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1、台达BW系列变频器在并列式连续拉丝机上的应用图2整机构造示意3基于台达BW系列变频器的并列式拉丝机3.1控制原理并列式拉丝机的变频恒张力驱动目的是为了保证在运行经过中丝线的张力恒定。根据机械构造和材料的不同，恒张力控制的方法一般分为两种：1直接控制电机输出转矩，2通过控制速度恒定来保证张力的恒定。通过对机械构造的分析，本工程采用通过控制速度的方法来间接控制张力的恒定。由于并列式拉丝机由11组牵伸机构和1组收卷机构组成，所以我们单独对一组牵伸机构和一组收卷机构来进展控制原理的分析。图3为一组牵伸机构的构造示意图。图3牵伸机构的构造在运行经过中保证摆杆处于设定的平衡位置不出现波动，就可以认定牵伸经
2、过中丝线上的张力是恒定的。所以我们可以将其控制分为两个经过来进展：稳定经过和自调节经过。稳定运行经过中，我们将条件理想化排除其他不稳定因素的影响，摆杆将停在设定的位置不出现波动，塔轮只需要按照计算出来的理论线速度运行就可以保证丝线张力恒定，此经过只需要知道每级牵伸机构中塔轮的理论线速度即可；由于机械一旦制造完成，塔轮的直径以及电机端的减速比就已经确定，从塔轮的理论线速度就可以计算出电机的实际运行转速，也就是变频器需要运行的频率。在运行经过中会出现很多的不稳定因素，例如丝线的打滑，机械摩擦力变化等原因，摆杆不可能固定不动，于是就需要变频器对摆杆的变化做出响应，通过速度的变化来到达让摆杆稳定的目的
3、，这个就是自调节的经过。通过变频器对摆杆信号进展PID的运算，就可以到达这个目的。图4为牵引驱动机构参数的具体示意图，让我们看看图中变量之间的关系。图4牵引驱动参数图4中假设塔轮直径为R，模具1直径为R1，模具2直径为R2，模具3直径为R3，进线直径为R0，电机1减速齿轮比为G1，电机2减速齿轮比为G2，变频器1指令频率为F1，变频器2指令频率为F2，塔轮1上的线速度为v1，塔轮2上线速度为v2，n为电机1转速，s为电机1转差率，p为电机1级对数，t为时间。G1定义为负载侧齿轮10-24/电机侧齿轮10-23。牵伸机构中，由于模具大小不一样，根据单位时间内通过模具的材料体积相等的前提条件，我们
4、知道：R1/2sup2;v1t=R2/2sup2;v2tR1sup2;v1=R2sup2;v2由于R1，R2已知，根据v1就可以计算出v2。而v1=Rn/G1，n=F1601-s/pv1=RF1601-s/G1pF1=G1pv1/60R1-s通过以上公式，就可以计算出每一级牵伸的理论线速度和理论频率。图5为收卷机构的构造示意图。图5收卷机构的构造示意收卷机构的控制原理与牵伸机构有两点不同：1收卷机构与牵引机构的线速度是同一的；2收卷机构中收卷棍的卷径是会随着电机运转而发生变化的，牵伸机构中的卷径是固定的。所以对于控制收卷棍的变频器，还需要将R的变化考虑进去，时时更新R值。原理公式同上式。3.2
5、台达BW系列变频器应用设计基于台达BW系列变频器的恒张力控制系统如图6所示。图6BW系列变频器恒张力控制系统整个系统由12台2.2kw电机构成，每台电机由一台2.2kwBW系列台达卷取工艺客制化专用变频器控制，由于台达BW系列变频用具有收放卷专用控制功能，不需要依靠PLC就可以完成恒张力控制，具有自动卷径计算以及PID自动调整功能，所以在此系统中可以独立完成对放卷动作的控制，其中变频器AMD1-AMD10需要配置PG-03卡完成速度检测及反应闭环。张力控制由变频器来完成，台达BW系列变频器的AVI端子承受张力棍的张力输入信号，经过变频器内部的预设张力平衡参数比对计算，对张力误差做出放卷速度的独
6、立张力实时控制。PLC只负责给定启动信号以及完成一些辅助动作。牵伸机构接线图7所示。图7BW变频器恒张力牵引控制AMD11牵引变频器中AVI为主调速信号，通过一个可调电位器接入；DFM为频率数字输出，对应实际输出频率H也可选择对应给定频率F，作为实际线速度信号提供应AMD10变频器。AMD10牵伸变频器中AVI为摆杆信号，做为PID的反应量进展微调；PG03中-B承受上级发送的线速度信号作为理论频率的计算根底；DFM信号作为实际线速度信号传送给下一级。牵伸变频器控制的塔轮直径固定，通过参数设定。FWD为运转信号，统一由PLC给定；MI6为1/2加减速信号，作为急停时使用。收卷机构接线图八8所示
7、。图8BW变频器恒张力收卷控制AMD11牵引变频器中AFM为模拟量输出信号，对应实际输出频率H，作为实际线速度信号提供应AMD12变频器。AMD12收卷变频器中AVI为摆杆信号，做为PID的反应量；MI1为卷径复位开关，当收卷棍换棍时需要进展卷径复位操纵。由于收卷变频器控制的收卷棍直径会变化，所以需要翻开卷径自动计算功能。BW系列变频器可以自动计算当前卷径。3.3台达BW张力控制变频器参数调试设置电机铭牌参数。由于对电机低速特性有要求，所以需要使用向量控制方式。调试时需要对电机进展自整定。设置机械齿轮比。按照机械实际情况填写齿轮比。计算理论线速度。由于本机器设计的最高线速度牵引轮为2.5m/s，根据公式计算，牵引变频器工作在47hz就可以知足要求，于是将牵引变频器的工作范围定在0-50hz。有了这个根底线速度，根据客户提供的模具尺寸，就可以计算出每个塔轮上的理论线速度；根据理论线速度就可以计算出每台变频器的最高工作频率。假设客户按照下表的模具尺寸数据来选用：