第四章 倍 捻机传动系统研究.docVIP

4 倍捻机控制系统主电路设与PLC选用 在上一章的倍捻机的传动与控制系统的设计中，基本上把倍捻机的三个运动的控制方式已经确定。其中的倍捻机的加捻运动和卷取运动都是用的变频调速，而倍捻机的导纱运动确实用到伺服闭环系统调速。这些运动控制系统选择的原因与理由在上一章分析中都给出，在此就不在说明。下面就各个运动控制系统的主电路的设计与搭建以及各个器件的选择作详细的设计说明。 4.1 变频调速系统的设计与实现 4.1.1 变频调速系统变频器的选用、接线原理与模式选择 变频器的选用 根据电工与自动化等相关行业评价，以及中国变频器市场份额调查显示,三菱变频器综合评价较高。三菱变频器是采用磁通矢量控制技术、PWM原理和智能功率模块的高性能变频器，其功率范围为0.4~315KW。为了满足不同的工业现场应用，三菱变频器分3个产品系列： FR-A540:适用于一般工业应用。 FR-F540:使用于风机和泵类负载。 FR-A241E:适用于位能性负载。 由于倍捻机属于一般工业，那么我们将对FR-A540变频器的特点进行了解。具体有以下特点： （1）用磁通矢量控制技术。在无速度传感器的开环控制下，速度调节范围为1:120；采用速度传感器的闭环控制下，调速范围为1:1000。低速旋转时转矩均匀。 （2）用Soft-PWM原理和智能功率模块（IPM），使变频器输出波形更好，噪音更低，抗干扰性能更强。 （3）停电时减速停止功能，内置PID控制功能，变频/工频切换功能和顺序控制功能。 （4）符合国际标准的现场总线通信功能。 （5）具有过电流、过载、过电压、欠电压、接地过电流、输出短路、失速防止等保护。 （6）风扇端子和控制端子的安装和维修简便。 （7）附设累计功率监视及累计运行时间监视功能，用户可分析节能效果。 对于三菱FR-A540系列变频器的规格型号如下表4-1所示 表4-1 三菱A系列变频器的规格 型 号 额定容量/kVA 额定电流/A 适配电动机/kw FR-A540-0.4K-CH 1.1 1.5 0.4 FR-A540-0.75K-CH 1.9 2.5 0.75 FR-A540-1.5K-CH 3 4 1.5 FR-A540-2.2K-CH 4.2 6 2.2 FR-A540-3.7K-CH 6.9 9 3.7 FR-A540-5.5K-CH 9.1 12 5.5 FR-A540-7.5K-CH 13 17 7.5 FR-A540-11K-CH 17.5 23 11 FR-A540-15K-CH 23.6 31 15 FR-A540-18.5K-CH 29 38 18.5 FR-A540-22K-CH 32.8 43 22 FR-A540-30K-CH 43.4 57 30 FR-A540-37K-CH 54 71 37 FR-A540-45K-CH 65 86 45 FR-A540-55K-CH 84 110 55 FR-A540L-75K 110 144 75 FR-A540L-90K 137 180 90 FR-A540L-110K 165 216 110 FR-A540L-132K 198 260 132 FR-A540L-160K 248 325 160 FR-A540L-220K 329 432 220 FR-A540L280K 417 547 417 根据上面表格的参数，我们结合前面确定的卷取和加捻电机的功率，可以知道我们所对应选取的驱动器了。卷绕驱动器是FR-A540-2.2K-CH，加捻驱动器是FR-A540-7.5K-CH。 2.频器的FR-A540系列的接线原理图 三菱FR-A540系列变频器接线原理如图4-1所示 图4-1 三菱FR-A540系列变频器的接线原理 （3）变频器的操作模式选择 三菱变频器的操作模式有“PU操作模式”、“外部操作模式”、“组合操作模式”、“内部通信模式”。模式的选择应根据生产的控制要求和生产作业的现场条件等因数来确定，达到既满足控制要求，又能够以人为本的目的。由于是多电机控制系统，我们选择外部控制模式。外部控制操作的基本电路如下图4-2所示。 图4—2 外部控制操作的基本电路 4.1.2变频调速系统电气主电路接线与电工器件型号确定 根据变频调速系统主电路设计原则，按照电流从电网流出为起点，一次流过配电变压器T、隔离开关GK、断路器QF、接触器KM、进线侧电抗器FIL1、电源侧交流电抗器1ACL、变频器、输出侧交流电抗器2ACL、输出侧电抗器FIL2、热过载继电器FR、三相异步电机M。 按照上面的这个顺序我们就很容易搭建起两个变频调速系统的主电路原理图。对于中