艾默生CT變頻器在高速雙面平版印刷機(jī)上的應(yīng)用

0 引言

平版印刷是報(bào)紙、書刊和裝潢印刷業(yè)的骨干設(shè)備，在印刷業(yè)市場(chǎng)占有率達(dá)35%以上。隨著人們對(duì)高速印刷高質(zhì)量的印刷品需求的增大，2007 年印刷機(jī)械設(shè)備全行業(yè)銷售額約為160 億元，其中印刷機(jī)械出口為2.62 億美元，印刷機(jī)械進(jìn)口額為17.16 億美元。隨著印刷機(jī)械的發(fā)展，印刷機(jī)械出口量逐年增加，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率也大幅增長(zhǎng)，故對(duì)變頻器的需求將呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。RBS940A項(xiàng)目是公司開發(fā)的變頻傳動(dòng)高速雙面平版印刷機(jī)，整機(jī)包括輸紙機(jī)、收紙機(jī)和主機(jī)三部分。對(duì)主電機(jī)，上、下水輥電機(jī)，制動(dòng)輥電機(jī)均要求無(wú)級(jí)調(diào)速。在此機(jī)型上選用了艾默生CT 系列變頻器對(duì)4 個(gè)電機(jī)進(jìn)行了控制。

1 變頻器選型

印刷機(jī)主軸電機(jī)功率達(dá)到11 kW，為了適應(yīng)印刷生產(chǎn)調(diào)試頻繁低頻點(diǎn)動(dòng)時(shí)的人身安全，要求調(diào)速系統(tǒng)有良好的低速特性;同時(shí)，為了減少印刷過(guò)程中的紙張浪費(fèi)現(xiàn)象，要求系統(tǒng)有良好的快速制動(dòng)特性;最后，要求傳動(dòng)系統(tǒng)性能可靠。經(jīng)過(guò)認(rèn)真查閱各廠家變頻器的技術(shù)參數(shù)，對(duì)其性價(jià)比進(jìn)行分析，印刷機(jī)主軸傳動(dòng)選用了艾默生CT 的EV2000-4T00110G 矢量型工程變頻器。EV2000變頻器在0.5 Hz 可以達(dá)到180%的額定轉(zhuǎn)矩，能承受150豫額定輸出電流1 min，200%額定輸出電流0.5 s，滿足機(jī)床2 Hz 時(shí)的頻繁點(diǎn)動(dòng)。EV2000 具有直觀的中文面板顯示，方便的參數(shù)復(fù)制功能，更方便電氣人員的操作。

印刷機(jī)水輥等輔傳動(dòng)電機(jī)僅有0.12 kW，雖功率較小，但要求低頻時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，故選用了性價(jià)比較高的EV800-2S0002G 單相變頻器對(duì)其進(jìn)行控制。印刷機(jī)所采用的電機(jī)均為變頻調(diào)速專用電機(jī)，滿足印刷設(shè)備低速恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電機(jī)熱容量的要求。

2 控制電路設(shè)計(jì)

變頻器本身具備過(guò)電流、過(guò)電壓、欠電壓、接地、過(guò)熱、過(guò)載、缺相等多項(xiàng)警示及保護(hù)功能，這些功能足以構(gòu)成對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，所以對(duì)電動(dòng)機(jī)無(wú)須另加保護(hù)環(huán)節(jié)，將其直接接于變頻器的輸出端子上即可。但變頻器的電源輸入端保護(hù)相對(duì)較為薄弱，所以在電網(wǎng)和電柜進(jìn)線處加有隔離開關(guān)分?jǐn)嘌b置，在三相變頻器輸入端加有進(jìn)行過(guò)流保護(hù)的無(wú)熔絲斷路器，單相變頻器輸入端另加變壓器保護(hù)，以防止電源電壓過(guò)高直接損壞變頻器。變頻器的動(dòng)作由PLC 控制，控制線直接接于PLC 的輸出點(diǎn)上，將控制電路中的故障繼電器的輸出點(diǎn)接于PLC 的輸入點(diǎn)上，報(bào)警時(shí)整機(jī)停止動(dòng)作。

因本機(jī)有4 個(gè)變頻器，所以不可避免有干擾存在。為了減少干擾，在布線時(shí)盡量避免控制線與電機(jī)線平行放置，無(wú)法避免時(shí)控制線盡量采用屏蔽電纜，并將屏蔽層及變頻器、PLC、電機(jī)的接地端均單獨(dú)良好接地。為使整機(jī)動(dòng)作可靠，電柜采取強(qiáng)制制冷。電氣原理如圖1 所示。

3 變頻器調(diào)試

3.1 主電機(jī)變頻器

在主電機(jī)沒(méi)有連接負(fù)載之前，首先設(shè)置FH組電機(jī)參數(shù)，正確輸入電機(jī)銘牌上的數(shù)據(jù)，進(jìn)行電機(jī)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(dòng)作。主要參數(shù)設(shè)置如表1 所列。

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(lái)顯示主機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流。因本機(jī)速度達(dá)到10 000 轉(zhuǎn)以上，所以小數(shù)點(diǎn)可以去掉，但其不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍顯示一小數(shù)值，顯然這是不合適的。查看變頻器說(shuō)明書，多功能輸出端子有三路。啟用集電極的輸出YI，將之接入PLC 的輸入端子上，將F7.10 設(shè)為“16”變頻器報(bào)警，可編程繼電器輸出端子TA、TC 串入表的信號(hào)線上，將F7.12 設(shè)為“園”變頻器運(yùn)行，這樣在保證有報(bào)警時(shí)仍有信號(hào)輸入，又僅用一根短短的封頭線實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行后才能顯示數(shù)值的目的。

3.2 輔機(jī)變頻器

上色水輥和制動(dòng)輥等輔傳動(dòng)采用的低頻大轉(zhuǎn)矩單相小功率變頻器EV800 簡(jiǎn)潔實(shí)用，但操作方式和功能與EV2000 有很大的不同。例如要用到快速50 Hz 上水及電位器調(diào)節(jié)兩種速度模式，按圖1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(dòng)/停機(jī)邏輯選擇)設(shè)為2，參數(shù)20(預(yù)置頻率)設(shè)為50 Hz才能完成控制。

因水輥和制動(dòng)輥的電機(jī)均是直連減速機(jī)，所以暫定用V/f方式控制。輸入變頻器參數(shù)后，低頻時(shí)不能運(yùn)行，查電機(jī)接線仍為星形接法380 V，因所選變頻器為單相輸入，輸出是三相220 V，所以應(yīng)將電機(jī)改為三角形接法。正確接線后情況有所改善，但在5 Hz 時(shí)電機(jī)仍然無(wú)法正常運(yùn)行，再上調(diào)頻率時(shí)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(duì)電機(jī)性能影響較大，設(shè)置不當(dāng)會(huì)引起過(guò)電流、過(guò)熱、噪音大等不良影響，所以以能夠運(yùn)轉(zhuǎn)為準(zhǔn)，調(diào)至7%，低速正常運(yùn)行。八小時(shí)觀察一切正常，調(diào)試結(jié)束。

4 結(jié)語(yǔ)

艾默生CT 變頻器優(yōu)越的性能完全滿足整個(gè)設(shè)計(jì)所需，體貼現(xiàn)場(chǎng)的防接錯(cuò)設(shè)計(jì)，防止了因接錯(cuò)線損壞接口而造成的損失，對(duì)惡劣電網(wǎng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，免除了一些后顧之憂。艾默生CT變頻器在此機(jī)型上批量使用兩年多來(lái)，運(yùn)行良好，從未出過(guò)故障，達(dá)到了設(shè)計(jì)選型的預(yù)期目標(biāo)。