磊峰拉丝机变频调速控制系统的设计改造

目前，我国金属加工行业的拉丝机传动系统有直流传动系统及交流多极电机传动系统，有交流电磁调速电机传动系统及少数晶闸管控制的交流调速系统等。
       以直流电动机和交流电磁滑差调速电机为主传动的调速系统，都存在着维护困难的问题。由于钢丝或铜丝生产环境十分恶劣，拉拔润滑粉及在拉拔过程中产生的金属粉尘可能落在电动机的整流子表面，使其磨损严重。并且金属粉尘在直流磁场的作用下吸咐在磁极周围，使磁极绝缘下降，甚至击穿绝缘而出现故障。所以直流电机和交流电磁滑差调速电机在生产中故障率高，维护困难。这是直流调速和交流电磁滑差调速电机应用于拉丝机的一个致命弱点。
       近些年来，由于电子电力的飞速发展，使得交流变频调速系统也与直流调速系统同样具有优良的调速性能。而在节能方面和提高功率因数方面较直流系统有很大的提高，因而交流变频调速控制系统是拉丝机控制系统的一个发展趋势。
       拉丝机是钢丝从一个卷筒出来经过拉模于另一个卷筒，这需要各卷筒之间的速度必须协调，调速精度高，不允许速度有较大波动。这是控制的难题之一。
       基于当前电机传动发展的水平及金属加工行业的需要，我们研究设计出拉丝机交流变频调速系统，以提高其控制水平。
       拉丝机在拉拔的过程中须保持金属秒流量恒定，即
       S2V1= S2V2…SnVn
       式中，S1，S2…Sn为第1，2，…n道钢丝的截面积，V1、V2…为第1，2，…n道次钢丝的前进速度。
       在拉拔的过程中，由于拉模的磨损或其他原因引起负载扰动，反拉力会有很大的变化，对拉拔过程的动态平衡有很大的影响，这样会引起钢丝断线，降低产品质量和生产效率，过去的拉丝机控制系统由于缺乏反馈单元，任何波动都会影响到系统控制。为了提高调速精度，维护拉拔过程中的张力基本恒定，我们采用间接办法，通过检测控制系统中可测的电压和电流信号来反映负载变化量。根据负载变化量进行给定信号的调节，维持拉拔过程中金属秒流量及反拉力的恒定。这一方案避免了改变拉丝机机械生产设备，只改变电气控制系统，有利于推广应用。
       拉丝机对电气传动系统的要求主要有：
   （1） 电动机能进行无级调速，调速范围1：20
   （2） 系统能带负载启动，启动转矩不得小于额定转矩；
   （3） 可带负载低速运行，以实现低速穿线；
   （4） 在基速以下恒转矩运行，在基速以上恒功率运行；
   （5） 能稳定运行于各种工作状，其动态响应好；
   （6） 可实现快速制动，运行可靠；
   （7） 可实现各卷筒间的协调控制，使拉拔反张力在许可范围内
       通过对拉拔过程的分析及对变频器的二次开发，通过检测变频器直流侧电流来反馈负载的变化量，找出系统的控制规律。使用通用变频器向电动机供电，将交流变频调速应用于拉丝机。这一系统调速精度高，可低速大转矩带负载启动，静差率小能满足工艺要求。因而这个系统投产后，钢丝拉拔的质量大大提高，产量增加30%左右，节电率达30%以上，停机时间大大减少，运行效率提高到90%以上，经济效益增加显着。