中達(dá)電通公司AMD產(chǎn)品處                       劉元剛

 

摘  要：為了實(shí)現(xiàn)變頻器驅(qū)動的粗紗機(jī)事故掉電時(shí)不斷線，要求傳動控制系統(tǒng)具有同步制動功能。本文提出變頻器外掛電容再生同步制動原理設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算方法。

關(guān)鍵詞：臺達(dá)變頻器 多電機(jī)掉電 同步制動 外掛電容         

                      

    在棉紡工藝過程中，粗紗機(jī)的主要功能是對棉條進(jìn)行一定的牽伸，以使棉條達(dá)到一定的牽伸倍數(shù)并制成一定的卷繞形式，便于儲存和搬運(yùn)，適應(yīng)細(xì)紗機(jī)的喂入。粗紗工序粗紗機(jī)自動化系統(tǒng)構(gòu)造目前市場主要分為三大方案：其一，利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、板卡、變頻器；其二，觸摸屏、PLC、變頻器；其三，觸摸屏、單片機(jī)模塊、變頻器。在這三個(gè)系統(tǒng)方案都必須面臨的一個(gè)問題：就是掉電需要多電機(jī)同步停止。目前普遍采用了的是變頻器進(jìn)入剎車狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量來保證電機(jī)同步停止。

    根據(jù)一般變頻器原理，直流母線電容用于濾除整流器交流成分和穩(wěn)定逆變器供電電壓。對于多電機(jī)獨(dú)立變頻驅(qū)動的粗紗機(jī)，母線電容具有在事故掉電時(shí)刻利用存儲的電能提供再生制動激勵能源的潛在功能。由于標(biāo)準(zhǔn)母線電容容量通常僅僅是為滿足濾波與穩(wěn)壓，難以滿足掉電制動能量需求，提出外掛大容量母線電容儲能同步制動方案。外掛電容會對變頻器的整流器造成巨大的啟動電流沖擊，利用粗紗機(jī)PLC實(shí)現(xiàn)軟啟動保護(hù)設(shè)計(jì)，原理類似于變頻器內(nèi)部母線電容串聯(lián)啟動保護(hù)電阻。針對母線電容儲能同步制動設(shè)計(jì)，臺達(dá)B系列變頻器針對粗紗機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了軟件的客制化修改設(shè)計(jì)。

    臺達(dá)B系列變頻器針對粗紗機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了軟件的修改設(shè)計(jì)。

    （1）增加再生能量產(chǎn)生功能選擇。參數(shù)06－19進(jìn)行再生能量產(chǎn)生的功能選擇，當(dāng)06-19=0時(shí)變頻器和標(biāo)準(zhǔn)品變頻器一樣。當(dāng)06-19=1 時(shí)檢測到低電壓時(shí)，變頻器立即閉合外部端子EF并且進(jìn)入第二減速時(shí)間。

    （2）設(shè)置外部端子EF檢測電壓準(zhǔn)位。06-16為設(shè)置EF檢測電壓準(zhǔn)位，在圖1中的 。06-17為電壓檢測的時(shí)間。整個(gè)過程是當(dāng)變頻器檢測到直流母線上的電壓小于或者等于06-16的準(zhǔn)位并且持續(xù)時(shí)間達(dá)到了 06-17設(shè)置時(shí)間。變頻器則立即進(jìn)入減速剎車狀態(tài)，剎車時(shí)間是根據(jù)第二減速時(shí)間02-12來設(shè)定。

    （3）滿足系統(tǒng)需求的制約因素分析。 06-16檢測電壓準(zhǔn)位，02-12減速時(shí)間與外部電容容量。06-16檢測電壓準(zhǔn)位設(shè)定越高，則越有足夠的能量保留，但是電壓準(zhǔn)位太高將無法滿足粗紗機(jī)中電網(wǎng)正常電壓偏低運(yùn)行性能；02-12減速時(shí)間設(shè)置越短越有利停車，但是過短造成機(jī)械的震動；外部電容容量越大則越有利停車，但是過大則成本和體積就會隨之增大。因此這三個(gè)方面要取一個(gè)適中的點(diǎn)。

    （1）計(jì)算需要外掛電容容量多少，才能保證滿負(fù)載粗紗機(jī)在掉電時(shí)能夠同步停止。

    （2）設(shè)計(jì)外部軟啟動電路，保證在加大變頻器電容情況下減少上電的沖擊。

    （1）電容端口電壓曲線分析

    電容端口電壓曲線分析參見圖1。母線電壓包絡(luò)線衰落代表電機(jī)機(jī)械能量在剎車過程中轉(zhuǎn)化衰減。母線電壓鋸齒曲線說明剎車過程中的間歇制動是根據(jù)電壓準(zhǔn)位值判定實(shí)現(xiàn)的。