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技術(shù)頻道

艾默生CT變頻器在高速雙面平版印刷機上的應(yīng)用

河南新機股份有限公司 鋼球設(shè)備研究所 孔 艷

摘要:本文通過變頻器選型,控制電路設(shè)計,參數(shù)調(diào)試幾個方面論述了艾默生CT變頻器在印刷機上的合理使用。
  
關(guān)鍵詞:變頻器 高速雙面印刷機

1 引言
  平版印刷是報紙、書刊和裝潢印刷業(yè)的骨干設(shè)備,在印刷業(yè)市場占有率達35%以上。 隨著人們對高速印刷高質(zhì)量的印刷品需求的增大,2007年印刷機械設(shè)備全行業(yè)銷售額為大約100億元,其中印刷機械出口為2.62億美元,印刷機械進口額為17.16億美元,折成人民幣約為160億元,中國市場印刷機械總銷售額為225~230億元。隨著印刷機械科技的發(fā)展,印刷機械出口量將逐年增加,國內(nèi)市場占有率將大幅增長,對變頻器的需求將呈增長趨勢。RBS940A項目是公司開發(fā)的變頻傳動高速雙面平版印刷機。RBS940A整機包括輸紙機、收紙機和主機三部分。對主電機,上、下水輥電機,制動輥電機均要求無級調(diào)速。在此機型上選用了艾默生CT系列變頻器對四個電機進行了控制。

2 變頻器選型
  因印刷機主軸電機達到11kW,為了適應(yīng)印刷生產(chǎn)調(diào)試頻繁低頻點動時的人身安全,要求調(diào)速系統(tǒng)有良好的低速特性。同時,為了減少印刷過程中紙張的浪費,要求有良好的快速制動特性。最后,要求傳動系統(tǒng)性能可靠。經(jīng)過認真查閱各變頻器的技術(shù)參數(shù)及性價比分析,項目主軸傳動選用了艾默生CT的EV2000-4T00110G矢量型工程變頻器。EV2000變頻器在0.5Hz可以達到180%的額定轉(zhuǎn)矩,能承受150%額定輸出電流1分鐘,200%額定輸出電流0.5秒鐘,滿足機床2Hz時的頻繁點動。EV2000具有直觀的中文面板顯示,方便的參數(shù)拷貝功能,更方便電氣人員的操作。
  水輥等輔傳動電機僅有0.12kW,功率較小,但要求低頻時啟動轉(zhuǎn)矩大,選用了性價比較高的EV800-2S0002G單相變頻器控制。電機均為變頻調(diào)速專用電機,滿足印刷設(shè)備低速恒轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng)電機熱容量要求。

3 控制電路設(shè)計
  變頻器本身具備過電流、過電壓、欠電壓、接地、過熱、過載、缺相等多項警示及保護功能,這些功能足以構(gòu)成對電動機的保護,無須另加保護環(huán)節(jié),直接接于變頻器的輸出端子上即可。而變頻器的電源輸入端保護相對較為薄弱,在電網(wǎng)和電柜進線處我們加有隔離開關(guān)分斷裝置,在三相變頻器我們加有過流保護的無熔絲斷路器,單相變頻器前另加變壓器保護,以防止有些地區(qū)電源電壓過高直接損壞變頻器。變頻器的動作由PLC控制,控制線直接接于PLC的輸出點上,中間無一接觸器控制。故障繼電器輸出點接于PLC的輸入點上,報警時整機停止動作。
  因本機有四個變頻器,不可避免有干擾存在。我們布線時盡量避免控制線與電機線平行放置,無法避免時控制線盡量采用屏蔽電纜,并將屏蔽層及變頻器、PLC、電機的接地端均單獨良好接地。為使整機動作可靠,電柜采取強制制冷。電氣原理如圖1所示。


  圖1 主輔傳動電氣原理


4 變頻器調(diào)試
  4.1 主電機變頻器
  (1)主變頻器工作參數(shù):在主電機沒有連接負載之前,首先設(shè)置FH組電機參數(shù),正確輸入電機銘牌上的數(shù)據(jù),進行電機自調(diào)諧工作。然后輸入F0組基本功能參數(shù)、F3組輔助功能參數(shù)和F7組開關(guān)量端子定義參數(shù),調(diào)試使所有動作。主要參數(shù)設(shè)置如表1所示。
  表1 艾默生CT的EV2000-4T00110G主變頻器工作參數(shù)

功能碼
名稱
設(shè)定值
功能碼
名稱
設(shè)定值
F0.00
頻率設(shè)定
3模擬給定
F3.13
點動頻率
2Hz
F0.03
運行命令
1端子控制
F3.18
減速時間2
0.8s
F0.10
加速時間1
10s
F7.00
X1端子
9 正點
F0.11
減速時間1
8s
F7.01
X2端子
10 反點
F0.13
下限頻率
2Hz
F7.02
X3端子
2 多段速2
F2.08
停機方式
0減速停車
F7.03
X4端子
4加減速時間

(2)變頻器運行末端數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示:主機的轉(zhuǎn)速和電流顯示是在變頻器的模擬輸出端子上接一四位半直流電壓數(shù)顯表來顯示相應(yīng)值。因本機速度達到10000轉(zhuǎn)以上,所以小數(shù)點去掉,但其不運轉(zhuǎn)時仍有一小數(shù)值顯示,顯然這是不合適的。查看變頻器說明書,多功能輸出端子有三路。啟用集電極YI輸出,將之接入PLC的輸入端子上,F(xiàn)7.10設(shè)為“16”變頻器報警,可編程繼電器輸出端子TA、TC串入表的信號線上,F(xiàn)7.12設(shè)為“0”變頻器運行,這樣在保證有報警時仍有信號輸入,又僅用一根短短的封頭線實現(xiàn)了運行后才能顯示數(shù)值。
  4.2EV800變頻器
  上色水輥和制動輥等輔傳動的低頻大轉(zhuǎn)矩單相小功率變頻器EV800功能簡潔實用,但操作方式
  和功能與EV2000有很大的不同。例如要用到快速50Hz上水及電位器調(diào)節(jié)兩種速度模式,按圖的接線方式控制需將參數(shù)05設(shè)為AV.Pr 電壓模擬給定頻率和預(yù)置頻率選擇,參數(shù)11啟動/停機邏輯選擇設(shè)為2,參數(shù)20預(yù)置頻率設(shè)為50Hz才能完成控制。
  因水輥和制動輥的電機均是直連減速機,所以暫定用V/F方式控制。變頻器參數(shù)輸入后,低頻時運行不起來,查電機接線仍為星形接法380V,因所選變頻器為單相輸入,輸出是三相220V,應(yīng)將電機改為三角形接法。正確接線后情況有所改善,但在5Hz時電機仍然無法正常運行,再上調(diào)頻率時轉(zhuǎn)速有些偏高。將參數(shù)42低頻轉(zhuǎn)矩提升值加大,此參數(shù)對電機性能影響較大,設(shè)置不當會引起過電流、過熱、噪音大等不良影響,所以以能運轉(zhuǎn)為準,調(diào)至7%,低速正常運行。八小時觀察一切正常,調(diào)試結(jié)束。
  
5 結(jié)束語

  艾默生CT變頻器優(yōu)越的性能能完全滿足整個設(shè)計所需,體貼現(xiàn)場的防接錯設(shè)計,防止了因接錯線損壞接口而造成的損失,對惡劣電網(wǎng)較強的適應(yīng)能力,也使我們免除了一些后顧之憂。艾默生CT變頻器在此機型上批量使用兩年多來,運行良好,從未出過故障,達到了我們設(shè)計選型的預(yù)期目標。
  參考資料
  [1] EV800 系列通用變頻器用戶手冊;
  [2] EV2000 系列通用變頻器用戶手冊
  作者簡介
  孔 艷 女 工程師 機械加工設(shè)備與印刷設(shè)備電氣設(shè)計工程領(lǐng)域
  


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