正弦变频器在直进式拉丝机上的应用

变频器在拉丝机上的应用近年来，随着科技的不断发展，变频器在拉丝机上的应用逐渐成为行业的主流趋势。

变频器作为一种能够实现电能的调节和控制的设备，能够为拉丝机提供更高效、更稳定的运行效果。

本文将从变频器在拉丝机上的工作原理、优势以及应用案例等方面进行详细介绍。

一、变频器的工作原理变频器是一种将电源的交流电转换成可调频、可调幅、可调相的直流电，再将直流电转换成交流电供给电动机的装置。

其主要由整流器、中间直流环节、逆变器三部分组成。

变频器通过调整电源的频率和电压，使得电动机能够以不同的转速运行，从而实现对拉丝机的控制。

二、变频器在拉丝机上的优势1.节能高效：传统的拉丝机通常采用固定速度运行，而变频器可以通过调整电动机的转速，使其根据实际需要进行变速运行。

这样一来，可以根据不同的材料和拉丝要求，选择合适的转速，最大限度地提高能源利用率，降低能耗。

2.稳定性强：传统的拉丝机在启动和停止的过程中，往往会产生较大的冲击力，容易造成设备的损坏。

而变频器可以通过调整电机的启动和停止时间，使其平稳运行，减少冲击力，提高设备的稳定性和使用寿命。

3.操作简便：变频器可以通过调整电源的频率和电压，实现对电动机的精确控制。

操作人员只需简单设置相关参数，即可实现对拉丝机的精确控制，无需复杂的操作和调试过程，提高了操作的便捷性。

4.提高产品质量：通过变频器的控制，可以实现对拉丝机的转速、拉力和张力等参数的精确控制。

这样一来，可以提高产品的质量和一致性，减少产品的缺陷率，提高企业的竞争力。

三、变频器在拉丝机上的应用案例以某钢铁企业为例，该企业使用传统的拉丝机进行生产，效率低下，能源消耗大。

为了提高生产效率和节能减排，该企业引入了变频器技术，并将其应用于拉丝机上。

通过使用变频器，该企业实现了对拉丝机的精确控制。

在产品生产的不同阶段，根据不同的材料和工艺要求，可以通过调整电动机的转速和张力等参数，实现对产品的精确控制。

这样一来，不仅提高了产品的质量和一致性，还减少了产品的缺陷率，降低了企业的生产成本。

第一章绪论1．1 课题的背景]。

在国内初期金属制品行业的发展中，对于盘条的拉拔主要是应用滑轮式拉丝机及活套式拉丝机，这种拉丝机拉拔的速度慢，拉拔道次少，主要是拉拔一次，收卷一次，再拉拔一次，再收卷一次，以此循环。

这种拉拔设备，速度慢，钢丝变形大，效率非常低下。

后来从国外引进了直进式拉丝机,这种直进式拉丝设备拉拔速度快，多道次连续拉拔，各个道次速度张力协调工作，保证了高速高质高效率。

后来随着交流传动技术的成熟和广泛的应用，直进式拉丝机过度到了交流电气传动控制系统[2]。

随着这些年金属制品行业突飞猛进的发展，各个金属制品细分行业对直进式拉丝机有着巨大的需求，市场增长非常快。

在引进国外的直进式拉丝机设备后，国内的金属制品设备企业对其进行了艰苦的国产化过程，经过十多年的技术发展，对直进式拉丝机的机械和电控已经完全消化，现在国产的直进式拉丝机完全达到了进口的各项工艺数据，完全实现了进口替代，现在在这个行业中，已经很少再进口国外的直进式拉丝机设备。

1．2 直进式拉丝机介绍图 1-1： 直进式拉丝机实例图直进式拉丝机应用于金属制品行业中前道工艺里对粗口径的钢丝（直径大 于 3mm ）进行直接多道次的拉拔处理成细口径的钢丝（直径小于 3mm ）的拉拔设备。

如图 1 展示了一个完整的直进式拉丝机现场图片。

首先盘条从放线设备一圈一圈的顺序绕出然后进入主要拉拔设备,拉拔设备主要是拉丝模具和卷筒构成，盘条穿过第一道拉丝模具然后再缠绕在第一道 卷筒上，经过第一道卷筒拉拔钢丝穿过第一道拉丝模具后较粗的钢丝的直径就 变成了与拉丝模具孔径直径一样的钢丝，然后穿过第二道拉丝模具后在缠绕在 第二道卷筒上，第二道拉丝模具的孔径直径比第一道孔径直径小，金属丝经过 第二道卷筒后从第二道拉丝模具出来的丝又会变细成与第二道拉丝模孔径直径 一样的金属丝，这样连续不断的经过多道次的拉拔，粗口径的盘条就会变成细 口径的金属丝了。

然后最后一道的成品钢丝经过排线设备后进入工字轮收线设 备。

变频器在拉丝机上的应用
随着工业的发展，拉丝机已成为制造业中不可或缺的一部分。

在拉丝机的生产过程中，变频器被广泛应用。

变频器是一种电力调节设备，可以实现对电机的调速功能。

在拉丝机中，变频器可以控制电机的转速，以此控制拉丝机的生产速度和生产质量。

传统的拉丝机通常使用机械式调速方法，但这种方法调速范围有限，且易受制于外部因素的影响。

而使用变频器则能够实现电子调速，调速范围更广，调速精度更高，不易受到外部因素的影响。

同时，使用变频器还能够实现对电机的保护功能。

当电流或温度超出设定值时，变频器可以自动降低电机的转速或停止电机的运转，以保护设备和产品的安全。

总的来说，变频器在拉丝机上的应用可以提高生产效率，改善产品质量，同时还能为设备提供保护功能，因此被广泛应用于拉丝机制造和生产领域。

- 1 -。

直进式拉丝机的开发和应用直进式拉丝机是一种高速、高效、无弯曲、无扭转、强冷却、性价比非常卓越的无滑动连续式拉丝机，在欧美等发达国家或地区早已经得到广泛的应用。

国内金属制品行业由于种种原因，目前的干式拉拔设备仍以滑轮式拉丝机为主，其产品性能与直进式拉丝机的相比，差距甚远。

尽管直进式拉丝机较滑轮式拉丝机在生产效率、生产成本、产品质量等方面存在绝对的优越性，但其昂贵的一次性投资，使许许多多国内金属制品企业望而却步。

要降低一次性投资，冲破维修维护方面的制约，就必须自主开发，走国产化的路子。

本文介绍了恒基公司在消化吸收国外先进经验，融合自身实际使用情况，借助国内军工企业机架工能力和自动编程实力基础上开发出的直进式拉丝机。

1. 直进拉丝机组的组成如图1所示，该直进拉丝机组由放线、拉拔和收线三部分组成。

放线部分由两个鸭嘴式大盘重放线机构组成，每个最大容重 2.5t，使用时，正在使用的一盘坯料的线尾与另一备用坯料的线头相接，当正在使用的坯料用完后，就自动转到另一盘，实现不停机放线。

此外，还配备大盘重工字轮放线装置，以适合不同的放线要求；拉拔部分由9个干式拉拔单元组成，为方便大盘重工字轮放线时有足够换盘的时间，不必停机换轮，将第一个拉拔单元设计为滑轮式，其余的均为直进式。

传动方面，1～4号较低速的拉拔单元，拉拔力较大，初级采用XPB强力齿形三角带传动，次级采用硬齿面平面二次双包络弧面蜗轮副传动方式，结构紧凑，负载能力强。

5～9号较高速的拉拔单元，采用二级XPB强力齿形三角带传动，大大地降低高速的噪音和减少机械故障。

卷筒外表面喷焊耐磨硬质合金硬化处理，表面硬度HRC≥63，内壁采用小腔式大流量紊流水冷，具有自动除垢功能，确保有充分的冷却能力。

模具采用强迫水冷，能迅速将模具热量带走，保证高速拉拔时模具的硬度，总而言之，有效的冷却，是实现高速拉拔的先决条件之一；收线方面，能实现工字轮大盘重收线、线架大盘重收线、普通小盘捆扎兼容，可根据不同的收线要求随时切换，收线设备的传动均采用一级XPB强力齿形三角带传动，传动方式极为简洁精练。

基于智能控制的直进式拉丝机控制系统来源：无线测温 直进式拉丝机是世界上较有发展前途的拉丝设备，传统的普通直进式拉丝机均为直流驱动，且无过程控制环节，存在维护困难、控制精度差、反拉力波动严重等问题，难以实现高速及细丝拉拔，断丝堆丝现象经常发生。

基于当前电气传动的发展趋势，结合宁夏石咀山钢铁厂改造项目，我们为一分厂6＃8-550型直进式拉丝机变频调速自动控制系统，按照智能控制原理结合现场的经验设计出专家控制器，并采用异步自学习控制的原理对其中的参数进行优化，以保证拉拔过程中金属秒流量相等，维持反拉力的恒定。

应用结果表明，该控制器能有效抑制反拉力的波动，较好地满足了生产工艺的要求。

1 控制系统的构成6＃直进式拉丝机是由原1＃机(3卷筒)、6＃机(5卷筒)合并组合改造而成的，因而其机械配比并不规则，其不规则部分要由电气系统来进行补偿及调节，这给电气系统的调节控制增加了不少难度。

我们采用工控机＋可编程序控制器的两级控制模式，对拉拔过程进行控制。

选用8台变频器用于控制8台电机。

在不增加机械装置的情况下，决定通过检测变频器直流侧电流的方法来反映反拉力的变化。

按照专家控制的方法设计出针对本系统的专家智能控制器。

2 电控系统由于直进式拉丝机本身是一个强耦和、非线性、时变的运动控制系统，我们采用定量和定性相结合的方法，利用人们的定性经验、逻辑推理能力和自学习的优点，构成基于智能控制器的直进式拉丝机控制系统。

本系统的智能控制器由数据库、知识库、推理机和学习环节组成。

(1)数据库的建立本系统采用速度匹配、反拉力微调的控制思想。

在拉拔过程中保持金属秒流量相等，即S1v1=S2v2=…=S8v8 (1) 式中vi——第i道次钢丝的前进速度；Si——第i道次钢丝的截面积。

令ni为对应异步电机的转速，则vi与ni之间存在比例关系：vi=gini (2)式中gi——第i道次vi与ni之间的比例系数。

此外，在稳定拉拔时，(2)式中ni与相应变频器的速度给定信号Ugdi间成一定的比例关系，即ni=KciUgdi (3)式中Kci——比例常数。

易驱变频器在多级直进式拉丝机上的应用摘要在多级直进式拉丝机控制中采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、自动化程度高、加工效率高、人工成本低的特点；本文详细介绍了易驱M200变频器在多级直进式拉丝机上的应用。

关键词直进式拉丝机变频控制PID同步一、设备简介直进式拉丝机是由多个拉拔头组成的连续生产设备，通过逐级拉拔，一次性地把钢丝、铜丝、电焊丝等冷拉到所需的规格，并将成品线材收卷，工作效率比较高，设备占地面积小。

该设备主要对铁丝进行牵伸拉拔，进线6.5mm，经过5道拉拔模具的作用，出线1.62mm，最高拉拔速度达650m/min。

拉丝部分共有5个转鼓和一个大水箱，相邻转鼓之间安装有用于检测位置及压力的气缸摆杆，采用接近式传感器检测摆臂的位置并反馈给变频器0~10V电压信号。

当拉丝拉得紧或松的时候，丝会在摆臂的气缸上面产生压力使得摆臂上下移动，变频器则通过传感器的反馈进行PID 同步调节，使前一台进行加速或减速，达到每级之间的张力稳定控制。

二、工艺要求1、在穿模时，要求电机在启动和低速运行时力矩大且稳定，运行转速稳定，而且在减速停机时电机没有反转。

2、在正常拉丝时，要求电机响应速度快，线材张力恒定，张力平衡杆波动小，不断丝不松丝。

3、系统运行最大速度为650m/min。

4、启动平稳，张力杆可以在气缸有效行程（10CM）内波动，但不能出现拉断丝或丝线过于松动而脱槽的现象。

5、减速平稳，没有大的波动，停机时保证各级间有一定张力。

6、运行跟随启动，正常启动时，如果后一级张力杆在下限位，则后一级暂时不动作，当丝拉到张力杆开始摆动时再跟随动作保持张力平衡，渐渐进入平衡状态。

7、点动后联动，点动时，点动的前级不动作，后级根据张力杆情况动作，如果后一级张力杆在下限位，则后一级暂时不动作，当丝拉到张力杆开始摆动时再跟随动作保持张力平衡；如果张力杆本身在平衡状态，则同比例运行保持张力。

8、具备断线检测报警停机功能，当中间任意一级（特别是大水箱）出现断线情况时，系统能够检测断线并快速停机，以减少水箱穿线的过程。

变频器32个典型应用领域1、空调负载类写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电顶峰，空调的用电量很大。

在炎热天气，、、空调的用电量均占峰电40%以上。

因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。

目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技术是变频调速节电。

2、破碎机类负载冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机，该类负载采用变频后效果显著3、大型窑炉煅烧炉类负载冶金、建材、烧碱等大型工业转窑(转炉)以前大局部采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。

由于这些调速方式或有滑环或效率低，近年来，不少单位采用变频控制，效果极好。

4、压缩机类负载压缩机也属于应用广泛类负载。

低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁(如制氧机)、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。

采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。

5、轧机类负载在冶金行业，过去大型轧机多用交-交变频器，近年来采用交-直-交变频器，轧机交流化已是一种趋势，尤其在轻负载轧机，如民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用变频器，满足低频带载启动，机架间同步运行，恒力控制，操作简单可靠。

6、卷扬机类负载卷扬机类负载采用变频调速，稳定、可靠。

铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁原料输送设备。

它要求启、制动平稳，加减速均匀，可靠性高。

原多采用串级、直流或转子串电阻调速方式，效率低、可靠性差。

用交流变频器替代上述调速方式，可以取得理想的效果。

7、转炉类负载转炉类负载，用交流变频替代直流机组简单可靠，运行稳定。

8、辊道类负载辊道类负载，多在钢铁冶金行业，采用交流电机变频控制，可提高设备可靠性和稳定性。

9、泵类负载泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等，有低压中小容量泵，也有高压大容量泵。

许多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等采用变频调速，均产生非常好的效果。

变频器在拉丝机中的应用1 引言拉丝机是电线电缆行业主要加工设备之一，主要是将铜线加工成各种规格的细线，一般由放线、水冷、收线及排线等部分组成，其中电气传动部份主要由放线电机和收线电机及排线电机实现。

随着变频技术的不断推广，变频器正日益被用于拉丝机设备。

2 变频控制原理及实现2.1 拉丝机的主要电气构成一般拉丝机主要由放线电机与收线电机及排线电机构成驱动部分。

随着收线卷径不断扩大，收线电机的转速应相应减小，以保证线速恒定，在控制中常采用张力反馈装置来调节收线电机的速度。

随着变频器功能不断增强、性能不断稳定，变频器也被使用于拉丝机，其中利用变频器控制收线电机与放线电机，而排线电机由于功率较小直接由电网电压来控制。

变频控制示意图如图1所示。

2.2 基本控制原理放线电机与收线电机分别由两台变频器控制(如图1)。

放线变频器通过外部电位器调节转速，收线变频器由放线变频器的模拟AM输出信号、张力平衡反馈信号经信号转换板，再经PID调节器后控制收线变频器(如图2)。

随着收线筒卷径的变化张力平衡杆的反馈信号也随着变化，张力杆反馈信号(由精密变阻器构成)经信号转换电路板转换为0~10V，这个信号与放线变频器模拟AM和AM-输出信号构成PID两路输入信号，经PID调节后控制收线变频器，使丝线保持一定的线速度。

详细请看附件。

VC3100拉丝机专用变频器-说明书VC3100拉丝机专用变频器说明书拉丝机专用变频器内置收线与放线两种功能，本说明书是针对两种张力控制功能进行说明，使用时请与VC3000系列说明书配合使用1 收线模式1.1 收线控制原理当选择收线功能时，由变频器收线模块构成的张力闭环系统通过调节收线机转速可以保证拉丝机特别是微拉机收放线过程张力恒定，收、放线同步不断线。

首先由线材的线速度和卷筒的卷径实时计算出同步匹配频率，然后通过张力摆杆检测出的张力反馈信号与张力设定值构成PID闭环调整变频器频率输出达到收线张力恒定。

变频器在直进式拉丝机上的应用一、引言汽车工业快速发展，对汽车轮胎需求也快速增长。

同时，我国高等级公路快速发展，汽车运行速度也大大提高了，这就对汽车轮胎质量提出了更高要求。

而钢联线作为轮胎重要组成部分，对轮胎强度起着重要作用。

钢联线质量直接影响着轮胎质量、品质、等级。

作为钢联线主要生产设备直进式拉丝机，应用也越来越广泛。

早期直进式拉丝机，主要以进口为主，包括德国、意大利、韩国等进口拉丝机为主，这些系统有直流调速，也有交流变频调速。

现这些设备一些大钢联线生产厂还应用。

近年来，国内机械加工能力提高，以及自动化控制技术发展，直进式拉丝机已基本实现国产化。

江阴、靖江等几家拉丝机生产厂，都已生产出交流变频同步调速直进式拉丝机。

这个应用案例就是酷马Q9000高性能矢量变频器江阴生产直进式拉丝机上配套案例。

二、直进式拉丝机工作原理简介直进式拉丝机是有多个拉拔头组成小型连续生产设备，逐级拉拔，可以一次性把钢丝冷拉到所需规格，工作效率比较高。

，每一级拉拔后，钢丝线径发生了变化，每个拉拔头工作线速度也应有变化。

拉模配置不同，各个拉拔头拉拔速度也要变化。

拉拔速度基准是每个时刻拉模钢丝秒流量体积不变，以下公式成立：πR2×V1=πr2×V2其中 R ：进线钢丝直径V1：进线钢丝线速度r：出线钢丝直径V2：出线钢丝线速度直进式拉丝机各个拉拔头工作速度就是基于以上公式，保证各个拉拔头同步运行。

，以上说明是基于理想状态稳态工作过程，机械传动误差以及机械传动间隙，还有起动、加速、减速、停止等动态工作过程中，各个拉拔头就无法保持同步，，现大多数直进式拉丝机上都有张力传感器，动态测量各个拉拔头间钢丝张力，再把张力转换成标准信号（0～20mA或0～10V ），用这个标准信号反馈给调速变频器，变频器用这个信号作闭环PID 过程控制，主速度上叠加上PID 计算调整量，保持各个张力检测点张力恒定，也就保证了直进式拉丝机工作同步恒张力工作状态。

正弦变频器在直进式拉丝机上的应用——SINE309矢量型张力控制专用变频器引言拉丝机是金属线材生产的重要设备，主要是将金属线材拉拔成各种规格的细丝。

从产品规格上可分为：大拉机、中拉机、小拉机以及细微拉。

从机械结构上可分为：滑轮式、活套式、水箱式和直进式。

在电线电缆行业，双变频细微拉应用十分广泛。

相对而言，其要求的控制性能也较低，而对大部分钢丝生产企业，针对材料特性，其精度要求和拉拔稳定度高，因此使用直进式拉丝机较多。

特别是焊材生产企业，气体保护焊丝、埋弧焊丝、铝焊丝、氩弧焊丝、不锈钢焊丝、高强度焊丝以及最先进的药芯焊丝，其对拉丝机的电气控制要求很高。

变频器作为主要的电气控制部分，它的性能，特别是张力控制的精度直接影响到产品的质量和产量。

深圳正弦电气作为一家专业的变频器制造商，所生产的拉丝机专用变频器，以其卓越的性能赢得了电线电缆企业和焊丝生产企业的认可和好评。

一、拉丝机工作原理直进式拉丝机是有多个拉拔头组成的小型的连续生产设备，通过逐级拉拔，可以一次性地把钢丝冷拉到所需的规格，所以工作效率比较高。

但是，由于通过每一级的拉拔后，钢丝的线径发生了变化，所以每个拉拔头工作线速度也应有变化。

根据拉模配置的不同，各个拉拔头的拉拔速度也要变化。

拉拔速度的基准是每个时刻通过拉模的钢丝的秒流量体积不变，即使以下公式成立：πR2×V1= πr2×V2其中R：进线钢丝的直径r：出线钢丝的直径V1：进线钢丝的线速度V2：出线钢丝的线速度直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上的公式，保证各个拉拔头同步运行。

但是，以上的说明是基于理想状态的稳态工作过程，由于机械传动的误差以及机械传动的间隙，还有在起动、加速、减速、停止等动态的工作过程中，各个拉拔头就无法保持同步，所以，我们在直进式拉丝机上采用了位移传感器（如图1所示），动态测量各个拉拔头间的钢丝的张力，再把张力转换成标准信号(0/4~20mA或0~10V)，用这个标准信号反馈给调速变频器，变频器用这个信号作闭环PID过程控制，在主速度上叠加上PID计算的调整量，保持各个张力检测点的张力恒定，也就保证了直进式拉丝机工作在同步恒张力的工作状态。