ABB ACS880在锻造设备中主从应用及特殊调试

2021-4-21 14:08| 发布者: admin| 查看: 59| 留言: 0

摘要: 随着我国自动化技术的迅速发展,工业自动化取得了长足的进步。变频器由于性能稳定、节能环保、性价比高,在工业各个领域得到了广泛的应用。其中,锻造、冶金、造纸等行业对电气控制系统的转速和转矩的动静态指标有着 ...

近年来,随着我国自动化技术的迅速发展,工业自动化取得了长足的进步。变频器由于性能稳定、节能环保、性价比高,在工业各个领域得到了广泛的应用。其中,锻造、冶金、造纸等行业对电气控制系统的转速和转矩的动静态指标有着较高的要求,在主机和从机的电气控制上要求各部分驱动电机转矩或转速严格同步,否则,无法维持正常生产,产品质量难以保证。然而,在实际生产中,有许多因素都会干扰电机的同步控制,例如电网电压的波动、频率的变化、负载的突变、温度的改变、从机的转矩响应等。因此,为了得到理想的同步控制效果,采用ABB 特有的ACS880的主从控制是比较好的解决方案。

ACS880变频器是适用于所有领域的新一代全能型低压交流传动,可为使用者在各个行业和应用提供前所未有的可控性性和灵活性。ACS88的最大亮点是其特有的直接转矩控制(DTC),也是变频器中独一无二的变频制技术,可为所有应用和几乎任何交流电机提供精确的速度和转矩控制。ACS880有两种电机控制模式,即标量模式和DTC模式,DTC模式又分为速度模式和转矩模式。在2台或多台电机的驱动轴为硬联接时主从同步控制的典型控制应用是主机为速度模式、从机为转矩模式。

我们有锻造行业的客户,在垂直锻早机上采用了两台相同型号ACS880-04-0650

A-3+D150ABBA变频器来实现典型的同步主从控制应用。变频器型号中D150有什么作用呢?该用户的垂直锻压机的特点是两台电机务须同步带动锻压锤垂直上升和下降运行,上升运行时为变频器拖动2台电机工作于电动状态即为耗能状态。而快速下降(锻压锤以高速下行的冲击力实现对部件锻压加工)时,两台同步运行的电机在重力作用下处于发电的产能状态。当电机处于发电产能状态时,处于启动工作、运行状态的变频器中的逆变单元会将电机产生的电能回馈到变频器中直流母线上,这样才能让电机在锻锤快速下降产生一定制动力矩,从而实现锻锤可控下降运行。不过随着锻锤不断下降运行,电机发电回馈到变频器直流母线上的电能就越来越多,直流母线上的直流电压也随之会越来越高,此事务须及时将直流母线的电能释放掉,否则变频器因直流母线上的直流电压过高而发生过压故障报警,造成锻造机故障停机。要想解决这个过压故障报故障的问题,就必须应把电机发电能产生的电能给释放掉。该选型的变频器(为非四象限IGBT整流,不能将直流母线上过多电能回馈到电网)中的可选件D150是内置制动斩波器,其外配制动电阻后,当电机发电使变频器的直流母线上的直流电压升高到触发变频器内置制动斩波器可打开的电压时,制动斩波器打开把吧直流母线上的电能流向制动电阻以发热的方式消耗释放掉,这样就可能保证锻锤在下降打击过程中实现速度可控下降运行。

ACS880设置有适用于主从控制的D2D控制链,2台变频器硬件具体联接请看下面的《主从联接示意图》。主板上的XD2D接口A/B口,和ModbusRTU共用一个接口,该案例主从应用就采用A/B口硬接线。        

                 《主从联接示意图》

            现场锻造设备及变频器如下图所示》

 

        《现场锻造设备的实际图》

     

     该主从应用(硬联接)电机齿轮耦合模型如下图所示:

     

该主从应用的基本原理:主机速度控制,从机转矩控制,主机的速度由变频器直接控制,而从的力矩由主机变频器通过D2D联接通讯链发送,从机根据自身承当的负载力矩的百分比(此设备为50%)即时调整从机自身的速度值,使从机速度快速跟随主机速度,从而实现主机电机和从机电机的同步运行。

特殊调试:现场调试时遇到的难题:主机齿轮发热300度远远超标,从机齿轮温度为70度正常,工作两个小时后主机齿轮冒烟磨损。用ABB监控软件DriveComposer同时监控主机和从机运行电流发现,主机运行电流和从机运行电流差别很大,且主机运行电流远大于从机运行电流,即没有实现理想的主从同步。

问题处理过程:1.经过与ABB工程师沟通,改变变频器内置PID的增益值和积分时间,有效果,倒是收效甚微。2.后经过多次尝试,从机的转矩给定来自于主/从控制链,通过改变参数26.17转矩给定值滤波时间,即改变了从机转矩给定的反应速度,效果明显。第一次尝试由于时间设置不合理,导致从机齿轮发热严重,主机齿轮发热正常,监控电流曲线也发现从机运行电流远大于主机运行电流。最后经过合理设置此滤波时间,主机齿轮和从机齿轮发热正常,监控电流曲线二者几乎一致,问题解决。

 

 


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