变频收卷张力控制系统在印刷机上的应用
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印刷机张力控制技术摘要:在传统的印刷机控制中,张力控制采用磁粉离合器和张力控制器来实现,但这种控制形式存在以下问题:(1)调节速度不快,难以在高速印刷机上应用;(2)张力控制精度不高;(3)印刷机上各张力段彼此独立,难以实现自动控制;(4)磁粉离合器存在发热和磨损问题,维修困难。
变频器传动的印刷机张力控制系统,将印刷机的放卷、前牵引、印刷主轴、后牵引和收卷辊分别由单独的变频器拖动,通过控制各段传动辊的线速度,实现张力的高精度控制。
关键词:印刷机张力控制技术0 引言在传统的印刷机控制中,张力控制采用磁粉离合器和张力控制器来实现,但这种控制形式存在以下问题:①调节速度不快,难以在高速印刷机上应用;②张力控制精度不高;③印刷机上各张力段彼此独立,难以实现自动控制;④磁粉离合器存在发热和磨损问题,维修困难。
为解决以上问题,我们开发了一种变频器传动的印刷机张力控制系统,将印刷机的放卷、前牵引、印刷主轴、后牵引和收卷辊分别由单独的变频器拖动,通过控制各段传动辊的线速度,实现张力的高精度控制。
1 印刷控制技术在印刷机中,印刷材料经过放卷、前牵引、各套色印刷辊、后牵引和收卷完成整个印刷过程,由于各传动辊的线速度差异,因此在各传动辊间产生张力,在印刷工艺中要求对各段张力进行严格的控制,尤其对有光电对版的高速机种,各段张力的控制精度要求在±1%以内。
2 控制系统构成本系统主要由人机界面、PLC、矢量变频器、编码器和摆辊式张力检测机构组成,人机界面(HMI)采用台达10寸彩色屏,通过它可以在线显示设备运行状况、设定设备各项参数并打印生产报表;PLC选用FAMA SC-500,在系统中用两台PLC是兼顾速度和可靠性的考虑,一台用作设备的张力控制、另一台作设备I/O控制;传动采用台达V系列矢量型变频器,安装在传动轴上的编码器将脉冲信号回馈到变频器的PG卡中,形成速度闭环,使整体速度精度控制在在3‰以内;在本系统中,人机界面与PLC、PLC与各变频器之间通过RS485通讯连接,提高系统的抗干扰能力。
卷筒印刷机的纸张张力控制与印刷质量分析一、引言随着印刷技术的不断发展和应用的广泛,卷筒印刷机作为一种常用的大型印刷设备,被广泛应用于各个行业。
在纸张卷取、输送、印刷和排版等过程中,纸张张力控制是确保印刷质量稳定性的关键因素之一。
本文将详细探讨卷筒印刷机中纸张张力的控制方法,以及其对印刷质量的影响。
二、纸张张力控制方法1. 传统张力控制方法传统的纸张张力控制方法主要通过卷筒印刷机的张力控制装置实现。
该装置通常由张力传感器、张力控制器和张力调节器组成。
张力传感器用于测量纸张的张力,通过传感器测得的张力数据传输给张力控制器,然后由张力控制器进行分析和处理,并与张力调节器进行信息交互,从而实现对纸张张力的调控。
2. 先进的张力控制方法随着科技的不断进步,一些先进的纸张张力控制方法也逐渐应用于卷筒印刷机中。
例如,采用张力预测算法进行控制,通过对纸张卷取、输送、印刷等过程的实时监测和数据分析,预测纸张的张力变化趋势,并及时对其进行调整。
此外,一些新型的张力控制装置,如电磁感应张力控制系统、气压控制系统等也逐渐被引入,以提高纸张张力的控制精度和稳定性。
三、纸张张力对印刷质量的影响纸张张力的控制与印刷质量直接相关,合理控制纸张张力可有效提升印刷质量和工作效率。
以下是几方面主要影响:1. 印刷精度适当的纸张张力可确保纸张在印刷过程中的平稳传输,减少纸张的拉伸和变形,使印刷图案、文字等细节更加清晰、准确。
2. 色彩准确性纸张张力的不均匀分布会导致纸张在印刷过程中的位移和扭曲,进而影响色彩的对位准确性。
恰当控制纸张张力有助于保证色彩的准确复现,提升印刷品的色彩饱满度和一致性。
3. 印刷速度纸张张力的过高或过低都会对印刷速度产生影响。
当纸张张力过高时,容易引起卷曲、碎边等问题,限制印刷速度的提升;而过低的纸张张力则容易导致纸张松弛,进而影响印刷品的精度和稳定性。
4. 印刷品尺寸稳定性恰当控制纸张张力可避免纸张在印刷过程中的伸缩变形,确保印刷品的尺寸稳定性。
收放卷张力控制定义及应用收放卷张力控制定义及应用张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。
这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效,包括机器的加速、减速和匀速。
即使在紧急停车情况下,也应有能力保证被分切物不破损。
张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。
若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。
张力控制系统主要应用于对带材和线材生产线中的卷取机和开卷机的控制。
例如,为了提高产品质量,使所卷带材表面平整、厚度均匀和带卷紧而且齐,必须对卷取机(或开卷机)和压延机之间的张力进行控制,使之恒定。
控制张力的方法分为间接法和直接法两类。
间接法又可采用两种方式:一种是在保持驱动电动机的电枢电流恒定的条件下,通过调节使电动机的磁通量随带卷(或线卷)直径成比例地变化,维持张力的恒定;另一种方式是调节电动机电枢电压,使电枢电流随带卷直径成比例变化来保持张力恒定。
直接法是对张力的直接反馈控制。
用张力计测量实际的张力值,作为反馈信号,以控制张力恒定。
直接法的优点是控制系统简单,可避免卷径变化、速度变化和空载转矩等对张力的影响,精度较高。
缺点是张力计的响应速度较慢。
在实际工业生产中,间接法远比直接法应用为广。
所谓的张力控制,通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力,即输出多少牛顿。
反应到电机轴即能控制电机的输出转距。
真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统,靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制,要加张力传感器。
而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果,张力不是很稳定。
肯定会影响生产出产品的质量。
闭环式全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值,然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器,通过此信号与控制器预先设定的张力值对比,计算出控制信号,自动控制执行单元则使实际张力值与预设张力值相等,以达到张力稳定目的。
浅谈汇川变频器在凹印机上的设计和应用出处:中国自动化网 | 时间:2006-12-6 | 阅读:23次1 引言凹印机因其版面特征而得名,以其精美的印刷质量在软包装行业占有重要的位置。
它一般由放卷装置、放卷牵引、主机、收卷牵引、收卷装置组成,根据配置的不同有三电机系统、五电机系统、七电机系统。
一般的凹印机的基本配置有主机、收卷牵引及放卷牵引三个电机。
放卷张力由磁粉制动器控制,收卷张力是由力矩电机或磁粉离合器控制,这是基本的三电机系统。
若将放卷及收卷张力改为变频器控制的电机来控制,则为五电机系统。
对于带有自动换卷的双工位收、放卷系统,则构成目前比较先进的七电机系统。
卷材印刷时,需要一定的张力将材料张紧进入印刷单元,并在运行过程中保证张力稳定,才能保证各种颜色套印准确,图案精美。
张力控制是凹版印刷的控制技术核心,若张力控制稳定,张力波动小,机器的套印精度及印刷速度就高。
因为在高速印刷过程中对套色精度要求高,所以整个过程中的张力控制精度要求很高,长久以来,七电机凹印机的驱动部分一直是进口变频器的天下,更高档的无轴传动系统是伺服控制器来实现。
近年来国产矢量变频器相继推出,但因为矢量控制的算法复杂,国产矢量变频器在性能上主要是稳速精度及动态响应特性方面和进口变频器相比还有些许差距。
一些国产高端变频器已经在印包行业占有重要位置,但一般多用在复合机、分切机等要求不是很高的应用场合。
最能体现高水平要求的七电机凹印机长久来被进口变频器的独霸地位还是无法被撼动。
深圳市汇川技术有限公司推出的MD320系列矢量控制变频器及MD330张力专用变频器,集高端性能与强大功能与一身,利用其独特的同步控制及张力控制功能,有效弥补性能上和进口高端变频器的些许差距,成功应用于七电机凹印机系统。
本文就汇川变频器在七电机凹印机上的应用方案与目前行业中的方案作以比较进行分析。
2 方案介绍2.1传统方案系统的张力控制是通过控制系统线速度恒定来控制张力稳定。
印刷机械中的张力控制研究发布时间:2021-11-11T07:47:09.232Z 来源:《中国科技人才》2021年第22期作者:王圣柏黄步先车建通[导读] 印刷技术在我国有着悠久的历史,早在唐朝我国就已经发明了雕版印刷术,而现代的印刷技术也是多种多样。
而印刷机械中的张力控制直接影响着印刷机械是否能平稳运行,本文对印刷机械的张力控制进行了分析,给出了如何有效控制印刷机械中的张力。
浙江炜冈科技股份有限公司浙江省温州市 325000摘要:印刷技术在我国有着悠久的历史,早在唐朝我国就已经发明了雕版印刷术,而现代的印刷技术也是多种多样。
而印刷机械中的张力控制直接影响着印刷机械是否能平稳运行,本文对印刷机械的张力控制进行了分析,给出了如何有效控制印刷机械中的张力。
关键词:印刷机械;张力控制;收卷引言:印刷机械中的张力在整个轮转印刷机的运行当中有着至关重要的作用,张力的稳定性需要得到保障,如果印刷机械中张力的稳定性忽高忽低,则会导致印刷质量的低下,甚至产生安全事故。
基于此来说,只有明确印刷机械张力控制的原理才能使印刷机械更安全平稳的运行,提高印刷质量。
一、印刷机械的工作原理及弊端我国目前的印刷机械的使用主要是转轮印刷机为主,大多数印刷行业和印刷公司所采用的印刷机械也都是转轮印刷机。
转轮印刷机在我国有着长久的使用历史,早在机械印刷机使用初期,转轮印刷机就已经发明使用。
转轮印刷机的工作原理主要是将印刷机的收卷装置进行机械性的传递,通过转轮的作用,使印刷机运行,但是在整个过程当中,转轮印刷机因为其工作特性,会对整体印刷机械造成不可逆的损坏,虽然转轮每转一次对机械损害程度较小,但是转轮印刷机所使用的时间一般较长,一天24小时之内需要工作12小时以上,所以磨损程度也在随之增长。
我国目前的传统转轮印刷机使用不在少数,百分之70以上的印刷单位都是以传统转轮印刷机为主要印刷机械,这种传统转轮印刷机械在进行工作时耗电量相对于新型印刷机械有着很明显的不足。
变频器和传感器在卷绕张力精确控制中的应用作者:康松振来源:《中国机械》2013年第07期摘要:半成品或成品如纱和卷布等在纺织生产过程中,被分批放置在浆纱机上浆,卷染机将纱和卷布绕在收放辊上。
这些设备在卷绕过程中都有恒张力控制这样一个共同的问题,直径最小的到直径最大卷绕中纱线和织物张力要求保持不变。
利用变频器的中心卷绕功能可以较好的解决卷绕恒定张力的控制问题。
随着变频技术的问世,人们考虑把频率控制技术应用到中心卷绕上,交流电机可以发挥自己的优势:内部结构简单,坚固耐用,经济可靠。
经过几年的实践证明,变频调速技术可以满足国内外的中心卷绕技术,包括在整经机,浆纱机,卷染机和其他设备已广泛应用。
关键词:中心卷绕卷绕张力变频器控制卷径计算称重传感器前言:卷绕过程中接触面的摩擦力不是固定的,当电机转速恒定时滚筒的线速度不可能完全相同,尤其是主动卷辊表面光滑或操作初期,由于滚筒的摩擦较小,驱动时产生相对较小的滑动,张力不易控制,所以会有滚筒轴芯线圈不实,随着滚筒直径的增加,同时重量也开始增加,滚筒和驱动滚筒间产生了更大的摩擦,卷绕张力增加,如果速度调节不合适,由于表面的不规则性将挤压卷芯,造成卷材挤出或端面不齐整。
要让卷绕装置获得均匀的卷绕张力,要经常对滚筒增加配重,用以调节气动或液压式滚筒轴上施加垂直向下的力,以保证表面摩擦辊缠绕过程中,张力稳定的要求,使材料的密度、硬度和缠绕效果达到最好。
1.卷绕方式和卷径纺织机械专用变频器卷绕张力的控制主要是张力闭环控制和间接张力控制两种。
张力闭环控制方案应用于精度要求较高的张力控制,张力传感器检测缠绕张力,转换器反馈信号,通过交流伺服驱动和变频器构成一个闭环张力控制系统。
间接张力控制方案没有张力传感器,通过专用交流伺服驱动器,根据所需转矩间接地控制纱线或织物的表面张力。
该方案具有低成本、易于掌握张力的控制精度。
由于表面摩擦决定卷材的绕效果,卷筒和驱动辊必须有足够的摩擦力,驱动辊需要注意橡胶或草皮的保养更新。
本文着重进行了实现卷染机恒张力、恒线速控制系统的设计。
通过可靠的数学分析,为系统的可靠运行提供依据,实现卷染机恒速、恒张力的控制,提高运行速度、减小头尾色差、实现低张力控制、减少机头布浪费。
以两个高性能矢量变频器为传动单元,三菱FX PLC为逻辑控制器,嵌入式工控机和组态软件为数据监视记录器,组成双变频常温常压卷染机系统,实时完成卷径自动计算的变转矩、速度控制模式。
无张力和运行速度传感器检测,无需布厚设置,系统通过自学习能轻松获得所有参数,系统自动记录上布圈数,来回无累计误差。
1 引言随着染整厂多批量、小品种日益增多,卷染机以其占地小、控制方便、更换品种方便、染液浪费少、可进行水洗工艺加工和染色等优点,越来越受到欢迎。
随着客户要求的不断提高,早先的卷染机性能已经不能达到生产要求,必须改进卷染机控制系统。
控制织物在染色过程中经过染液的时间和带走染液的量恒定,使布匹手感好,经向和纬向无色差,防止织物伸长,改善吸色效果。
本文结合可编程逻辑控制器、嵌入式工控机、变频器的高性能电流矢量控制,研究具有恒张力、恒线速、高效率、低成本、操作简单、维护方便的常温常压卷染机控制系统。
卷染机控制系统通常分为:(1)直流控制 (直流调速,直流制动),特点是通过调节放卷电机的制动量来调节张力输出。
缺点是直流机械传动同步性能不理想,无法实现恒线速、恒张力,对大卷装情况尤其突出。
同时直流电动机的开启式结构,不能很好地适合印染厂潮湿(冬季滴水)、充满腐蚀性气体的恶劣环境。
(2)液压控制(液压站,流量比例阀),特点是通过调节放卷电机的流量比例阀来调节张力输出。
存在问题一是国产液压件密封性能、可靠性差。
二是进口的虽然质量可靠,但价格高、备件困难。
(3)变频控制,分为单变频控制和双变频控制,单变频控制通过调节放卷电机的直流制动电压来调节张力输出;双变频控制通过调节放卷电机的输出力矩来调节张力输出。
特点是交流电机具有密封性能好、过载能力强的特点,同时变频器技术基本成熟,价格下降,多单元交流传动在染整联合机组已经得到普遍应用。
变频器的应用—卷染机恒张力恒线速度控制2010-01-21来源:工控商务网浏览:41一、前言卷染机适合目前市场对多品种小批量织物的染色需求,可间歇式生产,发展前景看好应用越来越广泛。
卷染机控制方面要求具备自动记道、自动计数、自动换向、自动掉头、自动停车、防坠液等功能,在整个工艺过程中,要求保证布匹的张力和线速度恒定,因此对系统的自控控制水平要求较高。
国内较为传统的卷染机大部分采用双直流电机控制,只能达到近似的恒张力控制效果,也有采用单变频器的卷染机,放卷采用异步电机直流制动的方式,收放卷用接触器在变频器和直流制动之间进行切换,以上这些方案,分析其原理,都是在较大误差情况下的一种近似结果,因此控制效果不尽如人意。
进口的高档卷染机,有的采用伺服控制,有的是用价格昂贵的工程型变频器来实现,效果较为理想,但是对于国内的用户来说,成本压力很大。
本文以一个工程实例来说明采用汇川张力控制专用变频器精确并巧妙的完成卷染机的工艺要求。
CLM158巨型卷染机技术指标:◆门幅:1800--3600mm;◆最大卷径:1500mm;◆车速:20--150m/min;◆最高温度:98℃;◆张力调整范围:300~1000N;图一图一是卷染机工作的示意图,这是一个典型的中心卷曲控制系统。
未染色的布匹首先通过上布电机卷曲到其中的一个辊筒上,在辊筒的传动轴上安装有计数用的接近开关,此时控制系统计下整卷布的道次,上卷完毕,采用人工的方式把布匹的一头卷到另外一个辊筒上面,待包覆紧密即可正常开始工作。
此时两个辊筒朝着同一个方向运转,控制的要求是保持布匹上的张力恒定,保持布匹在染液经过的时间一致,也就是线速度恒定。
这是个没有线速度反馈的驱动系统,但线速度又实实在在的随着辊筒的半径的变化在变化。
因此,控制系统需要适应这种独特的要求。
汇川MD330变频器为卷染机的高性能控制提供了理想的驱动平台。
在江苏地区各个卷卷机厂家以及最终用户处的实际使用情况表明,采用MD330控制的卷染机,兼顾了控制性能和成本之间的要求,为该行业的产品升级换代提供了优秀的解决方案。
变频收卷张力控制系统在印刷机上的应用摘要:本文通过分析收卷动态过程及其运行特点,引入相关的计算公式;最后以三菱FR-740变频器为例进行参数设定说明。
介绍了变频器在印刷机收卷张力控制系统上的应用方案,由于它具有良好的转矩特性和免维护性能,已经越来越多地应用于包装和印刷企业。
关键词:印刷机变频器收卷张力控制1、张力控制变频收卷在印刷机器上的应用及工艺要求1.1、传统收卷系统的局限性:近几年我国的印刷包装行业取得了飞速的发展,面临着前所未有的巨大机遇,也面临着巨大的挑战。
印刷速度的不断提高对印刷张力控制系统的要求也越来越高。
利用磁粉离合器来传递扭矩的传统控制方式限制了运行的速度,也浪费了资源,对于离合器而言,扭矩较大时(卷径较大时)滑动转速也变大,容易产生发热等不利情况,加上其本身使用寿命的原因,造成了故障率的较高的情况,在高速运转的印刷机上,也造成了纸张的大大浪费。
1.2 张力控制变频收卷的工艺要求·在收卷的整个过程中都保持恒定的张力或者锥度张力。
·在启动小卷时,不能因为张力过大而断纱;大卷启动时不能松纱。
·在加速、减速、停止的状态下也不能有上述情况出现。
·要求将张力量化,即能设定张力的大小,能显示实际卷径的大小。
2、变频收卷张力控制系统在印刷机上的应用方案举例:图1:变频收卷张力控制示意图方案简叙(图1示):主轴速度由PLC通过模拟信号AL3对INV1进行频率给定并由PG1编码器反馈进行速度控制; PLC根据设定张力要求输出转矩信号AL2至矢量变频器INV2对电机进行转矩控制,调节收卷张力的大小;过AL0张力反馈信号形成收卷张力PID闭环控制。
(所谓的张力控制,通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力,即输出多少牛顿。
反应到电机轴即能控制电机的输出转距。
真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统,靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制,要加张力传感器;以大到大小卷启动/停止、加/减速及停车时达到相对稳定的张力控制效果,确保生产产品的质量。
)图中AL1为收卷速度限制信号,主要是防止因收卷断料造成的飞车现象。
变频收卷的实质是要完成张力控制,即能控制电机的运行电流,因为三相异步电机的输出转距T=CmφmIa,与电流成正比。
并且当负载有突变时能够保证电机的机械特性曲线比较硬.所以必须用矢量变频器,而且必须要加编码器PG2死循环控制。
2.1、收卷的动态过程分析:对于收卷来说,收卷的卷径是由小到大变化的,为了保证收卷过程的平稳性,不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、停车都能保证张力的恒定,要进行转矩的补偿。
整个系统要激活起来,首先要克服静摩擦力所产生的转矩,简称静摩擦转矩,静摩擦转矩只在激活的瞬间起作用;正常运行时要克服滑动摩擦力产生地滑动摩擦转矩,滑动摩擦转矩在运行当中一直都存在,并且在低速、高速时的大小是不一样的。
需要进行不同大小的补偿,系统在加速、减速、停车时为克服系统的惯量,也要进行相应的转矩补偿,补偿的量与运行的速度也有相应的比例关系。
在不同车速的时候,补偿的系数是不同的。
即加速转矩、减速转矩、停车转矩、激活转矩;克服了这些因素,还要克服负载转矩,通过计算出的实时卷径除以2再乘以设定的张力大小,经过减速比折算到电机轴。
这样就分析出了收卷整个过程的转矩补偿的过程。
2.2转矩的补偿标准上面通过收卷的动态过程分析出了收卷整个过程的转矩补尝的过程。
即小卷启动的瞬间、加速、减速、停车,大卷启动时,要在不同卷径时进行不同的转距补偿,这样就能使得收卷的整个过程很稳定,避免小卷时张力过大;大卷启动时松纱的现象。
关于转矩的补偿标准:·静摩擦转矩的补偿:因为静摩擦转矩只在激活的瞬间存在,在系统激活后就消失了。
因此静摩擦转矩的补偿是以计算后电机输出转矩乘以一定的百分比进行补偿。
·滑动摩擦转矩的补偿:滑动摩擦转矩的补偿在系统运行的整个过程中都是起作用的。
补偿的大小以收卷电机的额定转矩为标准。
补偿量的大小与运行的速度有关系。
所以在程序中处理时,要分段进行补偿。
·加减速、停车转矩的补偿:补偿硬一收卷电机的额定转矩为标准,相应的补偿系数应该比较稳定,变化不大。
2.3、收卷部运行特点:收卷部随着收卷材料的不断增加,卷径也逐渐增大.当在卷径最小时转速最快,所需的转矩最小;卷径最大时转速最小,所需的转矩也最大。
如图2所示:图2:收卷特点示意图2.3.1收卷转矩给定的计算:收卷负载转矩随收卷卷径的增大而增大T L=FD/2收卷电机给定转矩的计算T M= T L i2=(FD/2)* i22.3.2收卷拖动系统运行功率的计算:拖动系统运行功率保持恒定P L=FV2=C2.3.3线速度的测算:如图1所示,假使主轴编码器PG1的线数为P1(脉冲/转),直径为D1(米),通过PLC测算出X1每秒脉冲总数为W1(脉冲/秒),则主轴线速度:V1=πD1*n M1(米/分钟) (2-1.1) =(60πD1*W1)/P1(米/分钟) (2-1.2)式中n M1为主轴转速2.3.4收卷卷径的测算:如图1所示,假使收卷马达编码器PG2的线数为P2(脉冲/转),减速箱的变比为i2,通过PLC测算出X2每秒脉冲总数为W2,由于相同时间内从主轴走过的收卷材料长度与收卷部收卷的材料长度是相等的,故收卷线速度V2=V1,则收卷直径:D=(V2×i2)/(π×n M) (2-1.3)= (V2×P2×i2)/(60πW2)(米)= (V1*P2*i2)/(60πW2)(米) (2-1.4)2.3.5收卷速度限制的计算:为了更好的说明收卷速度的限制计算方法,下面以一实例进行说明:例:已知最小卷径Dmin=200mm,最大卷径Dmax=1400mm,系统最高线速度为V1=200m/min,最大张力为100Kg(1000N)减速比i2=3,求收卷四极电机限制转速范围?由于相同时间内从主轴走过的收卷材料长度与收卷部收卷的材料长度是相等的,故收卷线速度V2=V1=200m/min,由式(2-1.3)可推出n M= (V2*i2)/(π*D) (2-1.5) 由于收卷过程中卷径最小时转速是最高的,故电机最高转速为n M= (V2*i2)/(π*Dmin)= (V1*i2)/(π*Dmin)=(200*3)/(3.14*0.2)=956(r/min)因为我们知道变频器工作在低频时,交流异步电机的特性不好,激活转矩低而且非线性。
因此在收卷的整个过程中要尽量避免收卷电机工作在2HZ以下。
因此:收卷电机有个最低速度的限制。
计算如下:对于四极电机而言其同步转速为:n M=60f1/p=>n1=1500r/min=>2HZ/50HZ=N/1500=>n=60r/min也就是说当达到最大卷径时转速是最小的,也就是说此时电机最低转速不能低于60 r/min。
所以限制转速范围是60 ~956 r/min2.3.6收卷控制张力的锥度的计算:某些材料在收卷过程中,随着卷径D的增大,要求其张力F逐渐减小(如图3所示)张力F的计算公式如下:图3:锥度曲线示意图F=F0[1-K(1- D0/D)]式中F0——初始张力系数D0 ——初始卷径K ——锥度系数2.4收卷变频器的参数设定:由于各品牌的变频器功能的分类方法差异较大,即使同一品牌其更新换代速度也比较快,参数的设定并非一成不变,下面以三菱FR-740系列变频器为例进行说明:由于变频器功能参数甚多,下面以表格形式列出需要修改的参数:参数名称设定值设定内容说明3、变频收卷张力控制系统的优点:·张力设定可通过人机进行设定,人性化的操作,单位为力的单位:牛顿。
·使用先进的控制算法:卷径的递归运算;空心卷径激活时张力的线性递加。
张力锥度计算公式的应用;转矩补偿的动态调整等等。
·卷径的实时计算,精确度非常高,保证收卷电机输出转矩的平滑性能好。
并且在计算卷径时加入了卷径的递归运算,在操作失误的时候,能自己纠正卷径到正确的数值。
· 因为收卷装置的转动惯量是很大的,卷径由小变大时。
如果操作人员进行加速、减速、停车、再激活时很容易造成爆纱和松纱的现象,将直接导致纱的质量。
而进行了变频收卷的改造后,在上述各种情况下,收卷都很稳定,张力始终恒定。
而且经过PLC的处理,在特定的动态过程,加入一些动态的调整措施,使得收卷的性能更好。
· 在传统机械传动收卷的基础上改造成变频收卷,非常简便而且造价低,基本上不需对原有机械进行改造。
改造周期小,基本上两三天就能安装调试完成。
·克服了机械收卷对机械磨损的弊端,延长机械的使用寿命。
方便维护设备。
5、结束语:本文介绍基于变频器矢量控制的转矩控制在印刷机收卷张力控制系统上的应用实例。
进入变频器传动时代以来,结合PLC的同步与张力控制系统成为前沿电气传动自动化工程集成热点。
高新性能的同步与张力传动控制系统正在带动着众多行业的技术进步,印刷行业更为突出。
本文结合三菱机电平台的技术特点,通过实例系统的介绍了收卷张力控制的解决方案及应用原理。
参考文献1、张燕宾《常用变频器功能手册》.北京:机械工业出版社 20042、三菱张力控制《张力控制指导手册》3、三菱通用变频器《FR-A700使用手册》。