艾默生CT變頻器在高速雙面平版印刷機上的應用

河南新機股份有限公司 鋼球設備研究所 孔 艷

摘要：本文通過變頻器選型，控制電路設計，參數調試幾個方面論述了艾默生CT變頻器在印刷機上的合理使用。
　　
關鍵詞：變頻器 高速雙面印刷機

1 引言
　　平版印刷是報紙、書刊和裝潢印刷業的骨干設備，在印刷業市場占有率達35%以上。 隨著人們對高速印刷高質量的印刷品需求的增大，2007年印刷機械設備全行業銷售額為大約100億元，其中印刷機械出口為2.62億美元，印刷機械進口額為17.16億美元，折成人民幣約為160億元，中國市場印刷機械總銷售額為225~230億元。隨著印刷機械科技的發展，印刷機械出口量將逐年增加，國內市場占有率將大幅增長，對變頻器的需求將呈增長趨勢。RBS940A項目是公司開發的變頻傳動高速雙面平版印刷機。RBS940A整機包括輸紙機、收紙機和主機三部分。對主電機，上、下水輥電機，制動輥電機均要求無級調速。在此機型上選用了艾默生CT系列變頻器對四個電機進行了控制。

2 變頻器選型
　　因印刷機主軸電機達到11kW，為了適應印刷生產調試頻繁低頻點動時的人身安全，要求調速系統有良好的低速特性。同時，為了減少印刷過程中紙張的浪費，要求有良好的快速制動特性。最后，要求傳動系統性能可靠。經過認真查閱各變頻器的技術參數及性價比分析，項目主軸傳動選用了艾默生CT的EV2000-4T00110G矢量型工程變頻器。EV2000變頻器在0.5Hz可以達到180%的額定轉矩，能承受150％額定輸出電流1分鐘，200%額定輸出電流0.5秒鐘，滿足機床2Hz時的頻繁點動。EV2000具有直觀的中文面板顯示，方便的參數拷貝功能，更方便電氣人員的操作。
　　水輥等輔傳動電機僅有0.12kW，功率較小，但要求低頻時啟動轉矩大，選用了性價比較高的EV800-2S0002G單相變頻器控制。電機均為變頻調速專用電機，滿足印刷設備低速恒轉矩傳動系統電機熱容量要求。

3 控制電路設計
　　變頻器本身具備過電流、過電壓、欠電壓、接地、過熱、過載、缺相等多項警示及保護功能，這些功能足以構成對電動機的保護，無須另加保護環節，直接接于變頻器的輸出端子上即可。而變頻器的電源輸入端保護相對較為薄弱，在電網和電柜進線處我們加有隔離開關分斷裝置，在三相變頻器我們加有過流保護的無熔絲斷路器，單相變頻器前另加變壓器保護，以防止有些地區電源電壓過高直接損壞變頻器。變頻器的動作由PLC控制，控制線直接接于PLC的輸出點上，中間無一接觸器控制。故障繼電器輸出點接于PLC的輸入點上，報警時整機停止動作。
　　因本機有四個變頻器，不可避免有干擾存在。我們布線時盡量避免控制線與電機線平行放置，無法避免時控制線盡量采用屏蔽電纜，并將屏蔽層及變頻器、PLC、電機的接地端均單獨良好接地。為使整機動作可靠，電柜采取強制制冷。電氣原理如圖1所示。

　　圖1 主輔傳動電氣原理

4 變頻器調試
　　4.1 主電機變頻器
　　（１）主變頻器工作參數：在主電機沒有連接負載之前，首先設置FH組電機參數，正確輸入電機銘牌上的數據，進行電機自調諧工作。然后輸入F0組基本功能參數、F3組輔助功能參數和F7組開關量端子定義參數，調試使所有動作。主要參數設置如表1所示。
　　表1 艾默生CT的EV2000-4T00110G主變頻器工作參數

功能碼	名稱	設定值	功能碼	名稱	設定值
F0.00	頻率設定	3模擬給定	F3.13	點動頻率	2Hz
F0.03	運行命令	1端子控制	F3.18	減速時間2	0.8ｓ
F0.10	加速時間1	10s	F7.00	X1端子	9　正點
F0.11	減速時間1	8s	F7.01	X2端子	10　反點
F0.13	下限頻率	2Hz	F7.02	X3端子	2　多段速2
F2.08	停機方式	0減速停車	F7.03	X4端子	4加減速時間

（２）變頻器運行末端數顯表轉速顯示：主機的轉速和電流顯示是在變頻器的模擬輸出端子上接一四位半直流電壓數顯表來顯示相應值。因本機速度達到10000轉以上，所以小數點去掉，但其不運轉時仍有一小數值顯示，顯然這是不合適的。查看變頻器說明書，多功能輸出端子有三路。啟用集電極YI輸出，將之接入PLC的輸入端子上，F7.10設為“16”變頻器報警，可編程繼電器輸出端子TA、TC串入表的信號線上，F7.12設為“０”變頻器運行，這樣在保證有報警時仍有信號輸入，又僅用一根短短的封頭線實現了運行后才能顯示數值。
　　4.2EV800變頻器
　　上色水輥和制動輥等輔傳動的低頻大轉矩單相小功率變頻器EV800功能簡潔實用，但操作方式
　　和功能與EV2000有很大的不同。例如要用到快速50Hz上水及電位器調節兩種速度模式，按圖的接線方式控制需將參數05設為AV.Pr 電壓模擬給定頻率和預置頻率選擇，參數11啟動/停機邏輯選擇設為2，參數20預置頻率設為50Hz才能完成控制。
　　因水輥和制動輥的電機均是直連減速機，所以暫定用V/F方式控制。變頻器參數輸入后，低頻時運行不起來，查電機接線仍為星形接法380V，因所選變頻器為單相輸入，輸出是三相220V，應將電機改為三角形接法。正確接線后情況有所改善，但在5Hz時電機仍然無法正常運行，再上調頻率時轉速有些偏高。將參數42低頻轉矩提升值加大，此參數對電機性能影響較大，設置不當會引起過電流、過熱、噪音大等不良影響，所以以能運轉為準，調至7%，低速正常運行。八小時觀察一切正常，調試結束。
　　
5 結束語
　　艾默生CT變頻器優越的性能能完全滿足整個設計所需，體貼現場的防接錯設計，防止了因接錯線損壞接口而造成的損失，對惡劣電網較強的適應能力，也使我們免除了一些后顧之憂。艾默生CT變頻器在此機型上批量使用兩年多來，運行良好，從未出過故障，達到了我們設計選型的預期目標。
　　參考資料
　　[1] EV800 系列通用變頻器用戶手冊；
　　[2] EV2000 系列通用變頻器用戶手冊
　　作者簡介
　　孔 艷 女 工程師 機械加工設備與印刷設備電氣設計工程領域