生产线变频调速系统设计打扣机
发布时间:2022-08-05 17:53:55
生产线变频调速系统设计
生产线变频调速系统设计 2011年12月09日 来源: 1 引言
常用的生产线传动系统有皮带式输送线、滚筒式输送线等,后者又分为电动滚筒式、无动力滚筒式、皮带驱动积放式等。滚筒传送具有整体刚度较好,传送工件种类多,传动组合方便,并且对环境温度、湿度适应性良好等优点,应用非常广泛,特别是在组装加工行业、冶金行业等领域[1>。
滚筒马达是用来驱动滚筒的,通常可以采用马达直接驱动滚筒或经减速器后驱动滚筒的驱动方式,这些滚筒称为主动滚筒,而不由马达直接驱动、起传递作用的滚筒称为被动滚筒。若干个主动滚筒和被动滚筒组合在一起,完成某一工艺要求,称为一个滚筒组,一条完整的生产线传动系统由多个滚筒组组成。
随着交流变频调速技术的发展,用变频器对电动机进行调速控制越来越普遍,使用变频调速有诸多优点,比如可实现软启动、节约电能、稳态精度高、动态响应性能好等优点,再采用PLC来作为控制中心,更具有控制简单、使用灵活等优势。
2 变频调速系统设计方案
本设计案例是一个50m直线式组装生产线,如图1所示。两端是工件上下线用的液压升降台,12台滚筒马达均匀分布在生产线上,另安装有行程开关、光电开关、磁感应开关等用于完成位置检测、控制的作用。图1 系统构成略图
一个滚筒组即3台电动机配用一个变频器。另外,配置一台PLC作为控制用。
3 变频器接口的应用
图2是一个无矢量控制的标准型变频器接口图,变频器调频信号电压由PLC提供,信号电压范围是0~5V。7、8、9是继电器输出信号,这里用作正常运行指示灯;17、18是集电极开路输出端子,这里用作故障指示灯用,在发生过电流故障时灯亮。图2 变频器接口的应用
11端是随变频器输出频率变化的电压信号输出端子,0~5V对应的频率范围是0~50Hz,所以,可以作为现场速度指示信号。图2中,故障指示信号也应送到PLC,以使PLC进行统一控制。
4 变频器及滚筒电机的选用
变频器的选用和一般系统变频器的选用类似,即首先保证变频器的容量大于电动机的容量,还应考虑变频器的额定电流要大于电动机的额定电流。变频器容量选择方法是:
变频器的额定电流值≥K[NImn+n(Imdn-Imn)>式中:N—滚筒电动机台数;Imn—滚筒电动机额定电流;Imdn—电动机堵转电流;n—可能堵转的电动机台数;K—系数,通常最小取1.1。
其次,选择变频器的类型。由于本滚筒传动系统对稳态精度及动态响应要求不高,可选用无矢量控制的标准型变频器,实际选用的变频器输出频率精度为0.01%×最高频率,附表是某国产变频器的全系列变频器的主要参数表,在目前通用变频器领域中具有一定代表性。在变频器参数设定中,通常选用合适的V/f控制曲线是需要重点考虑的,但是对生产线传动系统这种恒转矩负载来说,最好采用具有恒转矩控制功能的变频器,如果用变频器实现恒转矩调速,必须加大电动机及变频器的容量,以提高低速情况下的转矩[2>。在系统控制方式中,采用无速度传感器的开环控制即可。
由于滚筒电机的特殊性,还有需要注意的地方。首先,相同功率的滚筒电动机比普通笼型异步电动机的额定电流大得多,一般在2倍以上;其次,滚筒电动机可能会发生堵转的情况,一般,滚筒电动机的堵转电流并不大,为其额定电流的3倍左右,但对变频器来说,电流的裕度要求比一般系统大。
滚筒电动机的选择与一般异步电动机的选择相同,但应考虑一些容易出现的问题。由于滚筒电动机多安装在工作台下方,在许多情况下,通风散热不畅通,加上运行在低速下的情况较多,散热能力比额定转速时差,应根据情况另外设置通风冷却装置。还有,由于变频器的输出电压不可避免存在高次谐波,而高次谐波增加了电动机的损耗,所以,对电动机的温升应加以注意。高次谐波也会使电动机噪声增大,不过,实践表明,由于生产线本身噪声更大,所以,通常情况下,噪音问题并不突出。
5 变频器外围设备的选用
为保证变频调速系统正常、可靠地工作,一些外围设备是必不可少的,如图3所示。避雷器的选用按照供配电系统的三级防雷措施的第三级防雷来选择。图3 变频器的外围设备
断路器可以选用带漏电保护功能的种类,以保证工位操作者的安全。断路器的选用可以按照供配电系统的一般原则来选取,不过要注意,选择其过载保护特性的时候,应考虑前面提到的电动机堵转电流的问题,通常,这种堵转视为正常,所以断路器应能容许该种情况的出现。电磁接触器的选择方法与断路器相同。其使用目的是,在断路器断开电源之后,将变频器与电源脱开,以免在外
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