摘 要：采用共直流母線方案，開(kāi)環(huán)張力系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)板帶生產(chǎn)線上的首次應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：Goodrive800 分卷切邊機(jī) 張力控制 矢量控制
1.引言
鋁板帶分卷切邊機(jī)做為鋁板帶材加工的一部分，用于將鋁板帶按用戶要求進(jìn)行分卷，并剪切切不同規(guī)格帶材的設(shè)備。分卷切邊機(jī)張力環(huán)不穩(wěn)定或張力梯度穩(wěn)定，就會(huì)使剪切產(chǎn)品出現(xiàn)錯(cuò)層、松卷和端面出現(xiàn)“塔層”、“燕窩”現(xiàn)象,其變頻器控制精度、穩(wěn)定性的高低，直接影響帶材產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀等，因此，在選型時(shí)， 我們的主傳動(dòng)系統(tǒng)選用了英威騰公司Goodrive800系列產(chǎn)品，利用Goodrive800產(chǎn)品的高速度精度、高轉(zhuǎn)矩響應(yīng)及精度來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2.鋁板帶分卷切邊機(jī)組系統(tǒng)組成
鋁板帶分卷切邊機(jī)組共有五部分組成：
(1)開(kāi)卷機(jī)構(gòu)
開(kāi)卷機(jī)構(gòu)由傳動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、漲縮卷軸、卷徑測(cè)量裝置等組成。
主要作用：開(kāi)卷機(jī)用于承載并打開(kāi)卷材同時(shí)提供分卷時(shí)的入口初始張力及運(yùn)行中的張力控制。
(2)圓盤(pán)剪及開(kāi)口機(jī)構(gòu)
圓盤(pán)剪機(jī)構(gòu)顧名思義就是用圓盤(pán)刀來(lái)切掉帶材邊部的設(shè)力設(shè)備。按照剪刀傳動(dòng)方式可以分為拉剪和動(dòng)力剪?；旧纤邪鍘Р那羞厵C(jī)是通過(guò)上下刀片的相對(duì)運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)）來(lái)帶將帶材分切開(kāi)。
開(kāi)口機(jī)構(gòu)：帶材剪切寬度的調(diào)節(jié)由一臺(tái)交流電機(jī)控制完成，通過(guò)高精度滾珠絲杠以及與其定位的高精度的編碼器保證其剪切寬度精度。
主要作用：
圓盤(pán)剪剪切帶材邊部,起消除帶材邊部缺陷及保證成品寬度的作用,使正常工作時(shí)不會(huì)因帶邊缺陷而斷帶。該設(shè)備由圓盤(pán)剪部分以及其前部的一組展平裝置兩部分組成。以保證帶材的順利剪切。
(3)卷取機(jī)構(gòu)
卷取機(jī)由傳動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)、漲縮卷軸等組成。
作用：卷取機(jī)用于承載并卷取卷材同時(shí)提供分卷時(shí)的出口初始張力及運(yùn)行中的動(dòng)力。
(4)廢邊收取機(jī)構(gòu)
設(shè)備由傳動(dòng)裝置、卷軸、機(jī)架、壓輥、卸料裝置等組成。
作用：用于對(duì)圓盤(pán)剪剪切下的廢邊進(jìn)行卷取。
(5)液壓系統(tǒng)
輔助液壓系統(tǒng)、上卷小車液壓系統(tǒng)、卸卷小車液壓系統(tǒng)。
作用：為生產(chǎn)提供上下料等一些輔助工作，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.系統(tǒng)方案
3.1 系統(tǒng)示意圖
圖1 系統(tǒng)示意圖
3.2 控制實(shí)現(xiàn)
圖2 主傳動(dòng)電氣原理圖
● 主傳動(dòng)系統(tǒng)兩臺(tái)90kW電機(jī)組成分別由兩臺(tái)GD800-11-0090-4,卷取機(jī)為速度控制，開(kāi)卷機(jī)為速度控制、力矩限幅模式，保證在斷帶狀況下不飛車。由于開(kāi)卷電機(jī)一直處于發(fā)電狀態(tài)，因此，通過(guò)共直流母線方式，把開(kāi)卷電機(jī)把多余能量通過(guò)直流母線傳導(dǎo)給卷取電機(jī)，減少能量損耗，節(jié)能；
● 制動(dòng)單元及制動(dòng)功率選擇，由于設(shè)計(jì)最大速度為250米/秒，因些在最短時(shí)間內(nèi)停機(jī)需要的制動(dòng)量為，由設(shè)計(jì)最大速度為250米/秒，最大卷徑重量約1100kG，因此，在最大運(yùn)行速度具有的能量為：E=1/2MV^2 E=343750kJ 折合為功率單元約為90kW。因此把緊急停機(jī)時(shí)把90kW的能量4秒內(nèi)消耗完需要每秒22.5kW能量，因此制動(dòng)電約選型應(yīng)不少于22.5kW，故選取30kW.阻值R>4.4歐；
● 圓盤(pán)剪電機(jī)由于采用閉環(huán)控制，且要與卷取速度同步，以保正裁邊的整齊，因此采用Goodrive800產(chǎn)品；
● 廢邊電機(jī)只是裁剪下來(lái)廢料收集，采用速度控制。采用IPE200產(chǎn)品。開(kāi)口度電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠，控制精度±1毫米，采用閉環(huán)控制模式。變頻器采用IPE200產(chǎn)品（此處已建議客戶以后采用Goodrive35變頻器，采用位置控制方式，控制精度更高，響應(yīng)更快）。
4.使用效果
整個(gè)系統(tǒng)對(duì)變頻器控制量比較多，有控制字、速度給定信號(hào)、轉(zhuǎn)矩限幅上限、轉(zhuǎn)矩限幅下限信號(hào)等，由于整個(gè)系統(tǒng)通訊數(shù)據(jù)量比較大，且對(duì)變頻器速度響應(yīng)精度、轉(zhuǎn)矩控制響應(yīng)精度有較高要求。使用Goodrive800變頻器有效降低了能耗，運(yùn)行穩(wěn)定，裁邊整齊。
圖3 卷徑變化與張力曲線
5.總結(jié)
通過(guò)在一段時(shí)間的運(yùn)行觀察和一線員工的反饋，我公司變頻器在分卷切邊機(jī)應(yīng)用上可完全替代ABB、西門子高端變頻器，同樣可以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]《Goodrive800變頻器產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》 深圳市英威騰電氣股份有限公司
