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1、国家职业资格全国统一鉴定维修电工论文（国家职业资格级）论文题目：BE机型RC主电机的控制改进论文 姓 名： * 身份证号： * 准考证号： 所在省市： 安徽省芜湖市 所在单位： 安徽中烟芜湖卷烟厂 BE机型RC主电机的控制改进 姓 名：* 单 位： 安徽中烟芜湖卷烟厂关键词：BE包装机、RC主驱动、直流电动机的结构、交流感应电机。摘 要：BE包装机的主驱动采用的是直流电机驱动控制系统，直流电动机的结构复杂，其定子上有激磁绕组产生主磁场，对功率较大的直流电动机常常还装有换向极，以改善电机的换向性能。复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小，尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花
2、，使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。本文通过对RC机现状的调查，分析得出电机造成的总停机时间为主要原因之一，经过因果分析，得出RC主驱动直流电机运行不稳定是由于碳刷频繁摩擦造成的，然而此后果是其“先天”性所决定的而且是无法补救的，认为只有将直流碳刷电机拆除改用由变频器控制的交流感应电机才能提高RC机运行的稳定性，减少维修时间提高设备有效作业率。因此本文通过电机控制电路的改进、改进后电路当中的各器件选型将RC主直流电机换成交流感应电机同时采用变频器控制。第一章 绪论41.1 对BE包装机的认识4第二章 BE包装机的分析52.1 现状调查52.2 标确定及可行性分析52.2
3、.1目标确定52.2.2 可行性分析62.3要因确认6第三章 对BE包装机的改进73.1 制定对策73.2具体措施73.2.1 电机控制电路的改进73.2.2 改进后电路当中的各器件选型83.2.3 unidrive驱动控制器un1404的参数设置及调试运行113.4 效果检查11第四章 总结13感谢14参考文献15第一章 绪论1.1 对BE包装机的认识我厂在20世纪90年代初期引进的BE包装机的主驱动采用的是直流电机驱动控制系统，直流电动机的结构复杂，其定子上有激磁绕组产生主磁场，对功率较大的直流电动机常常还装有换向极，以改善电机的换向性能。直流电机的转子上安放电枢绕组和换向器，直流电源通过
4、电刷和换向器将直流电送入电枢绕组并转换成电枢绕组中的交变电流，即进行机械式电流换向。复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小，尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花，使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。因此考虑将其主驱动的直流电机驱动控制系统改造成为交流感应电机速度矢量闭环变频驱动控制系统，这种调速系统有许多优点：（1）可以从零转速起进行速度控制，即使低速亦能运行，因此调速范围很宽广；（2）可以对转矩实行精确控制；（3）系统的动态响应速度很快；（4）电动机的加速度特性很好；（5）运行可靠性高、寿命长、保养维护工作量很小等优点。第二章 BE包装机的分析 2
5、.1 现状调查为了掌握RC机现状，在设备运行过程中对RC机的故障点、故障次数及维修时间做了为期一个月的跟踪调查，调查结果如下表所示：项目频率(/月)驱动故障、角度故障36次马达更换碳刷1维修时间2小时因电机造成的总停机时间5小时2.2 标确定及可行性分析2.2.1目标确定经过现状调查后，认为只有将直流碳刷电机拆除改用由变频器控制的交流感应电机才能提高RC机运行的稳定性，减少维修时间提高设备有效作业率。项目目标频率(/月)驱动故障、角度故障10次马达更换碳刷0维修时间0.5小时因电机造成的停机时间0.5小时2.2.2 可行性分析对于以上确定的目标从以下几个方面进行可行性的分析：1、目前我厂的大部
6、分机型主电机采取的都是交流变频的控制方式，从而从根本上保证了此次攻关方向是正确可行的。2、从这些使用变频器控制主电机的设备运行状况可以看出，采用交流变频控制的主电机运行稳定可靠故障率低，从而保证了确定的具体目标不是盲目的而是能够达到的。3、对BE机型的电气工作原理非常熟悉，并且有着多年的维修和攻关经验。2.3要因确认 主驱动直流电机：一方面由于此直流电机靠碳刷换向，另一方面用于此直流电机测速用的测速直流发电机也靠碳刷测速，碳刷的频繁摩擦产生碳墨粉容易导致短路，从而使电机运行以及测速时常不稳定，所以是要因。第三章 对BE包装机的改进3.1 制定对策经过因果分析，得出RC主驱动直流电机运行不稳定是
7、由于碳刷频繁摩擦造成的，然而此后果是其“先天”性所决定的而且是无法补救的，因此只能将RC主直流电机换成交流感应电机同时采用变频器控制是最优的方法。对 策 表通过讨论分析制定出攻关的具体对策，如下表所示。项目原因对策绘制改进前后电机控制电路图现在变频电机测速是由轴编码器来完成，电路接线与以前不同。只有准确无误地按原理图接好控制信号线和动力信号线，电机才能确保稳定运行。拆直流主电机电路装交流电机电路原直流电机控制的器件的尺寸大小与现在是不同的，需重新布线安装器件、电机。在底板上重新打眼、扳牙布线安装设置变频器参数变频器主要特点是可以按人们设置的参数准确无误地控制电机地运行，参数设置不当就无法运行。
8、按控制原理设置参数，如“闭环控制”、“加速时间”、“减速时间”、“最高、低频率”、“额定电压、电流、转速、极对数、功率因数”等。开空车试运行虽然参数设定后电机可运行，但必须试空车，在试空车后逐步调整参数加以完善控制。先控制机速使电机慢速运行直到平稳再逐步加速，直到高低速切换都很平稳。制表：汪卫 时间：2004/93.2具体措施3.2.1 电机控制电路的改进改进前的准备工作就是具体分析原主电机的控制电路图，有针对性地对原有电路进行改进画出电路图。改进前的电路框图如下：主电机控制盒M主直流电机G测速发电机互感380v控制使能信号由上图可以看出，改进前的电机控制电路是采用速度矢量闭环直流电机驱动控制
9、。改进后的电路框图如下：变频器交流感应电机轴编码器滤波器1380v控制使能信号滤波器23.2.2 改进后电路当中的各器件选型 滤波器1、2的选型在变频器输入、输出电路中，有许多高频谐波电流，滤波器用于抑制变频器产生的电磁干扰噪声的传导，也可抑制外界无线电干扰以及瞬时冲击、浪涌对变频器的干扰。根据使用位置的不同可以分为输入滤波器和输出滤波器。此处讨论选用类型的滤波器1即为输入滤波器，滤波器2即为输出滤波器。输入滤波器为辐射滤波器，辐射滤波器并联在电源与变频器输入侧，由高频电容器组成，可以吸收频率较高具有辐射能量的谐波成分，用于降低无线电噪声。输出滤波器串联在变频器输出侧，由电感线圈组成，可以减小
10、输出电流中的高次谐波成分，抑制变频器输出侧的浪涌电压，同时可以减小电动机由高频谐波电流引起的附加转矩。同时还应该注意输出滤波器到变频器和电机的接线尽量缩短，滤波器亦应尽量靠近变频器。（2）、变频器的选型 图1、unidrive的un1404型号采用的英国CT公司的unidrive的un1404（如图1是unidrive的un1404的型号图；图2为unidrive的un1404的内部接线图）驱动控制器来实现变频调速的功能，Unidrive具有一系列重要特点是采用当代先进技术的结果，驱动器采用先进的微处理器控制所有功能。采用的un1404的铭牌参数为：额定功率为2.2KW、输出电流5.6A、输入
11、电流为8.2A，能满足驱动RC机的要求。 图2、为unidrive的un1404的内部接线（3）、三相交流感应电机的选型原RC主电机使用的是直流电机功率为3KW，此次改用的交流感应电动机，其功率为2.2KW，经实际使用其驱动能力也能满足RC机的要求。 （4）、编码器的选型轴编码器是用来测定电机的运行速度和转动的位置信号同时反馈给驱动控制器从而实现速度矢量闭环变频调速的控制功能，采用的是分辨率高达1024的编码器，所以测定速度精确从而达到设备能稳速运转的目的。3.2.3 unidrive驱动控制器un1404的参数设置及调试运行在外部硬件完全安装连接完毕后，需要开始设置un1404的一系列参数，
12、此环节是极为重要的环节参数设置的适当与否将会直接影响电机能否很好地驱动RC机正常运行。（1）、给un1404驱动器通电，准备设置参数。第一步应设定此驱动器的运行模式，首先应将参数Pr 0.00调到1253即表示欧洲标准为50Hz交流供电电源，其次选用闭环矢量模式，因此设定Pr0.48值为“CL.UECt”。（2）、设置轴编码器参数首先，设定轴编码器电源参数，选用的5V电源的轴编码器所以应设定Pr3.230，如果选用的是15V电源轴编码器则需设定Pr3.231；其次，需要设定轴编码器的PPR（轴编码器分辨率）参数Pr16.12（1024）。（3）、输入电机铭牌参数设定额定功率因子Pr0.43、额
13、定电压Pr0.44（V）、额定速度Pr0.45（rpm）、额定电流Pr0.46（A）、额定频率Pr0.47(Hz)以及电机的极数Pr0.422（4）、设定RC机所需的最大速度即设定Pr0.02值，设定加速率参数值即Pr0.03（s/1000rpm）值，设定减速率值即Pr0.04（s/1000rpm）。（5）设定制动模式Pr0.15=FAST（变频器预先外接40欧100瓦制动电阻）在以上参数设置完以后保存退出，进入测试运行阶段，经过测试RC机运行调速正常，验证了参数设置的正确性和合理性。3.4 效果检查在此次攻关之后，对改造后的RC机运行状况也进行了为期一个月的跟踪效果检查。改造前后效果对比表如下：项目改造前频率(/月)改造后频率(/月)驱动故障、角度故障36次0次马达更换碳刷10维修时间0.5小时0小时因电机造成的总停机时间0.5小时0小时通过上表可以看出，RC机运行比较稳定大大地减少了故障时间，因此预期目标已经达到，此次攻关得以圆满的成功。第四章 总结 通过此次攻关使我对变频器的各项性能有了更深一步的了解，在此虽已取得较为满意的成果，但我将继续不断地做好各项设备维修及改进工作，为最大程度地提高设备的整体运行效率而努力。感谢参考文献1. BE卷烟包装机操作维护说明书2. Unidrive变频器用户手册。
