试论造纸机传动系统变频器的选择20钳形电流表

试论造纸机传动系统变频器的选择（2）

试论造纸机传动系统变频器的选择（2） 2011年12月10日 来源： 4 具有转差补偿变频器对系统稳态精度的影响交流异步电机都存在转差频率，电机的输出转矩和功率与转差频率成正比，变频器为了提高速度控制精度，对电机控制采用转差补偿。依据异步电机的机械特性，当负载转矩增大，转差频率增大，转子产生速降。转差补偿就是利用依据负载改变定子同步频率，以补偿转子因为负载的速降，消除调速静差，从而保证转子的速度维持恒定。变频器的转差补偿依据电机的机械特性进行，变频器要求输入电机铭牌参数，依据铭牌参数来确定电机的控制数学模型，转差补偿量应为:式中:f为转差补偿量;n0为电机铭牌的空载转速;ne为电机铭牌的额定转速;M为电机输出转矩;Me为电机额定转矩。由于电机在变频控制调速过程中，不同公司的电机的阻抗不同，所以转差补偿有时是欠补偿，有时为过补偿。因此对系统稳态、动态精度会有一定的影响。所以在使用变频器的过程中合理使用转差补偿会消除静差，提高系统的稳态精度。调节转差补偿可以获得与特殊的机械特性的匹配，在板纸机、瓦楞纸机调试运行中非常重要。5 变频器功能的基本要求造纸机传动系统对变频器功能的要求与选择的上位控制系统有关，不同的控制方式对变频器的功能有不同的要求。纸机一般要求在操作台上能够对变频器进行起停、爬行/运行、速度微调等控制操作;能够显示分部线速度、电机电流等功能;能够显示变频器工作状态等功能。下面列举在不同的控制方式下对变频器的功能要求。5.1 模拟控制与速度链控制器控制要求变频器有两路以上的模拟量输入和输出功能;两路以上的数字量输入功能;两路数字量输出功能。两路模拟量输入用于速度给定和反馈输入，第三路模拟量输入用于速度附加给定控制。两路模拟量输出一路用于显示分部线速度，一路用于显示变频器输出电流。两路以上的数字量输入用于起停控制和爬行/运行转换控制。两路数字量输出用于显示变频器的工作状态。5.2 电动电位器控制方式要求变频器有两路模拟量输出功能;四路以上的数字量输入功能;两路数字量输出功能。两路模拟量输出一路用于显示分部线速度，一路用于显示变频器输出电流。两路数字量输入用于起停控制和爬行/运行转换控制;两路数字量用于速度微调控制。两路数字量输出用于显示变频器的工作状态。5.3 PLC通讯控制方式PLC通讯控制方式按照操作方式分有两种控制方式，一种是采用传统的按钮操作方式，另一种为触摸屏操作方式。这两种控制方式要求变频器有通讯控制功能和对应的通讯适配器。如Modbus网络要求有Modbus通讯板; Profibus-DP总线要求有Profibus-DP通讯板。(1) 按钮控制方式要求变频器有两路模拟量输出功能;两路的数字量输入功能;两路数字量输出功能。两路模拟量输出一路用于显示分部线速度，一路用于显示变频器输出电流。两路数字量输入用于起停控制和爬行/运行转换控制;两路数字量输出用于显示变频器的工作状态。(2) 触摸屏控制方式要求变频器有一路数字量输入，用于急停功能。其它显示控制都在触摸屏上进行。6 应用实例在这里，首先确定造纸机主传动变频器选恒转矩系列，ACS800变频器能满足要求，另外还要考虑频率分辩率，ACS800变频器频率分辩率0.01Hz，即若一台四极电机，当最小频率变化为分辨率时，设造纸机车速为450m/min，那么它的速度变化约为0.09 m/min，即造纸机线速度1min变化9cm，完全能满足速度微调要求。本例所设计的主传动系统选择电动电位器方式，由于篇幅限制，仅画出一台变频器的原理图，图中PN011为反馈板(因变频器输入端子只接受模拟信号，而编码器输出为数字信号，所以需要转换一下，本图中反馈板为我单位专利产品，实际选择时设计人员可根据自身情况选择各变频器厂家配套的反馈卡);T012为反馈板的工作电源变压器;PN012为测速表，前面提到如何选择各种端口问题，本例中有两块指示电流表，PA011、PA012一块在控制柜，另外一块安装在操作台用于转矩指示，这就需要有两路以上模拟输出(当然实际中也可选用外装电流互感器，但从经济角度讲不支持)，造纸机传动工艺要求有启动、停止、加速、减速、爬行/运行、单动/联动等功能，其中启动、停止、加速、减速、爬行/运行这些功能要求用数字口来实现(图中DI口)，本图中，加、减速用一辅助PLC来实现，其他由变频器自身端口完成，这需要考虑DI口数量，ABB系列变频器有6组数字输入口，完全可满足要求。系统指示灯用变频器自身提供的继电输出触点来实现。总之，选择变频器时，在基本框架确定后，一定要选择在设计或功能实现时尽量节省外部附加回路的变频器。这样，一方面减少设计外部回路的工作量及实物投资，另一方面也可以减少系统复杂程度，从而减少出现故障的几率。当然，若在本例设计中全部功能用通讯(PLC通讯控制)控制的话，只需在满足恒转矩及频率分辩率较高的条件下选择合适性价比的产品即可。所

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