收獲(SEOHO)變頻器在卷繞機上的應用

引言：在80、90年代，國家花巨資在各行業(yè)重點引進了一些生產線，這些生產線的電控系統(tǒng)很多是直流調速，隨著時間的變長，直流調速系統(tǒng)很多已經(jīng)報廢，由于成本和其它原因，很多直流調速系統(tǒng)無法進行修復，從而就導致整條生產線的癱瘓，如果用交流調速系統(tǒng)進行升級改造，就可以讓這些生產線重煥生機，為國家節(jié)約成本。

諸如造紙、印刷印染、包裝、電線電纜、光纖電纜、紡織、皮革、金屬箔加工、纖維、橡膠、冶金等行業(yè)由于工藝都要進行精確的轉矩控制，所以生產線的電控系統(tǒng)很多都是直流控制，從而保持轉矩的恒定，以獲得良好的控制性能，提高產品的質量。但由于結構上的原因，直流電動機存在以下缺點：（1）需要定期更換電刷和換向器，維護保養(yǎng)困難，壽命較短；（2）結構復雜，難以制造出大容量、高轉速和高電壓的直流電動機；（3）投資成本高，耗電量大。隨著高性能矢量變頻器的出現(xiàn)， 其控制性能已能和直流控制性能相媲美。由于交流電動機的結構、性價比、使用、維護等很多方面都優(yōu)于直流電動機，矢量變頻控制正在這些行業(yè)被越來越廣泛的應用。

我公司與國家大型集體企業(yè)（中國塑料制品行業(yè)百強企業(yè)）青島宏達塑膠總公司合作, 為該公司成功改造了其老式的塑膠生產線。（該生產線是國家與80年代從意大利重點引進的全套生產線，由于使用時間過長，生產線中的卷繞機的直流電控制系統(tǒng)已經(jīng)報廢，從而致使整個生產線不能正常使用。）我司以SEOHO交流變頻器為核心，以三菱PLC為控制系統(tǒng)對該卷繞系統(tǒng)進行升級改造，通過系統(tǒng)改造，該卷繞系統(tǒng)達到更加穩(wěn)定的性能，塑膠全套生產線也重新恢復了使用。

卷繞機一般由放卷軸和收卷軸及其它傳動軸組成，收卷軸作為主軸，由電機經(jīng)過減速箱輸出控制。該卷繞機的工藝要求是變頻轉矩控制收卷，在收卷的整個過程中都保持恒定的轉矩。在小卷時，速度大；大卷時速度較小。能按要求設定轉矩的大小。為滿足設備控制工藝要求，我們引入SEOHO變頻器控制來實現(xiàn)。本系統(tǒng)應用系列優(yōu)越的矢量力矩控制功能，性能與同行變頻器和直流調速系統(tǒng)相比具有明顯優(yōu)勢，其優(yōu)點是：輸出力矩平穩(wěn)，變速時不會出現(xiàn)松卷的現(xiàn)象，與直流調速相比，突出優(yōu)點除節(jié)能顯著外，還具有正反點動和零速制動功能，方便上、下料。一般而言采用無傳感器矢量控制時候，控制系統(tǒng)的靈敏度在一定程度會降低，所以整體精度不是非常高，但是SEOHO變頻器是韓國SEOHO公司針對由于工況特殊無法加裝PG編碼器的場合經(jīng)過多年研究的推出的高性能開環(huán)矢量控制系統(tǒng)，該開環(huán)矢量控制算法系統(tǒng)最大的優(yōu)點就是開環(huán)的效果與閉環(huán)的效果非常的接近。 在很多場合可以替代PG卡構成閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于卷繞機無法加裝編碼器，所以我們最終選擇了SEOHO變頻開環(huán)矢量控制的下的轉矩控制。控制方式如圖1所示：


圖1 系統(tǒng)示意圖

調試過程：
（1）先對電機進行自整定，將電機的定子電感、定子電阻等參數(shù)讀入變頻器
（2）根據(jù)實際的工藝要求，將轉矩進行不斷地校正。調試的現(xiàn)場如下圖所示



圖二 青島空港工業(yè)園青島宏達塑膠彩鋼生產線


圖三 卷繞機變頻改造現(xiàn)場

結束語：
(1) 在對該設備進行升級的改造的過程，由于工況的限制，在不能加裝傳感器等設備，使得變頻器不能過PG控制卡來實現(xiàn)對電機的閉環(huán)控制時，收獲的變頻可以在開環(huán)來精確轉矩。
(2) 節(jié)約能源:變頻器是恒轉矩輸出的，與其它調速系統(tǒng)相比，平均節(jié)約電能達30%以上，在低速運行節(jié)能效果更加顯著;
(3) 提高產品質量啟動、停止平穩(wěn)，因為機是恒轉矩負載，啟動、停止平穩(wěn)可避免太大的機械沖擊，另一方面也可減少啟動過程中的不合格產品;變頻調速性能相當穩(wěn)定;
(4) 減少啟動時對電網(wǎng)的沖擊，啟動電流可控制在額定電流內不構成對電壓沖擊;減少啟動時對機械的沖擊，平滑啟動可延長機械的使用壽命;
(5) 滿足無級調速要求，調速簡單、操作方便;
(6) 保護功能強大。