拉絲機節(jié)能改造

目前，我國金屬加工行業(yè)的拉絲機傳動系統(tǒng)有直流傳動系統(tǒng)及交流多極電機傳動系統(tǒng)，有交流電磁調(diào)速電機傳動系統(tǒng)及少數(shù)晶閘管控制的交流調(diào)速系統(tǒng)等。 

 

以直流電動機和交流電磁滑差調(diào)速電機為主傳動的調(diào)速系統(tǒng)，都存在著維護(hù)困難的問題。由于鋼絲或銅絲生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，拉拔潤滑粉及在拉拔過程中產(chǎn)生的金屬粉塵可能落在電動機的整流子表面，使其磨損嚴(yán)重。并且金屬粉塵在直流磁場的作用下吸咐在磁極周圍，使磁極絕緣下降，甚至擊穿絕緣而出現(xiàn)故障。所以直流電機和交流電磁滑差調(diào)速電機在生產(chǎn)中故障率高，維護(hù)困難。這是直流調(diào)速和交流電磁滑差調(diào)速電機應(yīng)用于拉絲機的一個致命弱點。 

 

近些年來，由于電子電力的飛速發(fā)展，使得交流變頻調(diào)速系統(tǒng)也與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣具有優(yōu)良的調(diào)速性能。而在節(jié)能方面和提高功率因數(shù)方面較直流系統(tǒng)有很大的提高，因而交流變頻調(diào)速控制系統(tǒng)是拉絲機控制系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。 

拉絲機是鋼絲從一個卷筒出來經(jīng)過拉模于另一個卷筒，這需要各卷筒之間的速度必須協(xié)調(diào)，調(diào)速精度高，不允許速度有較大波動。這是控制的難題之一。 

基于當(dāng)前電機傳動發(fā)展的水平及金屬加工行業(yè)的需要，我們研究設(shè)計出拉絲機交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，以提高其控制水平。 

 拉絲機在拉拔的過程中須保持金屬秒流量恒定，即 

S₂V₁= S₂V₂…S_nV_n
式中，S₁，S₂…S_n為第1，2，…n道鋼絲的截面積，V₁、V₂…為第1，2，…n道次鋼絲的前進(jìn)速度。

 

在拉拔的過程中，由于拉模的磨損或其他原因引起負(fù)載擾動，反拉力會有很大的變化，對拉拔過程的動態(tài)平衡有很大的影響，這樣會引起鋼絲斷線，降低產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，過去的拉絲機控制系統(tǒng)由于缺乏反饋單元，任何波動都會影響到系統(tǒng)控制。為了提高調(diào)速精度，維護(hù)拉拔過程中的張力基本恒定，我們采用間接辦法，通過檢測控制系統(tǒng)中可測的電壓和電流信號來反映負(fù)載變化量。根據(jù)負(fù)載變化量進(jìn)行給定信號的調(diào)節(jié)，維持拉拔過程中金屬秒流量及反拉力的恒定。這一方案避免了改變拉絲機機械生產(chǎn)設(shè)備，只改變電氣控制系統(tǒng)，有利于推廣應(yīng)用。 

 

拉絲機對電氣傳動系統(tǒng)的要求主要有： 

（1）    電動機能進(jìn)行無級調(diào)速，調(diào)速范圍1：20 

（2）    系統(tǒng)能帶負(fù)載啟動，啟動轉(zhuǎn)矩不得小于額定轉(zhuǎn)矩；  

（3）    可帶負(fù)載低速運行，以實現(xiàn)低速穿線； 

（4）    在基速以下恒轉(zhuǎn)矩運行，在基速以上恒功率運行； 

（5）    能穩(wěn)定運行于各種工作狀，其動態(tài)響應(yīng)好； 

（6）    可實現(xiàn)快速制動，運行可靠； 

（7）    可實現(xiàn)各卷筒間的協(xié)調(diào)控制，使拉拔反張力在許可范圍內(nèi) 

 

通過對拉拔過程的分析及對變頻器的二次開發(fā)，通過檢測變頻器直流側(cè)電流來反饋負(fù)載的變化量，找出系統(tǒng)的控制規(guī)律。使用通用變頻器向電動機供電，將交流變頻調(diào)速應(yīng)用于拉絲機。這一系統(tǒng)調(diào)速精度高，可低速大轉(zhuǎn)矩帶負(fù)載啟動，靜差率小能滿足工藝要求。因而這個系統(tǒng)投產(chǎn)后，鋼絲拉拔的質(zhì)量大大提高，產(chǎn)量增加30%左右，節(jié)電率達(dá)30%以上，停機時間大大減少，運行效率提高到90%以上，經(jīng)濟效益增加顯著。