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前言
在目前工業(yè)自動化領(lǐng)域中,經(jīng)常會碰到一些比較特殊的機械負(fù)載,比如本文所講的紙箱橫切機的滾刀,當(dāng)機械滾刀負(fù)載比較重時,需要兩臺電機來驅(qū)動。過去經(jīng)典的解決方案是運用專用的控制模塊加專用的驅(qū)動系統(tǒng)來實現(xiàn),但是隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展,這種經(jīng)典的做法成本比較高,控制比較麻煩,而且并不是非常穩(wěn)定。丹佛斯FC302系列變頻器磁通矢量控制的高級功能就很好地解決了這一問題。
紙箱橫切機運動控制要求
紙箱橫切機整個系統(tǒng)屬于同步飛剪的典型應(yīng)用,我們可以通過丹佛斯同步控制器來實現(xiàn)同步飛剪,但是在此系統(tǒng)中,滾刀的控制尤其重要,將直接影響到飛剪的精度,這樣如何使兩臺剛性連接的電機輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩保持一致,是此系統(tǒng)電氣驅(qū)動需要解決的難題之一。
下圖為紙箱橫切機滾刀的基本機械結(jié)構(gòu)圖:
注意:該機的滾刀由左右兩個電動機同時驅(qū)動
如果使用同步伺服電機,我們可以將其中一臺伺服電機作為主機,工作于速度(位置)模式;另外一臺同步伺服電機作為輔機,工作于轉(zhuǎn)矩模式,轉(zhuǎn)矩給定來源于主機的輸出轉(zhuǎn)矩值,但是整個過程控制起來比較困難。
但是如果使用異步電機,用一臺驅(qū)動器同時驅(qū)動兩臺電機,運行于閉環(huán)模式下,利用異步電機的固有特性,可以方便地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速同步,并且輸出轉(zhuǎn)矩一致。
上圖為運行過程中兩臺電機的輸出轉(zhuǎn)矩,可以看出輸出轉(zhuǎn)矩的不平衡是由于電機的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差特性造成的,這個問題可以通過選擇相同廠家相同電機的辦法來解決。
丹佛斯FC302變頻器通過磁通矢量控制同時驅(qū)動兩臺異步伺服電機,保證在飛剪同步的過程中滾刀兩電機輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩一致。在選型和調(diào)試時只要將電機的功率和電機的電流相加即可,這樣就可以只通過丹佛斯FC302變頻器來實現(xiàn)剛性連接的兩個電機同步。
同時,F(xiàn)C302變頻器配有同步卡選件,可以輕松實現(xiàn)客戶同步飛剪的要求,省去了PLC和控制器編程的工作。