墨斗輥電機電路巧改

魯駿+葉延茂+凌云

我公司一臺高斯環球70型報紙輪轉印刷機（以下簡稱“70機”）經過長年高負荷運轉，總是出現一些故障，其中墨斗輥電機故障是較為典型的問題之一。印刷過程中，如果墨斗輥突然轉速不穩或停止轉動，即使工作人員以最快的速度去處理，也會因為墨斗輥電機安裝位置的特殊，故障處理不方便而延長維修處理時間，從而嚴重耽誤報紙生產。

為了徹底解決這一問題，我們對墨斗輥電機的電路進行了一系列檢查、設計和改造，下面筆者就將墨斗輥電機的電路改造過程與大家共享。

故障分析

70機墨斗輥采用的是直流電機驅動，一般直流電機都安裝有碳刷，而碳刷在使用一段時間后必然會有所磨損，磨掉的碳粉便會積留在電機換向器上，久而久之就會造成電機停轉，而且這些碳粉還會引起短路，從而燒壞驅動器。

由于墨斗輥電機的安裝位置比較特殊，方便操作的位置基本上都被機器墻板遮擋住了，因此要想更換碳刷是一件很麻煩的事情，尤其在生產非常緊張的夜班，墨斗輥電機故障會對操作人員和設備維修人員造成不小的困擾。因此，將直流驅動改為變頻驅動是一項很必要的技術改造。

改造過程

圖1是改造前的墨斗輥電機電路圖。從圖1可以看出，每個單元的2個墨斗輥電機分別由各自的SSD 507直流驅動器驅動。SSD 507直流驅動器的控制信號來自噴水桿控制器PN859，在PN859控制器和SSD 507直流驅動器之間還有一個設備PN807。經過查找資料和現場測量發現，PN859控制器的模擬量輸出電壓范圍是0～5V，且機器速度越快，電壓線性越大，而直流驅動器SSD 507直流驅動器接收的是0～10V的電壓。由此可以斷定，PN807的作用就是將PN859控制器0～5V的模擬量信號同比例放大到0～10V，并分配至2臺SSD 507直流驅動器上的SP端口，使兩者的速度范圍一致。另外，SSD 507直流驅動器的運行信號由PN859控制器內部的常開觸點NO_A/B直接控制，低電平有效。

由此我們便了解了運行信號和速度信號的輸出方式，并由此可以根據自己選擇的變頻器進行相應信號的連接。圖2是改造后的墨斗輥電機電路圖。

本次改造中我們采用的是Lenz公司的8200矢量變頻器，也可以選用與其他設備相同的變頻器型號，這是因為，選購同種類型的變頻器可節約一定的備件成本。與SSD 507直流驅動器不同的是，8200矢量變頻器的使能信號EN是高電平有效，點動速度可根據E1、E2的電平高低組合來控制（圖2中采用的是E2高電平控制），速度信號AIN由模擬量電壓輸入，8200矢量變頻器的電壓范圍為0～5V或0～10V，因此可省去直流控制方式中的PN807控制器，而直接將PN859的速度信號端子與變頻器的AIN相接。T1、T2是接在電機內部的溫度傳感器，在沒有使用的情況下可將其短接，至此，外圍控制電路的連接便完成了。

在變頻器參數方面，首先，必須將頻率給定方式選擇為外部電壓控制方式；其次，模擬量輸入采用0～5V的電壓范圍，最低速度、最高速度以及加減速時間等參數均可根據實際需求進行更改。具體參數設定及方法，可參照所選變頻器的說明書。

電路設計好后，將原來的直流電機更換為變頻電機。由于減速器的存在，電機功率并不需要很大，與直流電機功率相當即可。值得注意的是，選擇的變頻電機轉子軸的尺寸需要與減速器匹配，否則無法直接安裝。在安裝位置上，可以拆除原來的PN807和SSD 507直流驅動器，這樣在電柜里就有足夠的空間進行變頻器的安裝、接線。

我公司在2011年就將4個塔、32個墨斗輥電機全部改為變頻驅動方式，經過兩年多的運行，目前墨斗輥故障率幾乎為零，調速效果理想，運行相當穩定，如此，我們節約了數十萬元的維修成本，同時還保證了報紙生產時效。這樣的改造可謂“一勞永逸”。有了70機墨斗輥電機電路的改造經驗，我們又將此項改造技術成功運用到了高斯URBANITE II的紙架改造上，運行效果同樣非常好。