蜂窩紙板生產線的同步控制

倪濤軼 陳浩

摘要：本文作者結合企業蜂窩紙板生產線設計，針對蜂窩紙板的紙板段生產線中的同步控制要求，就使用變頻器實現同步控制的方法和設計進行論述。

關鍵詞：蜂窩紙板;設計;同步控制

導言

蜂窩技術起源于仿生學，其特殊的結構組成具有強度高、承重大、彈性好和重量輕等特點，可廣泛應用于產品包裝、建筑裝修、家具制造、倉儲運輸等行業，是傳統包裝材料的理想替代品。FWD1-1型蜂窩紙板生產線，就是在吸收國外先進經驗的基礎上進行的二次開發與創新。本文主要是針對蜂窩紙板紙板段生產線中的同步控制要求，就使用變頻器實現同步控制的方法和設計進行論述。

一、蜂窩紙板生產段對同步控制的要求

1.1蜂窩紙板生產段流程簡介

蜂窩紙板生產線分成紙芯生產段和紙板生產段兩部分。經過紙芯生產段已經對接成連續的紙芯，它運到蜂窩紙板生產段準備紙板的生產。蜂窩紙板生產段流程如圖1所示。

1.2蜂窩紙板生產段對同步控制的要求

1）機械概況

蜂窩紙板紙板段全機共分為拉伸機、烘干機、復合上膠機和壓力輸送帶四個部分。

2）對調速控制的要求

生產蜂窩紙板的工作是連續進行的，電機處于恒轉矩運行方式。在連續生產過程中，如果后面的單元快于前面的單元，則蜂窩將繃得很緊，甚或扯斷;如果前面的單元快于后面的單元，則蜂窩將松弛，甚至形成堆積。因此，各單元的線速度必須完全相等，即要求實現線速度同步。

3）速度范圍

設計范圍：10 ～ 40m/min

常用速度：25m/min

二、用變頻器實現同步控制的方案

2.1變頻器的系統結構要求

根據蜂窩紙板生產段的生產特點，同步控制方案中變頻器間的級聯選用并聯的形式，即主動單元的實際轉速是同時送往各個從動單元。對變頻器而言，除了具備通用變頻的一般功能而外，要實現同步控制從系統結構上來說，需具備速度控制功能和同步控制功能。

2.2變頻器及其容量選擇

變頻器的容量如果是以視在功率，即以KVA為單位表示時，選擇是按最大電流原則來選擇的。例如，當所選電機的額定功率為7.5KW時，那么變頻器的容量就應該選比7.5KVA大一檔的，如容量為11KVA的變頻器。

在本生產段中，要求的各個單元的電機要在其額定頻率以下恒轉矩運行。根據生產線拖動系統的機械設計計算，設各拖動單元的主要參數如下：

在生產線的速度設計范圍v =10 ～ 40m/min和常用速度v =25m/min的情況下，根據式（1）、（2），各單元的和的計算結果顯示，各單元的變頻器在生產線的線速度設計范圍內的輸出頻率均低于電機的額定工作頻率fN，從而保證了生產線所要求的電機在額定頻率下的恒轉矩運行。根據控制要求，決定了德國SEW公司的減速器、電機、變頻器得以首選。

2.3制動電阻選擇

電機在減速停止的過程中，由于工作頻率的下降，將處于再生制動狀態，直流電壓UD不斷上升，必須將再生到直流電路的能量消耗掉，使保持在允許范圍內。制動電阻RB就是用來消耗這部分能量的。

1）RB的阻值：

RB的大小應使制動電流IB的值不超過變頻器額定輸出電流IN的一半為宜。從而：

這里需要注意的是，因為變頻器是直接用線電壓為380V的三相供電線路作為三相橋式整流的交流電源，所以整流電壓：

2）RB的功率：

式中αB為功率選用系數。通常可取αB=0.3～0.5，電機容量較小時取小值，反之取大值。

2.4同步控制器的選擇和級聯

同步控制器的數量選擇如表1所示。

同步控制器的級聯采取并聯的方式。

2.5同步比的計算

并定義從從動單元對應于v的電機轉速n從與主動單元對應于v的電機轉速n主的比值為同步比，并記為k，最終整理可以得出：

根據式（5）計算的各從動單元的同步比如表2所示。

三、結束語

通過一年的實際運行，證明上述方案是可行的，并產生了良好的經濟效益和社會效益。此技術不僅可以用于蜂窩紙板線還可以用于印染機械等需要同步控制的行業，因此具有通用性。

參考文獻

[1????? ]張燕賓?? SPWM變頻調速應用技術。北京：機械工業出版社，2001

[2]??? 吳守箴???? 臧英杰???? 電氣傳動的脈寬調制控制技術。北京：機械工業出版社，2000

[3]??? SEW MOVITRAC 31C變頻器樣本，1997.01版