的最大電流來定，一 般情況下可以選額定負載的120%電流。
三、控制功能的實現(xiàn)
1、泰州偉創(chuàng)變頻器的特點
泰州偉創(chuàng)系列變頻器是高品質(zhì)、多功能、低噪聲的矢量控制通用變頻器，通過對電機的磁通電流和轉(zhuǎn)矩電流的解耦控制，實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)矩的快速響應和正確控制，能以很高的控制精度進行寬范圍的調(diào)速運行和轉(zhuǎn)矩控制。具有過壓、過流、缺相、過熱、過載、編碼器斷線等故障保護功能，支持應急運行。
2、控制原理：
（1）速度給定信號由PLC通過運算后由PROFIBUS總線送給各單元變頻器；
（2）利用變頻器內(nèi)置PID功能完成PI調(diào)節(jié)，在實際運行中可根據(jù)運行情況適當改變；
（3）編碼器選用日本光洋高可靠性集電極開路輸出型旋轉(zhuǎn)編碼器，1000P/R，從而實現(xiàn)閉環(huán)運行。
3、變頻器的啟停控制
變頻器的啟停控制的啟停控制的邏輯圖如圖四所示，各單元機變頻器的啟停均由“變頻器無故障”、“牽伸機油泵開”、“電機冷卻風機開”、“電機脫離制動”、“系統(tǒng)已啟動”五路信號控制，五路信號的邏輯控制由PLC完成，再由PLC輸出信號控制各單元變頻器。將電壓型變頻器的二極管整流橋的直流輸出端之間連接起來,輸進到逆變部分,這種配置稱為公用直流母線。泰州偉創(chuàng)公用直流母線是將多個泰州偉創(chuàng)變頻器的直流輸出相互連接形成公用直流母線結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)配置，其作用是提供能量在傳動直流母線間活動的通路，使一部分處于電動狀態(tài)而另一部分處于逆變狀態(tài)，系統(tǒng)的應用更為靈活方便。
4、公用直流母線的優(yōu)點
當一臺單元機處于電動，另一臺處于逆變狀態(tài)時，由于公用直流母線的作用，可使能量在傳動直流母線間流通，實現(xiàn)能量的回饋互補，優(yōu)化系統(tǒng)的動態(tài)特性，由于使用公用直流母線可采用單一制動器對多個進行制動，比單個傳動單獨使用制動單元更經(jīng)濟且維修方便。公用直流母線的中間直流電壓恒定，電容儲存并聯(lián)容量大，可以進步系統(tǒng)功率因數(shù)，降低電網(wǎng)諧波電流，進步系統(tǒng)用電效率。泰州偉創(chuàng)變頻器及其公用直流母線在滌綸短絲牽伸聯(lián)合機中的應用，實現(xiàn)了：
（1）一臺變頻器拖動一臺單元機電機，可以正確檢測各單元機電機運行狀態(tài)參數(shù)，使聯(lián)合機系統(tǒng)的控制和保護性能更完善；
（2）調(diào)速系統(tǒng)可靠性高、控制靈活、操縱方便；
（3）實現(xiàn)四象限運行，能適應較大牽伸倍率的需要；
（4）公用直流母線的使用，優(yōu)化了系統(tǒng)動態(tài)特性，進步了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。
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