異步電機(jī)在線纜行業(yè)已經(jīng)有多年應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以前多用于較小功率的牽引、跳舞輪位置控制收放卷等應(yīng)用場合。現(xiàn)在用異步電機(jī)替代直流電機(jī)驅(qū)動大功率的絞盤也漸成趨勢。另外用異步伺服電機(jī)加高性能變頻器直接控制大線纜收卷轉(zhuǎn)矩的方案也得到廣泛應(yīng)用。丹佛斯FC302系列變頻器由于其優(yōu)異的控制性能，在線纜行業(yè)獲得一致好評。
一、牽引的應(yīng)用
電力線纜制造設(shè)備的牽引機(jī)一般功率較小，在22—30kW左右。主要控制性能指標(biāo)是轉(zhuǎn)速精度和平穩(wěn)度。選用Fukuta SF系列異步伺服電機(jī)SF-132LA或SF-160M。選用丹佛斯變頻器FC302P22K或FC302P30K。電機(jī)加裝24V推挽電壓輸出型的A/B相增量編碼器，變頻器無需加裝選件卡，就可以接收此編碼器信號，做高精度的轉(zhuǎn)速控制。轉(zhuǎn)速控制精度達(dá)±0.15轉(zhuǎn)/分
二、收卷轉(zhuǎn)矩控制：
收卷轉(zhuǎn)矩控制利用異步伺服電機(jī)的恒功率特性，可以達(dá)到理想的控制效果。下面以空卷卷徑600mm，滿卷卷徑1250mm的收卷盤為例，說明電機(jī)應(yīng)該如何選型。
機(jī)械數(shù)據(jù)如下：
最大張力： F
max = 1600 N
最高線速度：VL
max = 220 m/Min
最小卷徑： D
min = 0.6 m
最大卷徑： D
max = 1.25 m
減速比： i = 25
卷徑從最小到最大時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率的變化關(guān)系如下圖：
選擇異步伺服電機(jī)的方法：以滿足最大卷徑時(shí)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)為電機(jī)額定數(shù)據(jù)，選擇異步伺服電機(jī)。
從FUKUTA異步伺服電機(jī)樣本中選出滿足條件的電機(jī)：SF-112XA 1500rpm/8.2kW，額定轉(zhuǎn)矩5.3kgm，大于40Nm/0.85(減速機(jī)效率)。電機(jī)380VAC時(shí)額定電流16.2A。
然后查詢相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)SF-112XA電機(jī)的恒功率區(qū)域轉(zhuǎn)速一直可以達(dá)到6000rpm，而現(xiàn)場實(shí)際只用到3000rpm，因此完全能夠滿足應(yīng)用需要。
收卷變頻器選用FC302P11KT5E20，額定輸出電流24A，大于電機(jī)額定電流。
變頻器工作于轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩雙工作模式。正常運(yùn)行時(shí)為轉(zhuǎn)矩模式收卷；停機(jī)時(shí)，切換到轉(zhuǎn)速工作模式，轉(zhuǎn)速給點(diǎn)為0，電機(jī)進(jìn)入伺服鎖定狀態(tài)，轉(zhuǎn)子位置被電氣鎖定，正、反向外力都無法使電機(jī)轉(zhuǎn)動。變頻器主要參數(shù)設(shè)定如下：
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參數(shù)號 |
參數(shù)名稱 |
菜單一設(shè)定值 |
菜單二設(shè)定值 |
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0-10 |
有效菜單 |
[9] 多重菜單切換 |
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1-00 |
控制方式選擇 |
[2] 轉(zhuǎn)矩 |
[1] 閉環(huán)速度 |
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1-01 |
電機(jī)控制原理 |
[3] FLUX磁通矢量帶反饋 |
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3-03 |
最大參考值 |
52 Nm |
1500 rpm |
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3-15 |
參考來源1 |
[1] 模擬量輸入端子53 |
[0] 無功能 |
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4-13 |
電機(jī)速度上限 |
3200 rpm |
1500 rpm |
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5-11 |
端子19數(shù)字輸入 |
[16] 菜單選擇位0 |
三、搖籃同步控制：
管機(jī)或框絞機(jī)搖籃都有同步控制的要求。假設(shè)框絞機(jī)搖籃電機(jī)功率90kW，則選用FUKUTA SA-180 1500rpm/90kW 異步伺服電機(jī)。
變頻器選用丹佛斯FC302P90KT5E20BGXC4，90kW、內(nèi)置制動單元，內(nèi)置MCO305運(yùn)動控制選件卡，能方便地實(shí)現(xiàn)搖籃角度同步控制。
丹佛斯變頻器角度控制的基本原理如下：
帶MCO305運(yùn)動控制卡的FC302變頻器做從機(jī)，主機(jī)編碼器信號和從機(jī)編碼器信號同時(shí)接入運(yùn)動控制卡，啟用“
SYNCP ”宏指令，就可以實(shí)現(xiàn)從機(jī)轉(zhuǎn)過的角度與主機(jī)轉(zhuǎn)過的角度成嚴(yán)格比例關(guān)系的控制功能。
