变频器在高频翅片管专用机床上的应用

2022-09-10

2000年我厂购进三台高频翅片管专用机床, 经过几年的使用主要有以下几个方面的问题。冷却系统的问题, 冷却系统水流不畅通造成水温过高引起故障停机。钢管牵引系统的问题, 电机调速系统与纲带行走不匹配, 造成钢带断带。造成工人劳动强度加大的问题。在2005年我们提出技改, 经过我们的考察和论证, 我们于2006年实施技改, 技改后每台机床由原来的两人减少到一人, 操作人员的劳动强度有所减轻。由于采用变频器控制又达到节能的效果。

1 生产中存在的问题与现在控制设备的发展前景

随着产品更新换代的加快, 对原有产品的要求不断提高, 原有设备中存在的问题日益突出, 设备磨损、设备的调速性能达不到工艺要求、冷却系统温度控制不理想、电耗过高、生产自动化程度低。生产成本居高不下。我们根据现有的设备状况, 及现有性价比最好的电器元件对我们的设备进行技术改造。

变频器是最有发展前途的调速方式之一, 采用通用变频器构成变频调速传动系统的主要目的, 一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高产品质量及改善工作环境等要求;二是为了节约能源、降低生产成本。

变频调速很容易实现电动机的正、反转。只需要改变变频器内部逆变管的开关顺序, 即可实现输出换相, 也不存在因换相不当而烧毁电动机的问题。变频调速系统起动是从低速开始, 频率较低。加、减速时间可以任意设定, 故加、减速时间比较平缓, 起动电流较小, 可以进行较高频率的起停, 能满足生产工艺中的准确定位的要求, 可延长机泵的使用寿命。

2 CPG-8高频焊翅片管专用机床的技改

根据产品品种的增多, 以及用户的特殊要求, 满足锅炉专用管的工艺, 我们提出了技改, 以新的控制理念改造设备, 使设备的自动化程度有一个明显的提高。

2.1 系统方案

本次技改是以变频柜为核心, 钢管牵引电机由原来的电磁调速电机换成变频电机, 小车行走机构采用原设备的, 使设备的整体结构不发生改变, 触头冷却系统采用水压模拟量控制变频器, 高频设备的冷却系统采用XMT—2型智能温度控制仪控制变频器。增设自动上料, 成品自动退装的自动装置以减轻工人的劳动强度。钢带供给改为弹簧平直供给系统。

控制功能顺序图如图1。

2.2 变频器的选用

负载对变频器的性能要求不高, 只要求经济性和可靠性, 所以选择具有U/f=const控制模式的变频器即可。采用先进磁通矢量控制方式, 调速比可达1∶120 (0.5Hz-60Hz) 。简易磁通矢量控制方式, 实现3hz时输出转矩达120%。采用最佳励磁控制方式, 变频调速系统具有应用范围广、节能效果明显、调速性能好、起动转矩大、低频起动电流小、调速比宽、快速响应性优良、噪音低、振动小、运行可靠、维修方便等特点, 能够保证电机长时间低速或高速运行, 是目前交流调速方案中最先进的系统之一。

2.3 电气安装

电气安装主要包括总电源引入、控制台、变频柜、CPG-8高频焊机之间的一次线连接和控制线的连接。导线规格绝缘等级要符合要求。在开关信号和模拟信号的连接时, 要和一次分开铺设。信号线采用绞线的方式, 最好采用屏蔽线, 屏蔽线一端可靠接地。要一直保证变频器柜体可靠接地, 保证人员的安全。电气安装时, 应为控制系统埋设专用的接地极。接地电阻要符合要求。高频电源的接地体要单独铺设, 接地电阻要符合要求。

2.4 技改后的节能效果

经过3年的运行, 技改后的节能效果良好。采用变频调速可以减少启动时的冲击电流对电机的损害, 钢带断条现象得到解决, 转速降低后, 触头的平均寿命也将大大延长, 采用变频调速的节能潜力是巨大的。工作环境噪音明显下降。加装报警和温度控制仪。高频电源无故障停机, 加装了自动上料, 成品自动退装的自动装置, 减轻工人的劳动强度。最重要的是节能节电以及实现了自动化。变频调速器投用后, 控制回路稳定性和可靠性比技改前有明显提高, 控制偏差保持±2mm。电机变频调速器控制下保持中速运行状态。电机启动、控制过程中实行延时斜升、斜降, 有输出短路、欠压、过流、过载过热等报警跳闸及线故障诊断功能, 保证其运行安全可靠, 降低故障率, 减少了设备损耗, 尤其显著是节能效果相当明显。

2.5 技改后的问题与改善

在控制箱中, 变频器需要一定的散热空间, 一般应安装在箱体上部, 增设通风风扇以降低箱内温度, 电磁干扰问题, 我们的关键设备是高频电源, 所以要考虑相互之间的影响, 接地是关键, 两个接地体分开铺设。

3 结语

我们这次技改达到我们设计要求, 我们选用的麦孚变频器、三菱变频器在性价比上都是比较理想的。在节能增效减轻工人的劳动强度效果非常明显的。同时设备的自动化程度明显提高。

摘要：高频焊机是我厂生产的关键设备, 使用以来产品质量达到ISO9000的质量要求, 产品一直得到用户的好平, 但是配套的机械设备设计不合理故障不断。根据实际情况提出技改, 以减轻工人劳动强度、节能及提高生产效率为目的。采用变频器节能和优良的调速性能。以及采样的模拟量的输入显现出了技改的良好效果。设备的自动化程度明显提高。使该设备的高效、节能、安全性能明显突出。

关键词：高频焊机,变频器,自动控制