1 引言
平版印刷是報(bào)紙、書刊和裝潢印刷業(yè)的骨干設(shè)備，在印刷業(yè)市場占有率達(dá)35%以上。 隨著人們對高速印刷高質(zhì)量的印刷品需求的增大，2007年印刷機(jī)械設(shè)備全行業(yè)銷售額為大約100億元，其中印刷機(jī)械出口為2.62億美元，印刷機(jī)械進(jìn)口額為17.16億美元，折成人民幣約為160億元，中國市場印刷機(jī)械總銷售額為225~230億元。隨著印刷機(jī)械科技的發(fā)展，印刷機(jī)械出口量將逐年增加，國內(nèi)市場占有率將大幅增長，對變頻器的需求將呈增長趨勢。RBS940A項(xiàng)目是公司開發(fā)的變頻傳動高速雙面平版印刷機(jī)。RBS940A整機(jī)包括輸紙機(jī)、收紙機(jī)和主機(jī)三部分。對主電機(jī)，上、下水輥電機(jī)，制動輥電機(jī)均要求無級調(diào)速。在此機(jī)型上選用了艾默生CT系列變頻器對四個(gè)電機(jī)進(jìn)行了控制。
2 變頻器選型
因印刷機(jī)主軸電機(jī)達(dá)到11kW，為了適應(yīng)印刷生產(chǎn)調(diào)試頻繁低頻點(diǎn)動時(shí)的人身安全，要求調(diào)速系統(tǒng)有良好的低速特性。同時(shí)，為了減少印刷過程中紙張的浪費(fèi)，要求有良好的快速制動特性。最后，要求傳動系統(tǒng)性能可靠。經(jīng)過認(rèn)真查閱各變頻器的技術(shù)參數(shù)及性價(jià)比分析，項(xiàng)目主軸傳動選用了艾默生CT的EV2000-4T00110G矢量型工程變頻器。EV2000變頻器在0.5Hz可以達(dá)到180%的額定轉(zhuǎn)矩，能承受150％額定輸出電流1分鐘，200%額定輸出電流0.5秒鐘，滿足機(jī)床2Hz時(shí)的頻繁點(diǎn)動。EV2000具有直觀的中文面板顯示，方便的參數(shù)拷貝功能，更方便電氣人員的操作。
水輥等輔傳動電機(jī)僅有0.12kW，功率較小，但要求低頻時(shí)啟動轉(zhuǎn)矩大，選用了性價(jià)比較高的EV800-2S0002G單相變頻器控制。電機(jī)均為變頻調(diào)速專用電機(jī)，滿足印刷設(shè)備低速恒轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng)電機(jī)熱容量要求。
3 控制電路設(shè)計(jì)
變頻器本身具備過電流、過電壓、欠電壓、接地、過熱、過載、缺相等多項(xiàng)警示及保護(hù)功能，這些功能足以構(gòu)成對電動機(jī)的保護(hù)，無須另加保護(hù)環(huán)節(jié)，直接接于變頻器的輸出端子上即可。而變頻器的電源輸入端保護(hù)相對較為薄弱，在電網(wǎng)和電柜進(jìn)線處我們加有隔離開關(guān)分?jǐn)嘌b置，在三相變頻器我們加有過流保護(hù)的無熔絲斷路器，單相變頻器前另加變壓器保護(hù)，以防止有些地區(qū)電源電壓過高直接損壞變頻器。變頻器的動作由PLC控制，控制線直接接于PLC的輸出點(diǎn)上，中間無一接觸器控制。故障繼電器輸出點(diǎn)接于PLC的輸入點(diǎn)上，報(bào)警時(shí)整機(jī)停止動作。
因本機(jī)有四個(gè)變頻器，不可避免有干擾存在。我們布線時(shí)盡量避免控制線與電機(jī)線平行放置，無法避免時(shí)控制線盡量采用屏蔽電纜，并將屏蔽層及變頻器、PLC、電機(jī)的接地端均單獨(dú)良好接地。為使整機(jī)動作可靠，電柜采取強(qiáng)制制冷。電氣原理如圖1所示。
圖1 主輔傳動電氣原理
4 變頻器調(diào)試
4.1 主電機(jī)變頻器
（１）主變頻器工作參數(shù)：在主電機(jī)沒有連接負(fù)載之前，首先設(shè)置FH組電機(jī)參數(shù)，正確輸入電機(jī)銘牌上的數(shù)據(jù)，進(jìn)行電機(jī)自調(diào)諧工作。然后輸入F0組基本功能參數(shù)、F3組輔助功能參數(shù)和F7組開關(guān)量端子定義參數(shù)，調(diào)試使所有動作。主要參數(shù)設(shè)置如表1所示。
表1 艾默生CT的EV2000-4T00110G主變頻器工作參數(shù)
|
功能碼
|
名稱
|
設(shè)定值
|
功能碼
|
名稱
|
設(shè)定值
|
|
F0.00
|
頻率設(shè)定
|
3模擬給定
|
F3.13
|
點(diǎn)動頻率
|
2Hz
|
|
F0.03
|
運(yùn)行命令
|
1端子控制
|
F3.18
|
減速時(shí)間2
|
0.8ｓ
|
|
F0.10
|
加速時(shí)間1
|
10s
|
F7.00
|
X1端子
|
9 正點(diǎn)
|
|
F0.11
|
減速時(shí)間1
|
8s
|
F7.01
|
X2端子
|
10 反點(diǎn)
|
|
F0.13
|
下限頻率
|
2Hz
|
F7.02
|
X3端子
|
2 多段速2
|
|
F2.08
|
停機(jī)方式
|
0減速停車
|
F7.03
|
X4端子
|
4加減速時(shí)間
|
（２）變頻器運(yùn)行末端數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示：主機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流顯示是在變頻器的模擬輸出端子上接一四位半直流電壓數(shù)顯表來顯示相應(yīng)值。因本機(jī)速度達(dá)到10000轉(zhuǎn)以上，所以小數(shù)點(diǎn)去掉，但其不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍有一小數(shù)值顯示，顯然這是不合適的。查看變頻器說明書，多功能輸出端子有三路。啟用集電極YI輸出，將之接入PLC的輸入端子上，F(xiàn)7.10設(shè)為“16”變頻器報(bào)警，可編程繼電器輸出端子TA、TC串入表的信號線上，F(xiàn)7.12設(shè)為“０”變頻器運(yùn)行，這樣在保證有報(bào)警時(shí)仍有信號輸入，又僅用一根短短的封頭線實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行后才能顯示數(shù)值。
4.2 EV800變頻器
上色水輥和制動輥等輔傳動的低頻大轉(zhuǎn)矩單相小功率變頻器EV800功能簡潔實(shí)用，但操作方式
和功能與EV2000有很大的不同。例如要用到快速50Hz上水及電位器調(diào)節(jié)兩種速度模式，按圖的接線方式控制需將參數(shù)05設(shè)為AV.Pr 電壓模擬給定頻率和預(yù)置頻率選擇，參數(shù)11啟動/停機(jī)邏輯選擇設(shè)為2，參數(shù)20預(yù)置頻率設(shè)為50Hz才能完成控制。
因水輥和制動輥的電機(jī)均是直連減速機(jī)，所以暫定用V/F方式控制。變頻器參數(shù)輸入后，低頻時(shí)運(yùn)行不起來，查電機(jī)接線仍為星形接法380V，因所選變頻器為單相輸入，輸出是三相220V，應(yīng)將電機(jī)改為三角形接法。正確接線后情況有所改善，但在5Hz時(shí)電機(jī)仍然無法正常運(yùn)行，再上調(diào)頻率時(shí)轉(zhuǎn)速有些偏高。將參數(shù)42低頻轉(zhuǎn)矩提升值加大，此參數(shù)對電機(jī)性能影響較大，設(shè)置不當(dāng)會引起過電流、過熱、噪音大等不良影響，所以以能運(yùn)轉(zhuǎn)為準(zhǔn)，調(diào)至7%，低速正常運(yùn)行。八小時(shí)觀察一切正常，調(diào)試結(jié)束。
5 結(jié)束語
艾默生CT變頻器優(yōu)越的性能能完全滿足整個(gè)設(shè)計(jì)所需，體貼現(xiàn)場的防接錯(cuò)設(shè)計(jì)，防止了因接錯(cuò)線損壞接口而造成的損失，對惡劣電網(wǎng)較強(qiáng)的適應(yīng)能力，也使我們免除了一些后顧之憂。艾默生CT變頻器在此機(jī)型上批量使用兩年多來，運(yùn)行良好，從未出過故障，達(dá)到了我們設(shè)計(jì)選型的預(yù)期目標(biāo)。
參考資料
[1] EV800 系列通用變頻器用戶手冊；
[2] EV2000 系列通用變頻器用戶手冊
作者簡介
孔 艷 女 工程師 機(jī)械加工設(shè)備與印刷設(shè)備電氣設(shè)計(jì)工程領(lǐng)域
聯(lián)系方式：河南新機(jī)股份有限公司鋼球設(shè)備研究所
地址：河南省新鄉(xiāng)市華蘭大道30號
郵編：453003
電話：0373-5823946
傳真：0373-5823946
E-mail:kongkongyan＠163.com
