变频器在印刷机械上的应用

孙介兰 侯茜耀 孙宇

摘 要：本文主要以富士变频器在卷筒纸胶印机上的应用，讲述富士变频器以其优越的性能和特点被广泛的应用在印刷机械和各行各业，特别是富士变频器低频时的高启动转矩、低速性能的稳定性及其数字量输入端子功能的充实，为印刷机械等设备的控制和调速提供了最佳的传动解决方案，从而提升了印刷机械的整机性能。

关键词：富士变频器；卷筒纸胶印机；正点动/反点动启动转矩；

中图分类号：TE965 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-02-00-01

随着我们国家装备制造业的发展，以及国民经济水平的不断提高，加工制造业对机电装备产品的性能和要求也越来越高，为满足装备制造业的需求、保护环境、节约能源提供了有效的保证，变频调速技术就是其中之一；国产印刷机械在早期一般都是采用机械调速的方式实现传动，后期使用直流调速，来实现印刷机械主驅动的稳定性和传动要求，但由于直流调速电机的价格、体积、维护不方便等原因，随着交流调速技术的成熟，已经逐渐被交流调速和伺服驱动所取代。

一、印刷机械主电机对变频调速的功能需求

以卷筒纸胶印机为例，为了实现整个印刷品的制作过程，需要装印刷版、清洗滚筒、装纸带等作业，从而主电机需要低速、点动运转、高速额定全速运行、紧急停止等动作，以下是主电机调速的主要功能需求：

（一）速度指令给定方式采用增/减（UP/DOWN），从低速0HZ启动，主驱动用UP逐渐升速到所需要的频率，最高到50HZ（1500R/MIN）全速运行，速度降低时采用DOWN。

（二）正点动/反点动运转。用来满足印刷机械装印刷版、清洗滚筒等，需要变频器在1HZ以下平稳的启动和停止，不容许滚筒有爬行。

（三）主运动控制方式采用开环动态转矩矢量控制。用端子作为控制运行命令源，使用一个正转FWD。

（四）需要故障输出信号和报警复位信号。

二、富士变频器的性能和参数设置

变频调速器在卷筒纸胶印机上，需要考虑的：一是正点动/反点动时防止爬行现象的发生，二是低速时要有足够的低速启动转矩。

（一）富士G11S动态转矩矢量控制变频器，其全中文的操作菜单，可简单方便的对所需要的功能通过代码进行设置和编程，使复杂的控制简单化，实现复杂的传动控制要求，具体的特点有：采用了富士独自开发的控制方式，在0。5HZ时输出200%的高启动转矩。新方式的在线自整定，随时随地的检测和核对电机参数的特性变化，实现高精度的速度控制。低速特性好，启动停止稳定，调速范围宽（0-400HZ）。

（二）富士G11S丰富的端子功能，能根据客户的不同需求，设置及组合功能代码，满足客户复杂的传动控制要求。输入端子具有模拟量输入调速和多步速度调速等方式，模拟量电流从4-20MA模拟量电压从-10V---+10V，同时正反动作可以切换，多步速度可以实现16步，加减速时间方式可以组合各有4种，应用频率设定1/频率设定2，可以实现一个变频器有两种方式的速度指令给定。

关于直流制动的参数应根据不同的电机及调试效果进行调整，载波频率及音调也是要根据不同的电机进行设定，电机参数根据不同印刷机使用的电机铭牌输入，来达到最佳的调速目的。

三、定速运行时的负荷转矩计算及使用变频器时制动能量的处理方式

（一）定速运行时的负荷转矩一般计算式。在水平传送负荷中，必须根据摩擦力输出对应的力量进行驱动，在垂直升降和倾斜升降负荷中必须根据其重力输出力量。

（三）使用变频器时制动能量的处理方式。1、直流制动。目前通用变频器都内置了直流制动的功能，直流制动就是向异步电动机施加一定的直流电，来抵消由于负载惯性产生的反电势，提高变频器的再生和制动能力；有效的利用直流制动不仅可以减少减速时的过电压，而且也可以解决部分电机爬行现象的发生；同时富士变频器在直流制动[DCBRK]指令设置为ON时，使电机更为顺利的启动，提升加速时的启动转矩。2、能耗制动。能耗制动也就是我们常说的通过制动电阻、制动单元，施行由于变频器反复启动和停止，或是变频器由于大的惯性力矩产生的能量，通过制动单元的开关，将能量消耗在制动电阻上的一种方式，这种制动方式也是目前通用变频器采用较多的方式。3、再生制动方式。目前的通用变频器都是经过整流到直流，再由直流变为交流的方式，进行交流调速的，因而变频器都可以通过共直流母线的方式进行连接，富士RHC系列再生变流器不仅可以给变频器提供一个共直流母线的电压，而且也可以作为一个再生单元来使用，与变频器相连接，在频繁起动和制动、以及升降机等场合，可以将电机产生的流经变频器的反电势全部回溃给电网，达到最佳的传动控制和节省能源的目的。

四、结束语

众所周知，随着科技的发展及技术的进步，通过变频器的应用，可以提升机电产品的性能和加工制造业的生产能力，另外，富士变频器内置的RS485通讯、PG选件卡、同步运行选件卡、及各种通讯选件卡，可以满足不同的控制系统对调速的要求。

参考文献：

[1]富士5000G11S/P11S操作说明书

[2]第四届变频器行业企业家论坛论文集