安达VCD1000系列无感矢量变频器在拉丝机上的应用
上海麦孚电器有限公司
1 引言
直进式拉丝机是常见的金属线材加工设备中的一种，可对高、中、低碳钢丝，不锈钢丝，合金铜丝等进行伸线加工，广泛应用于机械制造、五金加工、石油化工、电线电缆等工业领域。随着工艺技术水平的日益提升，变频器控制在直进式拉丝机得到了大量应用，采用变频调速系统使拉丝机设备运行更稳定，节能效果更显著。上海麦孚电器有限公司推出的安达VCD1000系列无感矢量变频器就是在拉丝机应用中的专用产品，它优越的性能以及完善的功能得到了业内的一致好评。如图1为直进式拉丝机一体总线变频柜。
图1 直进式拉丝机一体总线变频柜
2 设备简介
直进式拉丝机各个拉拔头变频器的速度是由主速度和PID微调量相叠加，各个拉拔头在张力平衡杆上安装有位移传感器，用于动态测量各个拉拔头间金属线材的张力，位移传感器输出（4mA～20mA或0V～10V）标准信号，作为变频器张力闭环PID控制的反馈，通过调整各级电机转速，系统保证各个张力检测点的张力恒定。只有在整个拉拔过程中保持每一个点的张力恒定，才能保证多级连续拉拔顺利进行和拉出金属线材的品质。低速点动穿模，运行速度稳定。电机满载启动，起动转矩达到150%额定转矩，最高线速度20m/s。图2为拉丝机生产现场图。
图2 拉丝机生产现场图
3 系统配置
（1）拉丝机主机：选用VCD1000系列拉丝机专用变频器一台，电流矢量控制，启动过程平滑，高速运行稳定。
（2）N级拉丝从机：选用VCD1000系列张力控制专用变频器N台，张力闭环控制，逐级跟踪运行，电流矢量控制，低频高转矩输出。
（3）收卷机：选用VCD1000系列张力控制专用变频器一台，张力闭环控制，跟踪拉丝机输出线速度运行。电流矢量控制，内置制动单元与断线保护功能，根据电机功率加装制动电阻。
4 系统特点
（1）复杂的张力控制全部由变频器完成，PLC只做逻辑控制和主速度控制，减少PLC程序和系统硬件的开发难度。
（2）系统结构简洁，相互关联度低，操作、维护方便。同时，控制效果更佳，设备运行更稳定。
（3）减少了A/D、D/A模块，对PLC的性能指标要求低，是优化的低成本方案。
（4）均采用电流矢量控制变频器，低频转矩大、无转速死区，低速0.5Hz额定转矩平稳输出，穿模、试机没有材料损耗。
（5）张力平衡杆在下限位、中间位或上限位，都可开机运行。自动跟踪拉丝速度，张力平衡杆基本维持在中点位置，摆动幅度小。