摘要：本文介紹了艾默生CT EV3000變頻器及其公用直流母線在滌綸短絲牽伸聯合機中的應用
，克服了原係統的缺點

，完善了係統功能，提高了經濟效益。

 

滌綸短絲牽伸聯合機示意圖如圖1suoshi，tashiyizhongwanchengdilunhuaxuexianweiqianshenjuanquchengxingdeduodanyuanchuandongdehuaxianlianhejixie，gedanyuanjizhijiandeyunxingsudubaochiyidingdebilvguanxi，congerwanchenghuaxuexianweiqianshenjuanquchengxing。disanqianshenji、卷曲機傳動電機處於電動工作狀態，而第一牽伸機、第二牽伸機

傳動電機處於發電工作狀態

，也即控製第一牽伸機

、第二牽伸機傳動電機使其完成四象限運行。

  傳統設計是由一台變頻器控製一台大功率電機通過機械長邊軸拖動四台單元機，其問題是：（1）機械長邊軸安裝調整困難，靠機械無級變速器調節牽伸倍率精度差

，不直觀
；（2）單台電機運行參數無法準確獲得；（3）難以實現四象限運行

，從而很難適應較大牽伸倍率的需要。

                                          

                                

 

控製係統組成如圖2所示，係統由艾默生CT EV3000矢量型變頻器
、斬波製動器
、製動電阻器、接觸器K1、K2、K3、K4及(ji)一(yi)些(xie)快(kuai)熔(rong)組(zu)成(cheng)。四(si)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)相(xiang)互(hu)連(lian)接(jie)構(gou)成(cheng)公(gong)用(yong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)，提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)在(zai)傳(chuan)動(dong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)流(liu)動(dong)的(de)通(tong)路(lu)
，使(shi)聯(lian)合(he)機(ji)的(de)同(tong)步(bu)及(ji)製(zhi)動(dong)控(kong)製(zhi)更(geng)為(wei)靈(ling)活(huo)、方便。

    為確保變頻器上電後順利地掛上DC母線，或是在變頻器故障後快速地與DC母線斷開以進一步縮小變頻器故障範圍，使用在該場合的變頻器必須要有信號24VDC或幹觸點信號輸出，其輸出信號至少包括：（1）READY信號：該信號輸出有效則表示變頻器無故障
，母線電壓正常，可以接受啟動命令；（2）FAULT信號：該信號輸出表示變頻器故障。母線上的半導體快速熔斷器

，額定電壓通常可選700VDC，如Bussman的FWP係列或Gouldshawmut的A70P係列，額定電流必須考慮到驅動電機在電動或製動時的最大能量，一般情況下可以額定負載的125%電流即可。K為直流接觸器，如ABB的EHDB係列
，額定電壓650VDC，其額定電流同樣須根據驅動電機製動時的最大電流來定，一 般情況下可以選額定負載的120%電流。

3．1  EV3000變頻器的特點

EV3000係列變頻器是高品質、多功能
、低(di)噪(zao)聲(sheng)的(de)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)通(tong)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)
，通(tong)過(guo)對(dui)電(dian)機(ji)的(de)磁(ci)通(tong)電(dian)流(liu)和(he)轉(zhuan)矩(ju)電(dian)流(liu)的(de)解(jie)耦(ou)控(kong)製(zhi)
，實(shi)現(xian)了(le)對(dui)轉(zhuan)矩(ju)的(de)快(kuai)速(su)響(xiang)應(ying)和(he)準(zhun)確(que)控(kong)製(zhi)，能(neng)以(yi)很(hen)高(gao)的(de)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)進(jin)行(xing)寬(kuan)範(fan)圍(wei)的(de)調(tiao)速(su)運(yun)行(xing)和(he)轉(zhuan)矩(ju)控(kong)製(zhi)。具(ju)有(you)過(guo)壓(ya)、過流
、缺相、過熱
、過載
、編碼器斷線等故障保護功能，支持應急運行。

3．2 控製原理

控製原理框圖如圖3所示。其原理是（1）速度給定信號由PLC通過運算後由PROFIBUS總線送給各單元變頻器
；（2）利用變頻器內置PID功能完成PI調節，在實際運行中可根據運行情況適當改變；（3）編碼器選用日本光洋高可靠性集電極開路輸出型旋轉編碼器，1000P/R，從而實現閉環運行。

3．3 變頻器的啟停控製

變頻器的啟停控製的啟停控製的邏輯圖如圖四所示，各單元機變頻器的啟停均由“變頻器無故障”、“牽伸機油泵開”、“電機冷卻風機開”

、“電機脫離製動”

、“係統已啟動”五路信號控製
，五路信號的邏輯控製由PLC完成，再由PLC輸出信號控製各單元變頻器。      

3．4 聯合機速度控製

聯合機速度控製以第三牽伸機的速度為基準，通過設定相鄰單元機之間的倍率關係，PLC通過運算後由PROFIBUS總線將速度信號送給相應變頻器
；運行速度、倍率參數的設定、顯示均在西門子TP177A觸摸屏上實現，大大方便了操作人員修改參數和監視設備運行情況。

3．5變頻器主要參數設置

功能碼              設定參數                備注

F0.02                   1                  控製方式為閉環控製方式

F0.03                   6                  頻率設定方式為通訊給定

F0.05                   1                  運行命令為端子控製

F0.10                   10S                加速時間設定

F0.11                   10S                減速時間設定

F5.11                   0                  變頻器準備就緒

F9.00                   4:19200bps          波特率選擇

F9.01                   0                   數據格式

F9.03                   4                   PPO模式選擇

4．1 EV3000公用直流母線

將電壓型變頻器的二極管整流橋的直流輸出端之間連接起來,輸入到逆變部分,這種配置稱為公用直流母線。EV3000公用直流母線是將多個EV3000變bian頻pin器qi的de直zhi流liu輸shu出chu相xiang互hu連lian接jie形xing成cheng公gong用yong直zhi流liu母mu線xian結jie構gou的de係xi統tong配pei置zhi

，其qi作zuo用yong是shi提ti供gong能neng量liang在zai傳chuan動dong直zhi流liu母mu線xian間jian流liu動dong的de通tong路lu，使shi一yi部bu分fen處chu於yu電dian動dong狀zhuang態tai而er另ling一yi部bu分fen處chu於yu逆ni變bian狀zhuang態tai

，係xi統tong的de應ying用yong更geng為wei靈ling活huo方fang便bian。

4．2 公用直流母線的優點

當(dang)一(yi)台(tai)單(dan)元(yuan)機(ji)處(chu)於(yu)電(dian)動(dong)

，另(ling)一(yi)台(tai)處(chu)於(yu)逆(ni)變(bian)狀(zhuang)態(tai)時(shi)，由(you)於(yu)公(gong)用(yong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)的(de)作(zuo)用(yong)，可(ke)使(shi)能(neng)量(liang)在(zai)傳(chuan)動(dong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)間(jian)流(liu)通(tong)，實(shi)現(xian)能(neng)量(liang)的(de)回(hui)饋(kui)互(hu)補(bu)，優(you)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)動(dong)態(tai)特(te)性(xing)，由(you)於(yu)使(shi)用(yong)公(gong)用(yong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)可(ke)采(cai)用(yong)單(dan)一(yi)製(zhi)動(dong)器(qi)對(dui)多(duo)個(ge)進(jin)行(xing)製(zhi)動(dong)，比(bi)單(dan)個(ge)傳(chuan)動(dong)單(dan)獨(du)使(shi)用(yong)製(zhi)動(dong)單(dan)元(yuan)更(geng)經(jing)濟(ji)且(qie)維(wei)修(xiu)方(fang)便(bian)。公(gong)用(yong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)的(de)中(zhong)間(jian)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)恒(heng)定(ding)，電(dian)容(rong)儲(chu)存(cun)並(bing)聯(lian)容(rong)量(liang)大(da)，可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，降(jiang)低(di)電(dian)網(wang)諧(xie)波(bo)電(dian)流(liu)
，提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)用(yong)電(dian)效(xiao)率(lv)。

EV3000變頻器及其公用直流母線在滌綸短絲牽伸聯合機中的應用
，實現了：（1）一台變頻器拖動一台單元機電機
，可以準確檢測各單元機電機運行狀態參數，使聯合機係統的控製和保護性能更完善
；（2）調速係統可靠性高
、控製靈活、操作方便
；（3）實現四象限運行，能適應較大牽伸倍率的需要；（4）公用直流母線的使用，優化了係統動態特性，提高了係統的工作穩定性。

                    

                  參  考  文  獻

（1）艾默生CT EV3000高性能矢量控製變頻器用戶手冊。

（2）李方圓著《淺談變頻器的兩種製動方式》。

 

[作者簡介] 夏旺平:  湖南邵陽紡織機械有限公司化纖研究所電氣高級工程師，主要從事化纖機械的電氣自動控製設計工作。