一、系統介紹

在線材加工設備中，層繞機實現將大工字輪上的成品重新卷繞到小工字輪上。層繞機沒有拉伸的功能，一般常用于1mm以上線材的加工。大工字輪和小工字輪分別由不同的電機驅動，工作時兩個電機同步運行，一個放線而另一個收線，而且根據需要可以隨時切換線材運行的方向，在正向工作和反向工作狀態之間切換，即收線的變成放線的，而放線的變成收線的。

圖1

二、工藝介紹

正向工作的放線和收線。設備得到啟動命令后同時啟動并同步加速至設定的運行線速度（一般最大可至30m/s）。大工字輪工作在放線狀態而小工字輪工作在收線狀態，當收線的小盤逐漸收滿，到預定的計米數或者計重數后，系統給出減速和停機的指令后，收線和放線的兩臺電機同步減速至停機。將收滿的小輪取下換上空盤的小輪后，重新啟動重復以上工作。

反向工作的放線和收線。在上述的正向工作期間，若發現小輪上纏繞的線材不整齊或有壓疊，可切換工作狀態到反向工作：此時大工字輪工作在收線狀態而小工字輪工作在放線狀態，設備啟動后小輪上的線材被重新纏繞在大輪上，直到小輪上的線材褪盡時，在停車狀態下切換到正向工作。

同步運行。在設備工作過程中，由于啟動運行或系統線速度給定可能隨時會調整變化，所以要求收卷電機和放卷電機一定要時刻同步運行。若不同步，要么會造成工字輪上的絲線松散甚至亂線，要么可能造成成品局部的牽伸變形甚至拉斷線。所以要求電機運行時力矩控制穩定且響應迅速。

空卷滿卷啟動或停車。在實際工作中，無論當前工字輪上線材纏繞的多少，也就是說無論卷徑的大小，都會可能有啟動或者停機的要求；特別是大工字輪滿卷時，當前的工字輪最重，慣性也最大，加之考慮到摩擦力，系統慣量等因素和空卷時差別很大。所以要求，電機的可以輸出的啟動轉矩要大且穩定，并且隨著卷徑的變化應補償該變化引起的實際需求轉矩的變化，快速停機時制動轉矩大而且輸出穩定保證同步性能好。

全速度范圍內的運行。由于機械設計時需要兼顧低速和高速時的拉伸力矩，所以傳動比一旦確定下來，收卷電機可能會工作在很低的轉速下（比如1Hz），也可能會工作在很高的速度下，甚至電機會在恒功率區工作。所以要求無論負載大小，電機的速度波動要小，低速或弱磁區工作時轉矩輸出大且穩定。

排線。通常成品線材是層繞在小工字輪上的，在小工字輪的橫軸上，線材應該一圈一圈平行緊密地從橫軸的一段到另一段排列在一起，實現一層；再逐層地加厚最后實現一卷成品。這就要求有一個排線裝置來完成線材在橫軸上端到端往復的排列成品線材。根據機械設計的要求，排線的實現有很多種方案，比如機械，變頻，或伺服等。

急停。當設備運行過程中，若出現緊急情況，要求整個設備盡可能快地停下來。這時候拉伸和收卷電機處于快減速的狀態，要求停機過程結束后絲線不會被拉斷，這樣才可以保證下次可以順利啟動。

三、藍海華騰產品特點

轉矩輸出能力強，在全速度范圍內可持續提供額定或者定甚至最高至2.0倍額定的轉矩，對收卷盤徑適應能力強。可以根據當前的盤徑大小，自動補償轉動慣量，滑動時的摩擦力，采用智能收卷卷徑識別，識別精度高，抗繞動能力強，從而從根本上保證了線材加工時提供前后一致的張力控制特性。

放線和收線同步控制優良。在放線和收線之間通常會有一個張力架或者張力柜。無論是張力架還是張力柜都會有一個可以移動的動滑輪在線材的張力作用下不停的移動，其移動的位置就反映了放線部分和收線部分同步運行的一致性和保持線上張力大小的穩定性。由于藍海華騰拉絲機專用變頻器內置速度同步的專用算法，并發揮了變頻器轉矩響應快，穩速精度高的優點，保證了啟動時無論動滑輪當前位置如何，可一次到達平衡位置無振蕩；運行時無論當前線速度和工字輪卷徑大小，動滑輪均穩定無振蕩。

對該行業的特殊要求有豐富的經驗。比如急停時要求拉伸和收卷要同步快速減速，此時收卷部分是一個大慣量負載的特性，一般要通過能耗制動的辦法快速停車。藍海華騰變頻器可以在整個系列內置制動單元，還可以提供整個系列共直流母線的解決方案；

四、總體方案概述

◆大工字輪放線部分選型：V6?T?4T**?T1(當前線速度反饋信號為脈沖編碼器信號)

V5?T?4T**?T1(當前線速度反饋信號為模擬信號)

◆小工字輪收線部分選型：V6?T?4T**?T1(可支持閉環矢量控制)

V5?T?4T**?T1(僅支持開環矢量控制)

◆確定小工字輪的牽引電機為基準電機，無論正向還是反向工作,系統的線速度由基準電機的轉速確定，而另一臺電機的轉速是跟蹤該基準電機的。

◆大工字輪的驅動變頻器的速度給定采用復合控制，將反映當前線材線速度的測速信號送入AI1（模擬量）或者PG卡（脈沖編碼器信號）作為主給定，而動滑輪的當前位置的模擬量反饋到和平衡位置做PID調整后的輸出作為輔助給定；

◆小工字輪的驅動變頻器速度給定即為設備工作的線速度設定。兩臺變頻器均需要能耗制動實現無論在任何盤重下快速啟動停機,并在整個工作過程中保持對線速度指令的快速相應和收放線電機的精確同步。

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