1、國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定維修電工論文（國家職業(yè)資格級）論文題目：be機型rc主電機的控制改進(jìn)論文 姓 名： * 身份證號： * 準(zhǔn)考證號： 所在省市： 安徽省蕪湖市 所在單位： 安徽中煙蕪湖卷煙廠 be機型rc主電機的控制改進(jìn) 姓 名：* 單 位： 安徽中煙蕪湖卷煙廠關(guān)鍵詞：be包裝機、rc主驅(qū)動、直流電動機的結(jié)構(gòu)、交流感應(yīng)電機。摘 要：be包裝機的主驅(qū)動采用的是直流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，直流電動機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其定子上有激磁繞組產(chǎn)生主磁場，對功率較大的直流電動機常常還裝有換向極，以改善電機的換向性能。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)限制了直流電動機體積和重量的進(jìn)一步減小，尤其是電刷和換向器的滑動接觸造成了機械磨損和火花

2、，使直流電動機的故障多、可靠性低、壽命短、保養(yǎng)維護(hù)工作量大。本文通過對rc機現(xiàn)狀的調(diào)查，分析得出電機造成的總停機時間為主要原因之一，經(jīng)過因果分析，得出rc主驅(qū)動直流電機運行不穩(wěn)定是由于碳刷頻繁摩擦造成的，然而此后果是其“先天”性所決定的而且是無法補救的，認(rèn)為只有將直流碳刷電機拆除改用由變頻器控制的交流感應(yīng)電機才能提高rc機運行的穩(wěn)定性，減少維修時間提高設(shè)備有效作業(yè)率。因此本文通過電機控制電路的改進(jìn)、改進(jìn)后電路當(dāng)中的各器件選型將rc主直流電機換成交流感應(yīng)電機同時采用變頻器控制。第一章 緒論41.1 對be包裝機的認(rèn)識4第二章 be包裝機的分析52.1 現(xiàn)狀調(diào)查52.2 標(biāo)確定及可行性分析52.2

3、.1目標(biāo)確定52.2.2 可行性分析62.3要因確認(rèn)6第三章 對be包裝機的改進(jìn)73.1 制定對策73.2具體措施73.2.1 電機控制電路的改進(jìn)73.2.2 改進(jìn)后電路當(dāng)中的各器件選型83.2.3 unidrive驅(qū)動控制器un1404的參數(shù)設(shè)置及調(diào)試運行113.4 效果檢查11第四章 總結(jié)13感謝14參考文獻(xiàn)15第一章 緒論1.1 對be包裝機的認(rèn)識我廠在20世紀(jì)90年代初期引進(jìn)的be包裝機的主驅(qū)動采用的是直流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，直流電動機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其定子上有激磁繞組產(chǎn)生主磁場，對功率較大的直流電動機常常還裝有換向極，以改善電機的換向性能。直流電機的轉(zhuǎn)子上安放電樞繞組和換向器，直流電源通過

4、電刷和換向器將直流電送入電樞繞組并轉(zhuǎn)換成電樞繞組中的交變電流，即進(jìn)行機械式電流換向。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)限制了直流電動機體積和重量的進(jìn)一步減小，尤其是電刷和換向器的滑動接觸造成了機械磨損和火花，使直流電動機的故障多、可靠性低、壽命短、保養(yǎng)維護(hù)工作量大。因此考慮將其主驅(qū)動的直流電機驅(qū)動控制系統(tǒng)改造成為交流感應(yīng)電機速度矢量閉環(huán)變頻驅(qū)動控制系統(tǒng)，這種調(diào)速系統(tǒng)有許多優(yōu)點：（1）可以從零轉(zhuǎn)速起進(jìn)行速度控制，即使低速亦能運行，因此調(diào)速范圍很寬廣；（2）可以對轉(zhuǎn)矩實行精確控制；（3）系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度很快；（4）電動機的加速度特性很好；（5）運行可靠性高、壽命長、保養(yǎng)維護(hù)工作量很小等優(yōu)點。第二章 be包裝機的分析 2

5、.1 現(xiàn)狀調(diào)查為了掌握rc機現(xiàn)狀，在設(shè)備運行過程中對rc機的故障點、故障次數(shù)及維修時間做了為期一個月的跟蹤調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下表所示：項目頻率(/月)驅(qū)動故障、角度故障36次馬達(dá)更換碳刷1維修時間2小時因電機造成的總停機時間5小時2.2 標(biāo)確定及可行性分析2.2.1目標(biāo)確定經(jīng)過現(xiàn)狀調(diào)查后，認(rèn)為只有將直流碳刷電機拆除改用由變頻器控制的交流感應(yīng)電機才能提高rc機運行的穩(wěn)定性，減少維修時間提高設(shè)備有效作業(yè)率。項目目標(biāo)頻率(/月)驅(qū)動故障、角度故障10次馬達(dá)更換碳刷0維修時間0.5小時因電機造成的停機時間0.5小時2.2.2 可行性分析對于以上確定的目標(biāo)從以下幾個方面進(jìn)行可行性的分析：1、目前我廠的大部

6、分機型主電機采取的都是交流變頻的控制方式，從而從根本上保證了此次攻關(guān)方向是正確可行的。2、從這些使用變頻器控制主電機的設(shè)備運行狀況可以看出，采用交流變頻控制的主電機運行穩(wěn)定可靠故障率低，從而保證了確定的具體目標(biāo)不是盲目的而是能夠達(dá)到的。3、對be機型的電氣工作原理非常熟悉，并且有著多年的維修和攻關(guān)經(jīng)驗。2.3要因確認(rèn) 主驅(qū)動直流電機：一方面由于此直流電機靠碳刷換向，另一方面用于此直流電機測速用的測速直流發(fā)電機也靠碳刷測速，碳刷的頻繁摩擦產(chǎn)生碳墨粉容易導(dǎo)致短路，從而使電機運行以及測速時常不穩(wěn)定，所以是要因。第三章 對be包裝機的改進(jìn)3.1 制定對策經(jīng)過因果分析，得出rc主驅(qū)動直流電機運行不穩(wěn)定是

7、由于碳刷頻繁摩擦造成的，然而此后果是其“先天”性所決定的而且是無法補救的，因此只能將rc主直流電機換成交流感應(yīng)電機同時采用變頻器控制是最優(yōu)的方法。對 策 表通過討論分析制定出攻關(guān)的具體對策，如下表所示。項目原因?qū)Σ呃L制改進(jìn)前后電機控制電路圖現(xiàn)在變頻電機測速是由軸編碼器來完成，電路接線與以前不同。只有準(zhǔn)確無誤地按原理圖接好控制信號線和動力信號線，電機才能確保穩(wěn)定運行。拆直流主電機電路裝交流電機電路原直流電機控制的器件的尺寸大小與現(xiàn)在是不同的，需重新布線安裝器件、電機。在底板上重新打眼、扳牙布線安裝設(shè)置變頻器參數(shù)變頻器主要特點是可以按人們設(shè)置的參數(shù)準(zhǔn)確無誤地控制電機地運行，參數(shù)設(shè)置不當(dāng)就無法運行。

8、按控制原理設(shè)置參數(shù)，如“閉環(huán)控制”、“加速時間”、“減速時間”、“最高、低頻率”、“額定電壓、電流、轉(zhuǎn)速、極對數(shù)、功率因數(shù)”等。開空車試運行雖然參數(shù)設(shè)定后電機可運行，但必須試空車，在試空車后逐步調(diào)整參數(shù)加以完善控制。先控制機速使電機慢速運行直到平穩(wěn)再逐步加速，直到高低速切換都很平穩(wěn)。制表：汪衛(wèi) 時間：2004/93.2具體措施3.2.1 電機控制電路的改進(jìn)改進(jìn)前的準(zhǔn)備工作就是具體分析原主電機的控制電路圖，有針對性地對原有電路進(jìn)行改進(jìn)畫出電路圖。改進(jìn)前的電路框圖如下：主電機控制盒m主直流電機g測速發(fā)電機互感380v控制使能信號由上圖可以看出，改進(jìn)前的電機控制電路是采用速度矢量閉環(huán)直流電機驅(qū)動控制

9、。改進(jìn)后的電路框圖如下：變頻器交流感應(yīng)電機軸編碼器濾波器1380v控制使能信號濾波器23.2.2 改進(jìn)后電路當(dāng)中的各器件選型1 濾波器1、2的選型在變頻器輸入、輸出電路中，有許多高頻諧波電流，濾波器用于抑制變頻器產(chǎn)生的電磁干擾噪聲的傳導(dǎo)，也可抑制外界無線電干擾以及瞬時沖擊、浪涌對變頻器的干擾。根據(jù)使用位置的不同可以分為輸入濾波器和輸出濾波器。此處討論選用類型的濾波器1即為輸入濾波器，濾波器2即為輸出濾波器。輸入濾波器為輻射濾波器，輻射濾波器并聯(lián)在電源與變頻器輸入側(cè)，由高頻電容器組成，可以吸收頻率較高具有輻射能量的諧波成分，用于降低無線電噪聲。輸出濾波器串聯(lián)在變頻器輸出側(cè)，由電感線圈組成，可以減

10、小輸出電流中的高次諧波成分，抑制變頻器輸出側(cè)的浪涌電壓，同時可以減小電動機由高頻諧波電流引起的附加轉(zhuǎn)矩。同時還應(yīng)該注意輸出濾波器到變頻器和電機的接線盡量縮短，濾波器亦應(yīng)盡量靠近變頻器。（2）、變頻器的選型 圖1、unidrive的un1404型號采用的英國ct公司的unidrive的un1404（如圖1是unidrive的un1404的型號圖；圖2為unidrive的un1404的內(nèi)部接線圖）驅(qū)動控制器來實現(xiàn)變頻調(diào)速的功能，unidrive具有一系列重要特點是采用當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)的結(jié)果，驅(qū)動器采用先進(jìn)的微處理器控制所有功能。采用的un1404的銘牌參數(shù)為：額定功率為2.2kw、輸出電流5.6a、輸

11、入電流為8.2a，能滿足驅(qū)動rc機的要求。 圖2、為unidrive的un1404的內(nèi)部接線（3）、三相交流感應(yīng)電機的選型原rc主電機使用的是直流電機功率為3kw，此次改用的交流感應(yīng)電動機，其功率為2.2kw，經(jīng)實際使用其驅(qū)動能力也能滿足rc機的要求。 （4）、編碼器的選型軸編碼器是用來測定電機的運行速度和轉(zhuǎn)動的位置信號同時反饋給驅(qū)動控制器從而實現(xiàn)速度矢量閉環(huán)變頻調(diào)速的控制功能，采用的是分辨率高達(dá)1024的編碼器，所以測定速度精確從而達(dá)到設(shè)備能穩(wěn)速運轉(zhuǎn)的目的。3.2.3 unidrive驅(qū)動控制器un1404的參數(shù)設(shè)置及調(diào)試運行在外部硬件完全安裝連接完畢后，需要開始設(shè)置un1404的一系列參數(shù)

12、，此環(huán)節(jié)是極為重要的環(huán)節(jié)參數(shù)設(shè)置的適當(dāng)與否將會直接影響電機能否很好地驅(qū)動rc機正常運行。（1）、給un1404驅(qū)動器通電，準(zhǔn)備設(shè)置參數(shù)。第一步應(yīng)設(shè)定此驅(qū)動器的運行模式，首先應(yīng)將參數(shù)pr 0.00調(diào)到1253即表示歐洲標(biāo)準(zhǔn)為50hz交流供電電源，其次選用閉環(huán)矢量模式，因此設(shè)定pr0.48值為“cl.uect”。（2）、設(shè)置軸編碼器參數(shù)首先，設(shè)定軸編碼器電源參數(shù)，選用的5v電源的軸編碼器所以應(yīng)設(shè)定pr3.230，如果選用的是15v電源軸編碼器則需設(shè)定pr3.231；其次，需要設(shè)定軸編碼器的ppr（軸編碼器分辨率）參數(shù)pr16.12（1024）。（3）、輸入電機銘牌參數(shù)設(shè)定額定功率因子pr0.43、

13、額定電壓pr0.44（v）、額定速度pr0.45（rpm）、額定電流pr0.46（a）、額定頻率pr0.47(hz)以及電機的極數(shù)pr0.422（4）、設(shè)定rc機所需的最大速度即設(shè)定pr0.02值，設(shè)定加速率參數(shù)值即pr0.03（s/1000rpm）值，設(shè)定減速率值即pr0.04（s/1000rpm）。（5）設(shè)定制動模式pr0.15=fast（變頻器預(yù)先外接40歐100瓦制動電阻）在以上參數(shù)設(shè)置完以后保存退出，進(jìn)入測試運行階段，經(jīng)過測試rc機運行調(diào)速正常，驗證了參數(shù)設(shè)置的正確性和合理性。3.4 效果檢查在此次攻關(guān)之后，對改造后的rc機運行狀況也進(jìn)行了為期一個月的跟蹤效果檢查。改造前后效果對比表如下：項目改造前頻率(/月)改造后頻率(/月)驅(qū)動故障、角度故障36次0次馬達(dá)更換碳刷10維修時間0.5小