Page 89 - 《橡塑技术与装备》2023年3期
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工艺与设备 王俊·工程胎胎面缠绕的高精度控制
上也可能重载、轻载甚至零负荷的设备同时存在。这 转期间，变频器处于再生发电制动状态。传动系统中
些情况不同，差异巨大的设备在同一生产线上使用， 所储存的机械能转化为电能并通过逆变器将电流回馈
对生产线的稳定运行构成了巨大的挑战，特别是在生 到直流侧，回馈的电能导致中间回路的储能电容器的
产的启动或停止过程中，由设备的差异所带来的速度 电压上升。因此减速时间设置的约束条件是防止直流
的不同步致使对制品的质量产生较大的影响。在一些 回路电压过高。加减速时间的计算公式为 ：
启停相对频繁的场合甚至会给生产带来严重影响。在 加速时间 ： t a =(j m +j 1 )n/9.56(t ma -t 1 )
这种情况下斜坡速度控制技术应运而生，斜坡速度控 减速时间 ： t b =(j m +j 1 )n/9.56(t mb -t 1 )
制就是控制设备的加减速曲线，使不同负载设备的加 式中 ： j m — 电机惯量 ； J 1 — 负载惯量 ；
减速曲线尽可能趋于一致的控制技术。 n— 额定转速 ； T ma — 电机驱动转矩 ；
4.1 负荷的含义及划分 t mb — 电机制动转矩 ； t 1 — 负载转矩。
电力负荷又称电力负载，一般指用电设备或用户 加减速时间可以通过上述公式计算出来，在实际
耗用的功率或电流大小。如常说的空载、轻载、重载等。 工程应用中，也可用简易实验方法进行设置。首先，
计算负荷的方法有：需求系数法、二项式系数法等。 使拖动系统以额定转速运行，然后切断电源，使拖动
在实际的工程应用中，一般以设备负荷电流超过额定电 系统处于自由制动状态，用秒表计算其从额定转速下
流 50% 为重载 ；介于 30%~50% 额定电流之间为轻载 ； 降到停止所需的时间。加减速时间可自由制动时间的
低于 30% 额定电流为空载。我公司的挤出机在大多应 1/2—1/3 进行预置，通过起、停电机观察有无过电流、
用场合，其运行速度及负荷电流都达到甚至超过额定速 过电压报警，调整加减速时间设定值，以运转中不发
度及电流的 80% 以上，可归结为高惯量重载设备。 生报警为原则，重复操作几次，便可确定出较佳的加
4.2 加减速曲线 减速时间。
在加减速过程中，变频器的输出频率随时间上升 4.4 斜坡速度控制技术的应用
或下降的关系曲线，称为加减速方式，又称启停方式。 根据负荷的含义及划分知道工程胎缠绕线上存在
加速曲线跟减速曲线在原理上是一样的，本文以加速 轻、重载荷的设备于同一生产线。不同的载荷，由加
曲线为例，变频器设置的加速方式有如下 2 种。 减速时间的计算公式可知他们的加减速时间是不一样
（1）线性方式 ：变频器的输出频率随时间成正比 的，因其驱动器本身的加减速曲线也是不同的。往往
地上升，如图 9 所示，大多数负载都可以选用线性方式。 出现的情况是 ：在启动阶段及加减速阶段，不同载荷
（2）S 形方式 ：在加速的起始和终了阶段，频率 的设备对控制系统给定速度的响应性是不同的，由此
上升较缓，加速过程程 S 形。如图 10 所示。 就会出现在达到他们匹配的速度前胶片会存在拉伸及
瞬间可能拉断的情况 ；这严重的影响了产品的最终总
重量及其质量。
图 9 线性方式 图 10 S 形方式
4.3 加减速时间的设定
加速时间就是变频器输出频率从 0 上升到最大频
率所需的时间 ；减速时间则指输出频率从最大频率下
降到 0 所需的时间。加减速时间设置的合理与否对电
机的启动、停止运行及调速系统的响应速度都有重大
影响。加速时间设定的约束条件是将电流 3 在过电流
范围内，不应使过电流保护装置动作。电机在减速运 图 11 斜坡速度控制程序
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