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提高交流變頻調(diào)速驅(qū)動機械特性

時間：2013-06-26 15:52:31 來源：上海印刷
字號：T|T
印刷機實現(xiàn)無軸驅(qū)動與變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展和運用休戚相關(guān)。變頻調(diào)速技術(shù)應用了三相異步電機的主要特性，實現(xiàn)電機速度調(diào)節(jié)。
　　
　　1 三相異步電機的轉(zhuǎn)速特性
　　三相異步電機的轉(zhuǎn)速:n=60f/p，也就是說，三相異步電機的轉(zhuǎn)速n決定于電流頻率f和磁場極對數(shù)p，而制造好電動機后，磁場極對數(shù)是不能改變的。所以，三相異步電機的轉(zhuǎn)速與電流頻率是正比的關(guān)系，變頻調(diào)速技術(shù)也就是利用此特殊的性質(zhì)調(diào)節(jié)電動機輸出的速度大小。
　　2 印刷機無軸驅(qū)動AC變頻調(diào)速原理
　　20世紀80年代末，一種新型的場效應晶體管(IGBT)問世，變頻調(diào)速的電機特性有了提高，印刷機開始引入變頻驅(qū)動調(diào)速技術(shù)。三相異步電機的變頻調(diào)速技術(shù)，由變頻器和三相異步電機組成，廣泛采用的變頻形式為“交-直-交”電壓型。由于“交-直-交”型容易實現(xiàn)恒電流控制，與印刷機恒力矩控制特性相近。印刷機變頻控制采用這種“交-直-交”型控制形式。這種控制形式功率小，工業(yè)控制也叫交流伺服控制或AC控制。
　　變頻器的工作分為兩個過程，第一步，先將電源的三相(或單相)固定頻率的交流電源經(jīng)整流橋轉(zhuǎn)換成直流。第二步，把直流轉(zhuǎn)變成交流，這個過程叫直流“逆變”。變頻調(diào)速過程就是控制直流“逆變”輸出的頻率，控制電機的轉(zhuǎn)速。直流“逆變”過程是橋式整流的相反過程，整流電路也叫“逆變”橋電路。印刷機無軸傳動的“逆變”橋電路采用場效應晶體管電路進行直流逆變，如圖2。這是一種電壓控制器件，控制功率小，開關(guān)頻率≤20kHz的高效率開關(guān)電路，具有以下特點:電流波型更接近交流電源，控制的電機保持了更多三相電機的特性；電磁噪音�。浑娐泛唵�；常見故障的自處理能力強，故障率��；變頻器自身損耗小。[next]
　　3 印刷機AC變頻調(diào)速控制的基本方式
　　印刷機因結(jié)構(gòu)決定了負載不均勻性，而印刷適性要求運行必須平穩(wěn)的，印刷質(zhì)量才能穩(wěn)定，達到印刷復制的效果。印刷機由直流調(diào)速驅(qū)動轉(zhuǎn)為交流調(diào)速驅(qū)動是否有印刷復制效果的變化，或者，如何克服交流調(diào)速控制的不足，是我們最想了解的。使用和維修印刷機時，會注意到在無軸驅(qū)動的印刷機上，有些電機帶編碼器，有些電機并未帶編碼器，這兩類電機是如何同步的，應先了解交流變頻調(diào)速控制的基本方式。
　　1)矢量控制法
　　直流電機有兩個互相垂直的磁場驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，控制垂直磁場大小，實現(xiàn)速度控制的同時，也控制了電機的機械特性。而三相交流異步電動機只有瞬間存在垂直的磁場。交流變頻調(diào)速控制基本點是對三相“逆變”橋的控制實現(xiàn)控制瞬間垂直磁場，提高交流變頻調(diào)速驅(qū)動機械特性。這種控制瞬間垂直磁場的三相“逆變”橋的過程稱為等效矢量控制法，如圖3所示。等效分矢量控制法兩個過程：
　　第一步，處理給定信號。變頻器控制電路將給定信號假想地分解成旋轉(zhuǎn)著的兩個互相垂直的直流信號，分別稱為磁場分量iM和轉(zhuǎn)矩分量iT；模擬直流電機的兩個磁場。
　　第二步，等效轉(zhuǎn)換。根據(jù)電動機參數(shù)，將互相垂直的旋轉(zhuǎn)著的直流磁場信號進行一系列的等效變換，把它們變換成控制三相逆變橋的控制信號iA、iB、ic。
　　2)無反饋矢量控制
　　無軸驅(qū)動印刷機常見的一類電機不帶編碼器，但是，并不是沒有速度控制的開環(huán)控制。這類電機的同步，通過檢測電機的端電壓和電流，計算轉(zhuǎn)子磁通和轉(zhuǎn)子角速度，推算圖3中磁場分量iM和轉(zhuǎn)矩分量iT結(jié)合特定電動機參數(shù)進行等效變換的無反饋矢量控制。這類控制動態(tài)響應能力略差，印刷色序套印驅(qū)動電機采用這種控制，印刷機的套印會因速度變化而有細微差別。
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