前言

　　拉絲機是金屬線(xiàn)材加工中的重要設備，是電線(xiàn)電纜行業(yè)主要加工設備之一，屬于沖擊性負載特性,要求起動(dòng)轉矩大,低速滿(mǎn)轉矩輸出的特性,同時(shí)要求多臺高轉速精度比例聯(lián)動(dòng)控制,驅動(dòng)裝置特性要求較高的負載。主要是將銅線(xiàn)加工成各種規格細線(xiàn)，一般由放線(xiàn)、水冷、收線(xiàn)及排線(xiàn)等部分組成，其中電氣傳動(dòng)部分主要由放線(xiàn)電機和收線(xiàn)電機及排線(xiàn)電機實(shí)現。，從產(chǎn)品終端來(lái)說(shuō)，拉絲機可以分為大拉機，中拉機，小拉機，微拉機。而從拉絲機內部控制方式和結構來(lái)說(shuō)，可以分為水箱式，滑輪式，直進(jìn)式等主要的幾種。對于不同要求，不同精度規則的產(chǎn)品，不同的金屬物料，可選擇不同規格的拉絲機械。對電線(xiàn)電纜生產(chǎn)企業(yè)，雙變頻控制的細拉機應用比較廣泛，相對而言，其要求的控制性能也較低，而對大部分鋼絲生產(chǎn)企業(yè)，針對材料特性，其精度要求和拉拔穩定度高，因此使用直進(jìn)式拉絲機較多。，隨著(zhù)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展電氣控制中交流變頻技術(shù)和PLC程序控制已逐步取代直流傳動(dòng)和力矩電機，確立了主導地位。

　　一、變頻控制原理及實(shí)現

　　1、拉絲機的主要電氣構成

　　一般拉絲機主要由放線(xiàn)電機與收線(xiàn)電機及排線(xiàn)電機構成驅動(dòng)部分，隨著(zhù)收線(xiàn)卷徑不擴大收線(xiàn)電機的轉速應相應的減小，以保證線(xiàn)速度恒定，在控制中常采用張力反饋裝置來(lái)調節收線(xiàn)電機的速度。隨著(zhù)變頻器功能不斷增強、性能不斷穩定，變頻器也被使用于拉絲機，其中利用變頻器控制收線(xiàn)電機與放線(xiàn)電機，而排線(xiàn)電機由于功率較小直接由電網(wǎng)電壓來(lái)控制。不同的拉絲機械，其工作過(guò)程基本相同（如下圖）：

　　2、拉絲機對變頻的要求

　　· 要求變頻器0.5HZ時(shí)高達150%的啟動(dòng)轉柜

　　· 要求能實(shí)現多臺的比例聯(lián)動(dòng)控制，隨著(zhù)負載和電壓的變動(dòng)時(shí)能自動(dòng)調節輸出頻率實(shí)現轉速不變。

　　· 要有RS485通訊功能和PLC，PC機實(shí)現通訊控制;

　　· 采用供直流母線(xiàn)方式控制，節電效果好

　　3、傳統采用V/F控制或空間矢量控制變頻器的缺點(diǎn)

　　· 傳統V/F變頻器出現低頻轉矩不夠。

　　· 當負載和電壓變動(dòng)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生轉速不穩的效果，一次無(wú)法高精度比例聯(lián)動(dòng)控制，只有無(wú)感矢量控制才能控制電機的滑差。

　　· 在拉絲機運轉的過(guò)程中常有電動(dòng)機與發(fā)電機負載特性發(fā)生，而在負載為電動(dòng)時(shí)電機的滑差為正，并隨負載的變動(dòng)而變動(dòng);反之，當負載為發(fā)電機特性時(shí)，電機的滑差為負，容易超過(guò)同步轉速，其負值與發(fā)電機特性大小成比例，一次無(wú)法蓋精度比例聯(lián)動(dòng)控制。

　　4、無(wú)感矢量變頻器在拉絲機上用的特點(diǎn)

　　無(wú)感矢量變頻器產(chǎn)品適用在拉絲機的使用，在多臺比例聯(lián)動(dòng)使用時(shí)可以要求共用直流母線(xiàn)方式控制，節電效果更好。其主要特點(diǎn)如下：

　　· 采用無(wú)感矢量控制技術(shù)，具有低速大轉矩的特性，0.5HZ高達150%轉矩輸出的特性。

　　· 配合超速運轉的機械比例設計可以提高1.5倍的啟動(dòng)轉矩特性。

　　· 多臺比例聯(lián)動(dòng)可以設計成功用直流母線(xiàn)，不必增加制動(dòng)裝置，可以快速停機。

　　· 轉速精度高，具有滑差補償功能。

　　二、改造實(shí)例

　　下面以大連某金屬廠(chǎng)拉絲機的改造為例，介紹普傳系列變頻器中卷繞控制的特長(cháng)和使用方法。

　　1、設備裝置

　　線(xiàn)材 通訊電纜用銅線(xiàn)

　　線(xiàn)徑 伸線(xiàn)前　約Φ5mm 伸線(xiàn)后　約Φ1mm

　　線(xiàn)速 50Hz運轉時(shí)…703m/分

　　卷取線(xiàn)軸 內徑：Φ280mm 外徑：Φ390mm

　　張力架 上下滑動(dòng)的配重式張力架 　扇形同軸電位器輸出信號范圍 0～10V

　　張力基準 約2kg

　　變頻器 拉伸側…SHF-18.5K-A 卷取側…SHF-4K-B

　　制動(dòng)電阻 無(wú)…兩臺變頻器直流母線(xiàn)連接

　　拉絲機 無(wú)錫某公司制造。

　　2、基本控制原理：

圖1

　　放線(xiàn)電機與收線(xiàn)電機分別由兩臺變頻器控制（見(jiàn)圖1），放線(xiàn)變頻器通過(guò)外部電位器轉速，收線(xiàn)變頻器由放線(xiàn)變頻器的模擬AM輸出信號、張力平衡反饋信號經(jīng)信號經(jīng)PID調節器后控制收線(xiàn)變頻器（見(jiàn)圖2）。隨著(zhù)收線(xiàn)筒卷徑的變化張力平衡桿的反饋信號也隨著(zhù)變化，張力桿反饋信號（由精密變阻器構成）經(jīng)信號轉換電路板轉換為0—10V，這個(gè)信號與放線(xiàn)變頻器模擬AM、AM-輸出信號構成PID兩路輸入信號，經(jīng)PID調節后控制收線(xiàn)變頻器，使絲線(xiàn)保持一定的線(xiàn)速度。

　　變頻器啟動(dòng)后由放線(xiàn)變頻器OC輸出控制信號啟動(dòng)排線(xiàn)電機，排線(xiàn)電機功較小接通過(guò)兩個(gè)接觸器控制其正反運行，使銅線(xiàn)均勻地繞在收線(xiàn)筒上。

　　3、 功能特點(diǎn)

　　普傳系列變頻器獨有的張力架高速補償功能在此例中得到充分的體現。

　　高速張力架補償，是瞬時(shí)補償啟動(dòng)時(shí)和停止時(shí)或由于外部原因造成的張力架的大的瞬時(shí)変化的功能。此功能是對從張力架的不動(dòng)作區偏離部分進(jìn)行PI控制，使它返回不動(dòng)作區內的功能。與低速張力架補償相比,用十分快的動(dòng)作來(lái)補償而進(jìn)行増益設定。而且在張力架的Up＊Low水平以上時(shí),可以保持補償量不變。

　　張力架高速補償功能使卷繞控制的相應特性大大提高，從而滿(mǎn)足用戶(hù)高速、恒張力的控制要求。

　　4、 調整順序

　?、?變頻器和控制柜接線(xiàn)

　?、?2臺變頻器單獨運轉，轉速表測量牽引輪和收線(xiàn)輪的的線(xiàn)速度（m/分）后聯(lián)動(dòng)運轉。

　　——>卷取側變頻器增益調整。

　?、?張力架基準值確認，各動(dòng)作區電壓值確認和輸入。

　?、?銅線(xiàn)穿線(xiàn)，低頻下基本動(dòng)作確認后，慢慢高速動(dòng)作確認。

　?、?滿(mǎn)卷后更換新軸后再起動(dòng)確認負荷電流確認。

　?、?途中停止、再起動(dòng)確認。

　　——>注意卷取側MCL開(kāi)關(guān)復位

　　5、變頻器參數設定

　　根據拉絲機負載特性選用通用恒轉矩型G3系列。以POWTRAN 7037G3 及POWTRAN 7011G3型為例，電機功率分別為37KW、11KW，4極。