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　　前言

　　拉絲機是金屬線材加工中的重要設備，是電線電纜行業主要加工設備之一，屬于沖擊性負載特性,要求起動轉矩大,低速滿轉矩輸出的特性,同時要求多臺高轉速精度比例聯動控制,驅動裝置特性要求較高的負載。主要是將銅線加工成各種規格細線，一般由放線、水冷、收線及排線等部分組成，其中電氣傳動部分主要由放線電機和收線電機及排線電機實現。，從產品終端來說，拉絲機可以分為大拉機，中拉機，小拉機，微拉機。而從拉絲機內部控制方式和結構來說，可以分為水箱式，滑輪式，直進式等主要的幾種。對于不同要求，不同精度規則的產品，不同的金屬物料，可選擇不同規格的拉絲機械。對電線電纜生產企業，雙變頻控制的細拉機應用比較廣泛，相對而言，其要求的控制性能也較低，而對大部分鋼絲生產企業，針對材料特性，其精度要求和拉拔穩定度高，因此使用直進式拉絲機較多。，隨著生產技術的發展電氣控制中交流變頻技術和PLC程序控制已逐步取代直流傳動和力矩電機，確立了主導地位。

　　一、變頻控制原理及實現

　　1、拉絲機的主要電氣構成

　　一般拉絲機主要由放線電機與收線電機及排線電機構成驅動部分，隨著收線卷徑不擴大收線電機的轉速應相應的減小，以保證線速度恒定，在控制中常采用張力反饋裝置來調節收線電機的速度。隨著變頻器功能不斷增強、性能不斷穩定，變頻器也被使用于拉絲機，其中利用變頻器控制收線電機與放線電機，而排線電機由于功率較小直接由電網電壓來控制。不同的拉絲機械，其工作過程基本相同（如下圖）：

　　2、拉絲機對變頻的要求

　　· 要求變頻器0.5HZ時高達150%的啟動轉柜

　　· 要求能實現多臺的比例聯動控制，隨著負載和電壓的變動時能自動調節輸出頻率實現轉速不變。

　　· 要有RS485通訊功能和PLC，PC機實現通訊控制;

　　· 采用供直流母線方式控制，節電效果好

　　3、傳統采用V/F控制或空間矢量控制變頻器的缺點

　　· 傳統V/F變頻器出現低頻轉矩不夠。

　　· 當負載和電壓變動時，會產生轉速不穩的效果，一次無法高精度比例聯動控制，只有無感矢量控制才能控制電機的滑差。

　　· 在拉絲機運轉的過程中常有電動機與發電機負載特性發生，而在負載為電動時電機的滑差為正，并隨負載的變動而變動;反之，當負載為發電機特性時，電機的滑差為負，容易超過同步轉速，其負值與發電機特性大小成比例，一次無法蓋精度比例聯動控制。

　　4、無感矢量變頻器在拉絲機上用的特點

　　無感矢量變頻器產品適用在拉絲機的使用，在多臺比例聯動使用時可以要求共用直流母線方式控制，節電效果更好。其主要特點如下：

　　· 采用無感矢量控制技術，具有低速大轉矩的特性，0.5HZ高達150%轉矩輸出的特性。

　　· 配合超速運轉的機械比例設計可以提高1.5倍的啟動轉矩特性。

　　· 多臺比例聯動可以設計成功用直流母線，不必增加制動裝置，可以快速停機。

　　· 轉速精度高，具有滑差補償功能。

　　二、改造實例

　　下面以大連某金屬廠拉絲機的改造為例，介紹普傳系列變頻器中卷繞控制的特長和使用方法。

　　1、設備裝置

　　線材 通訊電纜用銅線

　　線徑 伸線前　約Φ5mm 伸線后　約Φ1mm

　　線速 50Hz運轉時…703m/分

　　卷取線軸 內徑：Φ280mm 外徑：Φ390mm

　　張力架 上下滑動的配重式張力架 　扇形同軸電位器輸出信號范圍 0～10V

　　張力基準 約2kg

　　變頻器 拉伸側…SHF-18.5K-A 卷取側…SHF-4K-B

　　制動電阻 無…兩臺變頻器直流母線連接

　　拉絲機 無錫某公司制造。

　　2、基本控制原理：

圖1

　　放線電機與收線電機分別由兩臺變頻器控制（見圖1），放線變頻器通過外部電位器轉速，收線變頻器由放線變頻器的模擬AM輸出信號、張力平衡反饋信號經信號經PID調節器后控制收線變頻器（見圖2）。隨著收線筒卷徑的變化張力平衡桿的反饋信號也隨著變化，張力桿反饋信號（由精密變阻器構成）經信號轉換電路板轉換為0—10V，這個信號與放線變頻器模擬AM、AM-輸出信號構成PID兩路輸入信號，經PID調節后控制收線變頻器，使絲線保持一定的線速度。

　　變頻器啟動后由放線變頻器OC輸出控制信號啟動排線電機，排線電機功較小接通過兩個接觸器控制其正反運行，使銅線均勻地繞在收線筒上。

　　3、 功能特點

　　普傳系列變頻器獨有的張力架高速補償功能在此例中得到充分的體現。

　　高速張力架補償，是瞬時補償啟動時和停止時或由于外部原因造成的張力架的大的瞬時変化的功能。此功能是對從張力架的不動作區偏離部分進行PI控制，使它返回不動作區內的功能。與低速張力架補償相比,用十分快的動作來補償而進行増益設定。而且在張力架的Up＊Low水平以上時,可以保持補償量不變。

　　張力架高速補償功能使卷繞控制的相應特性大大提高，從而滿足用戶高速、恒張力的控制要求。

　　4、 調整順序

　　① 變頻器和控制柜接線

　　② 2臺變頻器單獨運轉，轉速表測量牽引輪和收線輪的的線速度（m/分）后聯動運轉。

　　——>卷取側變頻器增益調整。

　　③ 張力架基準值確認，各動作區電壓值確認和輸入。

　　④ 銅線穿線，低頻下基本動作確認后，慢慢高速動作確認。

　　⑤ 滿卷后更換新軸后再起動確認負荷電流確認。

　　⑥ 途中停止、再起動確認。

　　——>注意卷取側MCL開關復位

　　5、變頻器參數設定

　　根據拉絲機負載特性選用通用恒轉矩型G3系列。以POWTRAN 7037G3 及POWTRAN 7011G3型為例，電機功率分別為37KW、11KW，4極。