蜂窩紙板生產(chǎn)線的同步控制

倪濤軼 陳浩

摘要：本文作者結(jié)合企業(yè)蜂窩紙板生產(chǎn)線設(shè)計(jì)，針對(duì)蜂窩紙板的紙板段生產(chǎn)線中的同步控制要求，就使用變頻器實(shí)現(xiàn)同步控制的方法和設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：蜂窩紙板;設(shè)計(jì);同步控制

導(dǎo)言

蜂窩技術(shù)起源于仿生學(xué)，其特殊的結(jié)構(gòu)組成具有強(qiáng)度高、承重大、彈性好和重量輕等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品包裝、建筑裝修、家具制造、倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，是傳統(tǒng)包裝材料的理想替代品。FWD1-1型蜂窩紙板生產(chǎn)線，就是在吸收國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新。本文主要是針對(duì)蜂窩紙板紙板段生產(chǎn)線中的同步控制要求，就使用變頻器實(shí)現(xiàn)同步控制的方法和設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

一、蜂窩紙板生產(chǎn)段對(duì)同步控制的要求

1.1蜂窩紙板生產(chǎn)段流程簡(jiǎn)介

蜂窩紙板生產(chǎn)線分成紙芯生產(chǎn)段和紙板生產(chǎn)段兩部分。經(jīng)過(guò)紙芯生產(chǎn)段已經(jīng)對(duì)接成連續(xù)的紙芯，它運(yùn)到蜂窩紙板生產(chǎn)段準(zhǔn)備紙板的生產(chǎn)。蜂窩紙板生產(chǎn)段流程如圖1所示。

1.2蜂窩紙板生產(chǎn)段對(duì)同步控制的要求

1）機(jī)械概況

蜂窩紙板紙板段全機(jī)共分為拉伸機(jī)、烘干機(jī)、復(fù)合上膠機(jī)和壓力輸送帶四個(gè)部分。

2）對(duì)調(diào)速控制的要求

生產(chǎn)蜂窩紙板的工作是連續(xù)進(jìn)行的，電機(jī)處于恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行方式。在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中，如果后面的單元快于前面的單元，則蜂窩將繃得很緊，甚或扯斷;如果前面的單元快于后面的單元，則蜂窩將松弛，甚至形成堆積。因此，各單元的線速度必須完全相等，即要求實(shí)現(xiàn)線速度同步。

3）速度范圍

設(shè)計(jì)范圍：10 ～ 40m/min

常用速度：25m/min

二、用變頻器實(shí)現(xiàn)同步控制的方案

2.1變頻器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求

根據(jù)蜂窩紙板生產(chǎn)段的生產(chǎn)特點(diǎn)，同步控制方案中變頻器間的級(jí)聯(lián)選用并聯(lián)的形式，即主動(dòng)單元的實(shí)際轉(zhuǎn)速是同時(shí)送往各個(gè)從動(dòng)單元。對(duì)變頻器而言，除了具備通用變頻的一般功能而外，要實(shí)現(xiàn)同步控制從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，需具備速度控制功能和同步控制功能。

2.2變頻器及其容量選擇

變頻器的容量如果是以視在功率，即以KVA為單位表示時(shí)，選擇是按最大電流原則來(lái)選擇的。例如，當(dāng)所選電機(jī)的額定功率為7.5KW時(shí)，那么變頻器的容量就應(yīng)該選比7.5KVA大一檔的，如容量為11KVA的變頻器。

在本生產(chǎn)段中，要求的各個(gè)單元的電機(jī)要在其額定頻率以下恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。根據(jù)生產(chǎn)線拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)各拖動(dòng)單元的主要參數(shù)如下：

在生產(chǎn)線的速度設(shè)計(jì)范圍v =10 ～ 40m/min和常用速度v =25m/min的情況下，根據(jù)式（1）、（2），各單元的和的計(jì)算結(jié)果顯示，各單元的變頻器在生產(chǎn)線的線速度設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的輸出頻率均低于電機(jī)的額定工作頻率fN，從而保證了生產(chǎn)線所要求的電機(jī)在額定頻率下的恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。根據(jù)控制要求，決定了德國(guó)SEW公司的減速器、電機(jī)、變頻器得以首選。

2.3制動(dòng)電阻選擇

電機(jī)在減速停止的過(guò)程中，由于工作頻率的下降，將處于再生制動(dòng)狀態(tài)，直流電壓UD不斷上升，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使保持在允許范圍內(nèi)。制動(dòng)電阻RB就是用來(lái)消耗這部分能量的。

1）RB的阻值：

RB的大小應(yīng)使制動(dòng)電流IB的值不超過(guò)變頻器額定輸出電流IN的一半為宜。從而：

這里需要注意的是，因?yàn)樽冾l器是直接用線電壓為380V的三相供電線路作為三相橋式整流的交流電源，所以整流電壓：

2）RB的功率：

式中αB為功率選用系數(shù)。通常可取αB=0.3～0.5，電機(jī)容量較小時(shí)取小值，反之取大值。

2.4同步控制器的選擇和級(jí)聯(lián)

同步控制器的數(shù)量選擇如表1所示。

同步控制器的級(jí)聯(lián)采取并聯(lián)的方式。

2.5同步比的計(jì)算

并定義從從動(dòng)單元對(duì)應(yīng)于v的電機(jī)轉(zhuǎn)速n從與主動(dòng)單元對(duì)應(yīng)于v的電機(jī)轉(zhuǎn)速n主的比值為同步比，并記為k，最終整理可以得出：

根據(jù)式（5）計(jì)算的各從動(dòng)單元的同步比如表2所示。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)一年的實(shí)際運(yùn)行，證明上述方案是可行的，并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。此技術(shù)不僅可以用于蜂窩紙板線還可以用于印染機(jī)械等需要同步控制的行業(yè)，因此具有通用性。

參考文獻(xiàn)

[1????? ]張燕賓?? SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001

[2]??? 吳守箴???? 臧英杰???? 電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000

[3]??? SEW MOVITRAC 31C變頻器樣本，1997.01版