张力控制问题 点击:2094 | 回复:4



fengxueli111

    
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发表于:2002-01-20 10:29:00
楼主
我公司有一卷取机作铸轧机收卷用。张力控制为磁场电流跟踪卷径维持张力恒定,卷取机负载基本是恒功率性质的。这样卷取电机工作在恒功率调速范围转速和电枢电压都该在额定值之上,但是我长期观察的却是电压115—125伏转速460—1320转/分之间电机额定电压为220伏,转速为600/2000,电压范围完全不对,转速有部分也在额定转速之下,以前的教材和工作后见到的设备说明书都说的是额定值以上恒功率调速没见过额定电压额定转速下可以恒功率调速但设备运行的不错那位朋友能指点一下,谢谢! 还有个问题是变频器做张力控制方面的,变频器工作在矢量控制方式通过内部PID调节器和张力传感器、外部张力给定构成张力控控制很像恒压供水供风。这时如过工作在额定频频率以上我认为有可能的,但是在额定频率以下通过速度的修正表面上看可以维持张力恒定,但从恒功率角度去分析却想不通,因为负载是恒功率的但电机出力却不是,既然人家当产品推广肯定是能做到的。是我想不到的原因吧!是不是这种装始终工作在50HZ以上呢?那位能指教一二谢谢! 另一个问题是变频器输出从一台电机切换到另一台电机接触器动作时序的问题。变频器正输出时断开接触器没问题,输出频率没降到一个较低的值时,合闸另一接触器会有一很大的电流,对一般只有两倍额定电流过载能力的变频器来说经常这样损坏是很大的。那为朋友有如何找个较低的频率值方面的经验,我都是让变频器停止输出再合闸另一个接触器的。 另外很想结交一些传动方面的朋友相互提高, 北京天择微控新疆办事处。冯学礼 0990---6867836--815



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发表于:2002-01-18 11:43:00
1楼
我来谈谈看法,不对之处请诸位大虾指正. 1)从你的几个用词来看,你说的是直流电机吗? 先解释转速,我感觉这个机械系统设计的不是很好,现在的调速范围是1320/460=2.9,460已经小于电机的最小速度,这个时候,并不是不能工作,但是特性会变坏,散热方面可能也不利.应该适当的增加速比,使速度范围尽量在例如最小600,最大600*2.9=1740RPM,这样电气方面的性能可以发挥的最好.不管是直流还是交流,转速低的时候,电压都会低,变频器按照的就是V/F的曲线运行的,当然很多变频器的V/F曲线在一定范围可以设定,这也会使得相同转速下面电压略有不同.关于恒功率恒转矩,你的理解不太准确,额定电压以下恒转矩以上恒功率,都是说明一种能力,并不是说"一定要"的概念.我这里的语言描述可能也不太准确,打个比方来说,额定频率(值)以下,系统具备恒转矩的能力,不管你的速度是多少,我都可以输出额定的转矩,但并不是说,一定要输出额定的转矩.因此额定以下当然可以进行变转矩调速.此时的功率是不同的,同样的转矩下,速度越大,功率越大,反之,同样的速度下,转矩越大,功率也越大. 但是.额定以上,情况不同了,因为驱动器也好,电机也好,不会允许超过额定功率运行,否则就会损坏,这时候,两者之间就通过反比的关系来限制它,维持功率的恒定,防止过载. 想象一下,如果额定以上也进行恒转矩调速,岂不是增大了系统的功率? 如果真是这样要求,呵呵,加大电机功率吧. 2)第二个问题,如果上面说的理解了,道理一样.因为做张力控制,事实上,对收卷来说,系统的转越来越大,但是角速度越来越小,只要两者相乘,没有超过额定功率,就可以稳定可靠的工作. 电机多少功率,决定于负.7.5KW的电机万全有可能工作在5.5KW状态. 3)在变频器的输出端,一般不允许直接带载分断.你看到过接触器或者空开大电流分断的时候产生的电弧吗?分断瞬间的DI/DT会产生很高的电压从而损坏输出模块.并不是说一定会损坏,而是说增加损坏的可能性.另外如果变频器有一定输出然后切入另外的电机,这时候除非容量足够大,否则变频器肯定过流保护.你想象一下,工网启动的时候冲击电流多大?你说对了,变频器的过流保护点一般都在两倍左右. 你让变频器输出停止之后切换是很好的做法. 如还有问题,您也还可以和华为乌鲁木齐办事处联系.安圣在全国除了西藏台湾海南之外,几乎都有办事机构负责市场推广和技术支持,这个优势是其他品牌很难具备的. ^-^

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发表于:2002-01-18 14:55:00
2楼
请不要把“恒功率”谈的太教条,您需要的是张力恒定。 我在光纤生产线上做过张力(0.2G)自控系统,仅使用了一 个位移传感器和一台变频器,效果很好!

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发表于:2002-01-19 14:07:00
3楼
朋友你好! 感谢你的指教再次具体请教, 我们用的是ABB的DCS400和DCS500作连续铸轧机控制制用的,系统是洛阳有色金属加工设计院做的,DCS400两台作主机穿动工作在速度控制方式下,DCS500作最后的收卷用的,收卷电机额定电压220V额定转速600RPM,最高转速成2000。卷取时DCS500工作在电流控制方式下没用ASR只用ACR电流调节器,张力控制数学模型为F=T/R=CQI*2/D,C为转矩常数,Q为磁场,I为电枢电流,用DCS400的AO输出口检测卷材线速度V,DCS500电机轴上的编码器测卷取机的角速度W,在DCS500内部卷材线速度V与通过电枢电压检测和电枢电阻压降IR补偿得到的E、即反电动势实际值,V与E比较得到: E的偏差,该偏差被卷取机 角速度W和卷材线速度V的乘积除后送入反电动势调节器在其后是磁场电流调节器空制磁场电流!使Q/D不变, 1) 现就是说额定值以下只要不超出功率范围通过控制也能进写恒功率运行,额定转速以上如过过功率允许也可以进行恒转矩运行对吗?我们的卷取机七点五千瓦实际功率只有一电五千瓦 2)我们的卷取机正常工作时面班显示速度给定是零实际速度在460RPM--1320RPM之间,600RPM为额定转速,2000RPM为电机可工作最高转速 3)面板显示刚上卷时电压115V,以后过渡到125V,可能有偏差但反电动势E基本维持恒定,张力给定启稳后电枢电流恒定,Q/D恒定,调节电枢电流就可调节张力 电机一定是恒功率的因反电动势:E是恒定的,张力定后电枢电电流:I整个过程恒定除非调节张力,显然我们这台机器在额定电压下进行了恒功率运行,以前我也这样想过没有人管这些,资料上都说额定值一上进行横功率以下进行恒转矩运行, F=C*I*2*Q/D 正个过程Q/D不变。张力调节通过改变I来实现 。这些都是DCS500内部功能块实现的, 4)我有个想法你看可行吗?让DCS500工作在电流控制方式下,保持满磁,用PLC来计算D然后再乘操作台上来的张力?定信号结果转换成模拟量送到DCS500的AI张力设定口上调节DCS500转矩,如过这样能行的化,有转矩控制的变频器就可作张力控制了是吗? 你好!你的问题我把它放到论坛上面,我的想法是类似的问题如果别人疑问,也可以参考,希望您不要介意: 1)你现在的看法我认为是正确的.7.5kw电机有可能工作在任何一个功率下,由负载决定.额定以上如果短时间,也可以工作在一定程度的恒转矩,只要没有到过载保护动作. 2)第二点您的表达意思我不大理解.不过从设计角度来看,速度区间的选择是不合理的. 3)您的这段理解"E是恒定的,张力定后电枢电电流:I整个过程恒定除非调节张力"是不对的.张力恒定,但是对收卷电机来说,转矩是变化的,应该是越来越大,这时候电枢电流也是增大的.但是考虑到角速度变慢了,因此这种增加不是一个线性的一个关系. 4)你的想法思路是对的.但是实际实现起来要看控制的要求.一个要求张力控制比较高精度的系统,需要考虑的因素很多,比如:摩擦力矩的补偿,弯曲力矩的补偿. 转动惯量的补偿,锥度的控制等等.系统的惯性很多随机的资料上面并没有给出,变频器可以通过一段自学习程序进行辨识,这些plc做起来有一些难度.你用plc计算d,乘上张力信号给dcs500控制转矩,可以实现近似的恒张力控制. 现在的矢量变频器,可以对转矩进行控制,另外采用的dsp运算能力很强,可以比较方便的实现一些功能上面的算法. 结合朋友的看法,其实张力控制可以大体分为高速小张力,低速大张力系统,两者控制思路有很大的不同.在光纤,通讯电缆的生产工艺中,拉丝线速度可以高达3000m/s,张力很小,用手可以轻轻将物料拉断,这时候我们采用独特的卷径计算+pid调节方式来控制.其中的pid是针对一个dancer来进行位置控制. 针对张力控制的应用,我们开发了td3300卷曲专用变频器,用于张力控制.目前已经应用在拉丝,钢铁,铜材加工,光纤,玻纤,印刷,包装等行业

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发表于:2002-01-20 10:29:00
4楼
更正:拉丝速度3000m/m 3000m/s系笔误.sorry.

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