摘要:本文介紹了四川英傑電氣有限公司開發生產的M3R係列全數字式直流電動機調速器產品,通過對產品功能特點、操作使用方法和產品在機床、擠塑機等設備上的應用闡述,較完整地介紹了目前這一款在國產調速器中具有代表性的產品。 關鍵詞:全數字 直流 調速 應用 1.引言 近(jin)年(nian)來(lai),雖(sui)然(ran)交(jiao)流(liu)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)並(bing)不(bu)斷(duan)在(zai)更(geng)廣(guang)泛(fan)的(de)領(ling)域(yu)得(de)到(dao)應(ying)用(yong),但(dan)實(shi)際(ji)上(shang)在(zai)很(hen)多(duo)場(chang)合(he)直(zhi)流(liu)驅(qu)動(dong)依(yi)然(ran)擁(yong)有(you)大(da)量(liang)的(de)用(yong)戶(hu),包(bao)括(kuo)舊(jiu)設(she)備(bei)的(de)改(gai)造(zao)以(yi)及(ji)新(xin)設(she)備(bei)上(shang)的(de)應(ying)用(yong);我們所了解的國內各主要直流電動機廠商這幾年的出產量也在連續增長。但是,目前國內直流調速的市場卻基本被西門子、歐陸、CT等壟斷,尤其是在全數字式的中高端產品領域,國內生產廠家寥寥,近乎是空白。 英傑電氣公司是一家專業的電力電子產品研發、製造企業,通過多年的經驗積累和潛心開發,所推出的全數字式直流電動機調速器以其功能齊全、性能穩定,已開始在擠塑機、拉絲機、焊管機以及金屬加工機床等機械設備直流驅動係統上廣泛應用,獲得了良好的反饋和認可。 2.產品功能特點 M3R10係列全數字直流電動機調速器,分為M3R10可逆(4Q:4象限驅動)與M3D10不可逆(1Q:1象限驅動)調速器。 產品采用全數字化設計,輸入為三相電源,經過AC/DC(交流/直流)變流器提供直流電源輸出,向直流電動機的電樞和勵磁供電,實現直流電動機高性能控製。額定電樞電流從25A至3000A,額定勵磁電流從10A至80A(取決於電樞額定電流)。主要特點如下: (1) 3D10全數字直流電動機調速器,電樞回路采用三相全控橋結構; (2) M3R10全數字直流電動機調速器,電樞回路采用三相全控橋邏輯無環流反並聯結構; (3) 勵磁單元獨立供電,單相全橋可控整流方案,與電樞電源無相位要求,適應不同勵磁的需求; (4) 主回路、控製一體化,結構緊湊; (5) 高級單片機作為控製核心, 所有的控製、調節、監視及附加功能都由微處理器來實現,有豐富的軟件功能模塊、完善的檢測和保護功能; (6) 自帶操作麵板、LCD中文顯示,方便的參數設定、監測; (7) 多種速度給定方式: i. 模擬量給定:0~+10 V(M3D)、-10V~+10V(M3R); ii. 開關量給定:通過上升、下降軟件模塊實現; iii. 通訊給定; (8) 三種速度反饋方式: i. 電樞電壓反饋; ii. 測速機反饋; iii. 脈衝編碼器反饋; (9) 具有多路可編程開關量和模擬量輸入、輸出; (10) 具有標準通訊接口及通訊協議: 調速器配置一個RS485通訊接口,采用標準MODBUS通訊協議的RTU模式和ASCII模式,支持標準功能3、4、6、16。其中,RTU模式下的數據格式為8n2、8e1、8o1;ASCII模式下的數據格式為7n2、7e1、7o1。 (11) 開關量輸入、輸出、通訊、晶閘管回路間電氣隔離,抗幹擾能力強,安全性能高。 M3D10(1Q):調速器提供一個正向直流電流,在一個象限內實現驅動(正向驅動:轉速和轉矩總是正的), 如圖1。電樞回路為6隻晶閘管組成的三相全控橋,如圖2。 M3R10(4Q):調(tiao)速(su)器(qi)既(ji)能(neng)供(gong)給(gei)正(zheng)向(xiang)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu),又(you)能(neng)供(gong)給(gei)負(fu)向(xiang)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu),即(ji)能(neng)提(ti)供(gong)正(zheng)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya),又(you)能(neng)提(ti)供(gong)負(fu)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya),在(zai)四(si)個(ge)象(xiang)限(xian)內(nei)實(shi)現(xian)驅(qu)動(dong)。電(dian)樞(shu)回(hui)路(lu)由(you)橋(qiao)1、橋2兩個三相全控橋反向並聯組成,如圖3。 在製動控製中(正向或反向),把能量從電動機傳輸給交流線路(發電運行)。


 3.操作 3.1 操作麵板 用操作麵板,可對調速器進行參數設定、狀態監控等操作,其外形示意如圖4所示:
 指示燈(麵板上端)功能說明: 準備好:運行有效、無故障時亮; 運行:運行時亮; 正轉:正轉時亮; 反轉:反轉時亮; 橋1:橋1工作時亮; 橋2:橋2工作時亮; 限流:電樞電流限製時亮; 故障:故障時亮; 按鍵功能如圖5所示。 參數內容如圖6所示。

 3.2操作方法 M3R10係列調速器設有12個子菜單,每個子菜單下設有數目不等的參數單元,見圖7。
 參數操作:圖8以“電樞電壓反饋”更改成“測速機反饋”(3.10由0改至1)為例,說明參數設置方法。
 4.工程應用 英傑電氣公司10年前曾經推出一體化的模擬式直流調速器產品TS3D,在一些沒有可逆要求、調速範圍和精度不太高的場合曾得到了廣泛應用。M3R是英傑電氣公司跟隨數字化控製技術的發展,通過多年的經驗技術積累,潛心研製,不斷總結改進,於2005年初推出的國產中高端調速器產品。近兩年來該係列產品已經在擠塑機、拉絲機、hanguanjiyijijinshujiagongjichuangdengjixieshebeizhiliuqudongxitongshangdedaoguangfanshiyanshiyong,yunxingqingkuangfankuifeichangxiren,zhujianbeixuduozhiyiguochanshuzishizhiliutiaosuqideyeneizhuanjiaheyonghusuojieshou,yixiejixieshebeichangjiayikaishipiliangshiyongyitidaijinkouchanpin。 4.1在機床上的應用 我們在多家機械加工廠的銑床、鏜床、車床改造上使用了M3R來替代國外進口的調速器產品,分別用在主軸旋轉、進給等部位。這之中,進給部位的控製精度要求最高,而主軸旋轉對穩定性有很高的要求。 某機械廠一台2.8×8m龍門銑床,該銑床為60年代原蘇 聯生產的二手設備,電氣控製部分要求予以數顯化改造。在主驅動控製電路上,我們采用了3台M3R直流調速器分別控製刀具進給、工作台和主軸部位的直流電機(調速器電樞輸出電流規格分別為45A、25A、210A),並且采用光電編碼器作為反饋信號的傳感器(M3R具有測速機及編碼器等測速信號反饋接線端子,可以直接連線,充分滿足控製需要)。 M3R具有速度環PIDshuzitiaojiegongneng,tongguoxiangyingdecanshushedingchuangkoukeyiduisuduhuanxiangyingxingnengjinxingtiaojie,zheyangxiangbimonishichanpingengbianyulianghuabijiaosuotiaocanshu,yekeyidedaogenghaodetiaojiepinzhi。womentongguoduishebeidetiaoshi,zhixianyundongdedingweijingduhezhongfudingweijingdujundadaogaizaoshejiyaoqiu;帶載情況下主軸旋轉工作的穩定性良好,工件加工精度完全達到客戶要求。 在(zai)機(ji)械(xie)廠(chang)的(de)試(shi)機(ji)中(zhong)我(wo)們(men)對(dui)斷(duan)相(xiang)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)進(jin)行(xing)了(le)進(jin)一(yi)步(bu)優(you)化(hua),以(yi)防(fang)止(zhi)工(gong)廠(chang)多(duo)台(tai)設(she)備(bei)起(qi)動(dong)後(hou)三(san)相(xiang)用(yong)電(dian)不(bu)均(jun),導(dao)致(zhi)調(tiao)速(su)器(qi)頻(pin)繁(fan)停(ting)機(ji)情(qing)況(kuang)出(chu)現(xian)。這(zhe)一(yi)優(you)化(hua)功(gong)能(neng)對(dui)於(yu)許(xu)多(duo)機(ji)械(xie)加(jia)工(gong)廠(chang)都(dou)有(you)實(shi)際(ji)意(yi)義(yi)。 4.2在塑機上的應用 低di速su大da力li矩ju輸shu出chu的de穩wen定ding性xing是shi調tiao速su器qi的de一yi個ge重zhong要yao性xing能neng指zhi標biao,對dui於yu擠ji塑su機ji而er言yan對dui此ci也ye有you較jiao高gao的de要yao求qiu,以yi達da到dao保bao證zheng擠ji出chu量liang的de均jun勻yun性xing。在zai華hua東dong地di區qu的de多duo家jia塑su機ji廠chang,已yi有you多duo台tai擠ji塑su機ji直zhi流liu驅qu動dong係xi統tong應ying用yongM3D10調速器。通過長時間負荷試機運行,低速大力矩輸出穩定性以及其它各項主要指標均達到控製要求,客戶非常滿意。 5.結束語 M3R係列產品具有完善的功能(滿足多種需要的控製、通訊、信息查詢和保護功能)、調速精度高、性能穩定、友好的中文人機界麵(使國內用戶更容易操作)。相xiang比bi於yu國guo外wai品pin牌pai,除chu了le毫hao不bu遜xun色se的de性xing能neng和he質zhi量liang,更geng重zhong要yao的de優you勢shi在zai於yu及ji時shi充chong分fen的de技ji術shu服fu務wu以yi及ji合he理li的de價jia格ge定ding位wei。通tong過guo一yi段duan時shi間jian的de推tui廣guang應ying用yong,已yi得de到dao非fei常chang良liang好hao的de反fan饋kui,是shi一yi款kuan值zhi得de進jin一yi步bu推tui廣guang的de國guo產chan高gao品pin質zhi電dian力li電dian子zi產chan品pin。 參考文獻: [1] 四川英傑電氣有限公司. M3R10係列全數字直流電動機調速器用戶手冊,2006.
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