变频器在丝机中的应用.doc

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1、变频器在拉丝机中的应用1 引言拉丝机是电线电缆行业主要加工设备之一，主要是将铜线加工成各种规格的细线，一般由放线、水冷、收线及排线等部分组成，其中电气传动部份主要由放线电机和收线电机及排线电机实现。随着变频技术的不断推广，变频器正日益被用于拉丝机设备。2 变频控制原理及实现2.1拉丝机的主要电气构成一般拉丝机主要由放线电机与收线电机及排线电机构成驱动部分。随着收线卷径不断扩大，收线电机的转速应相应减小，以保证线速恒定，在控制中常采用张力反馈装置来调节收线电机的速度。随着变频器功能不断增强、性能不断稳定，变频器也被使用于拉丝机，其

2、中利用变频器控制收线电机与放线电机，而排线电机由于功率较小直接由电网电压来控制。变频控制示意图如图1所示。2.2基本控制原理放线电机与收线电机分别由两台变频器控制(如图1)。放线变频器通过外部电位器调节转速，收线变频器由放线变频器的模拟AM输出信号、张力平衡反馈信号经信号转换板，再经PID调节器后控制收线变频器(如图2)。随着收线筒卷径的变化张力平衡杆的反馈信号也随着变化，张力杆反馈信号(由精密变阻器构成)经信号转换电路板转换为0~10V，这个信号与放线变频器模拟AM和AM-输出信号构成PID两路输入信号，经PID调节后控制收线

3、变频器，使丝线保持一定的线速度。详细请看附件。VC3100拉丝机专用变频器-说明书VC3100拉丝机专用变频器说明书拉丝机专用变频器内置收线与放线两种功能，本说明书是针对两种张力控制功能进行说明，使用时请与VC3000系列说明书配合使用1收线模式1.1收线控制原理当选择收线功能时，由变频器收线模块构成的张力闭环系统通过调节收线机转速可以保证拉丝机特别是微拉机收放线过程张力恒定，收、放线同步不断线。首先由线材的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率，然后通过张力摆杆检测出的张力反馈信号与张力设定值构成PID闭环调整变频器频率输出

4、达到收线张力恒定。同步匹配频率计算方程式：F=i*V/π*D其中：F：变频器同步匹配频率V：线材线速度i：机械传动比D：卷筒卷径拉丝机收线专用变频器的输出频率为：F=i*V/π*D+K2*UPID定义K1=i/π*D。K1为卷径系数,当空卷时为空径系数F9.01。K2为PID调节输出系数F9.021.2收线专用功能参数说明F9.00拉丝机PID模式0收线模式F9.01空径系数K0=i/π*D0取决于传动比与收线空卷卷径，一般取默认值F9.02PID调节输出系数张力PID调节器输出比例调节系数K2F9.03平滑启动时间收线机启动前

5、一般都在机械下限位置，而不在张力摆杆的零位，由于PID的调节作用使收线机在主机频率为零时有一定量的给定输入频率，若不进行相关的处理会造成收线机启动时产生冲击，对细拉机和微拉机而言，该冲击会造成断线。因此，收线机启动时需进行平滑启动处理。在F9.03设定时间内使用加减速时间4（F2.04、F2.05），大于平滑启动时间时使用加减速时间1（F0.11、F0.12）F9.04卷径计算周期随着收线卷径的不断增大，收线机的输出频率需不断降低。VC3100系列变频器具有卷径自动计算功能，动态、实时地计算收线机的当前卷径，以达到最佳的收线效果

6、。F9.05~F9.08卷径加速计算范围当张力平衡杆偏离中心位置时表明卷径计算结果与实际值存在误差，需重新进行卷径计算，不同的平衡杆位置采用不同的卷径计算方法。0.00V~F9.09:卷径计算死区范围F9.09~F9.08：卷径加速计算范围1F9.08~F9.07：卷径加速计算范围2F9.07~F9.06：卷径加速计算范围3F9.06~10V：卷径加速计算范围4F9.09卷径计算死区范围为保证收线机在摆杆零位附近平稳运行，避免卷径自动计算对摆杆摆幅的影响，VC3100系列变频器在摆杆零位附近设定一定的死区，在此范围内卷径自动暂停

7、计算。F9.10~F9.14卷径计算增益对卷径加速计算范围进行微调F9.15卷径复位选择空径时收线机输出频率为F0，满径时收线机输出频率为FF，满径和空径时收线机输出频率相差较大。为使收放线速度尽快同步,收线机在换卷时需进行卷径复位。VC3100系列变频器具有自动复位和外部复位两种卷径复位方式，自动复位在停机时卷径自动复位，外部卷径复位在外部卷径复位端子有效时进行复位。外部控制端子X1-7可定义为外部卷径复位端子（F6.02—F6.08设为19）。F9.16断线检测时间收线机启动时张力摆杆在下限位置，在F9.16时间范围内摆杆未

8、受线材张力到达平衡位置时设备发出断线信号。F9.17KP1PID调节器比例参数F9.18KI1PID调节器积分时间参数F9.19KD1PID调节器微分时间参数F9.20PID输出上限限幅PID调节器最大输出频率F9.21PID输出下限限幅PID调节器最小输出频率