CN114953080A - 一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，包括主动辊、从动辊、驱动辊、切刀、台面、铡刀、第一变频器、第二变频器和第三变频器，驱动辊、切刀和台面为一体式结构，主动辊、从动辊和驱动辊由第一变频器转动控制，驱动辊、切刀和台面由第二变频器进给控制，铡刀由第三变频器控制，第一变频器、第二变频器和第三变频器共用一个母线，实现共用一个三相整流桥、接触器、上电电阻缓冲电阻、EMC电路和制动单元。与现有技术相比，本发明具有可以提高旋切机的工作效率并且可以使得设计出来的变频器更加符合旋切机的工作需求，达到节能的目的等优点。

Description

一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统

技术领域

本发明涉及旋切机领域，尤其是涉及一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统。

背景技术

在当今世界的各种能源中，电能是使用最多，耗损较高的能源之一。同时，电动机每年消耗的电能约占总量的60％-70％，是最费电的机电设备。在实际生产应用中，提高电动机的能量转换效率，调节其旋转速度达到生产机械的工艺要求，将对产品质量和节约电能起到良好作用，而在所有的电机中，交流电机约占电机总量的五分之四，其中大多数为异步电机。因此，在用电领域实现交流异步电机的节能运行，可提高能源的利用效率。

在异步电机调速领域，变频调速技术具有精度高、响应快等优点，使用变频器对异步电机进行调速可提高电机转速和力矩的控制精度，使电机在最节能的状态下运行，进而提高相应生产机械的工艺质量和生产效率，因此，研究交流异步电机变频调速技术是非常具有现实意义的。

电力电子技术的快速发展，使变频节能技术被大量使用在各种行业和场合。变频器的内部构成也越来越小型化，在简单化和批量制造中产品的精度和质量上有了进一提高。而变频行业的日新月异将促进电力行业的发展和人类能源环境的进一步优化。所以在大趋势和行业快速推动下，变频器的价值和能效节约上的研究将成为今后的重中之重。

旋切机用于将一定长度和直径的木段加工成连续的单板带，以供生产胶合板、细木上板和其它人造板贴面之用。旋切机的主要技术参数，是可加工木段的最大长度和直径。数控旋切机的出现不仅提高了生产单板的质量和精度，而且还大大提高了生产效率和整机的自动化程度。旋切机是生产胶合板的主要设备之一。旋切机分有卡旋切机，与无卡旋切机，有卡旋切机适用于以大直径木头，无卡的使用用于小直径木头。由于近年来大直径木头越来越少，无卡旋切机使用的更为广泛。

中国专利申请号CN200720181348.0记载了“多台变频器共用制动单元节能装置"，其提供一种多台变频器共用制动单元节能装置，使多台变频器在共用制动单元(回馈制动单元，能耗制动单元)时，达到满足制动功能的前提下，减少对电网的污染，更高效的节能，多台变频器运行更可靠，综合成本更低的目的。但未进行深层次的实际应用，只是停留于变频器可以共母线并且理论上可以节能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，实现实际应用，得到节能目的。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，包括主动辊、从动辊、驱动辊、切刀、台面、铡刀、第一变频器、第二变频器和第三变频器，所述驱动辊、切刀和台面为一体式结构，所述主动辊、从动辊和驱动辊由第一变频器转动控制，所述驱动辊、切刀和台面由第二变频器进给控制，所述铡刀由第三变频器控制，所述第一变频器、第二变频器和第三变频器共用一个母线。

进一步地，所述第一变频器、第二变频器和第三变频器共用一个三相整流桥、接触器、上电电阻缓冲电阻、EMC电路和制动单元。

进一步地，当第一变频器、第二变频器和第三变频器中的一台变频器处于电动状态、一台变频器处于再生制动状态时，再生制动状态的变频器的再生能源在母线上自动均衡，供给电动状态的变频器使用。

进一步地，当第一变频器、第二变频器和第三变频器中的一台或多台变频器紧急制动时，将紧急制动产生的电流供给给电动状态的变频器。

进一步地，所述第一变频器、第二变频器和第三变频器的变频器电路包括相互连接的驱动板和控制板。

进一步地，驱动板包设有电流检测电路、防雷电路、缓冲电路、开关电源、制动电路、整流电路、逆变电路、风扇电路、温度检测电路和缺相电路。

进一步地，控制板设有开关量输入电路、高速脉冲输入电路、面板电位器、模拟量输入电路、模拟量输出电路、485通讯电路、AD采样电路和母线电压检测电路。

进一步地，所述第一变频器用于控制夹住原木的驱动辊和从动辊。

进一步地，所述第二变频器用于控制驱动辊、切刀和台面组成的刀架的进给速度。

进一步地，所述第二变频器用于控制铡刀切割。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明提出在无卡旋切机上使用专用的变频器，这样可以提高旋切机的工作效率并且可以使得设计出来的变频器更加符合旋切机的工作需求。

(2)使用共母线方案的变频器可以节约制作成本，变频器电路主要分为驱动板和控制板，采用一拖三的电路，实现三台变频器通过共用一个三相整流桥，接触器，上电电阻(缓冲电阻)，EMC电路和制动单元。

(3)无卡旋切机上电机同时工作时，若其中一台处于电动状态，另一台处于再生制动状态。将变频器的直流母线并联，再生能源在直流母线上自动均衡，可以供给电动状态的电机使用，从而减少整个系统从电网吸收的电能，达到节能的目的。

(4)电机紧急制动时产生的大电流会对直流母线产生影响，现有技术通常通过制动单元或制动电阻去抵消，而本发明此时接供给电动状态的电机使用。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统的结构框图；

图2为本发明实施例中提供的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统的总体结构三维示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统的正视图；

图中，1、原木，2、从动辊，3、主动辊，4、驱动辊，5、切刀，6、台面，7、铡刀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

实施例1

本实施例提供一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，包括主动辊、从动辊、驱动辊、切刀、台面、铡刀、第一变频器、第二变频器和第三变频器，驱动辊、切刀和台面为一体式结构，主动辊、从动辊和驱动辊由第一变频器转动控制，驱动辊、切刀和台面由第二变频器进给控制，铡刀由第三变频器控制，第一变频器、第二变频器和第三变频器共用一个母线。

相当于，本实施例在无卡旋切机上使用共母线变频器，将无卡旋切机中用来控制夹住原木的驱动辊和从动辊的第一台变频器，控制刀架进给速度的第二台变频器和控制把旋切下的薄木片用铡刀切成宽度相同的木片的第三台变频器用共母线的方式，变成一拖三的结构。

根据图2和图3，其工作流程如下：无卡旋切机上的主动辊3、从动辊2和驱动辊4由第一台变频器控制，它们用相同的旋转速度夹住原木1，带动原木1一同旋转，然后原木1在旋转的过程中通过切刀5，将原木1旋切成薄木片。无卡轴旋切机床旋切过程中，随着被旋切的原木1直径的减小，刀架要不断往前进给，台面6、驱动辊4和切刀5是一体的结构，它们由第二台变频器控制，随着原木1直径的缩小不断向着主动辊3和从动辊2靠近，然后被旋切下的薄木片用由第三台变频器控制的铡刀7切成宽度相同的木片。这三台变频器采用共母线的方式，采用一拖三的电路，实现三台变频器通过共用一个三相整流桥，接触器，上电电阻(缓冲电阻)，EMC电路和制动单元。

本实施例采用共母线方案变频器的旋切机控制系统的特点如下：

第一，本发明提出在无卡旋切机上使用专用的变频器，这样可以提高旋切机的工作效率并且可以使得设计出来的变频器更加符合旋切机的工作需求。

第二，使用共母线方案的变频器可以节约制作成本，变频器电路主要分为驱动板和控制板，采用一拖三的电路，实现三台变频器通过共用一个三相整流桥，接触器，上电电阻(缓冲电阻)，EMC电路和制动单元。

相当于，第一变频器、第二变频器和第三变频器共用一个三相整流桥、接触器、上电电阻缓冲电阻、EMC电路和制动单元。

第三，无卡旋切机上电机同时工作时，若其中一台处于电动状态，另一台处于再生制动状态。将变频器的直流母线并联，再生能源在直流母线上自动均衡，可以供给电动状态的电机使用，从而减少整个系统从电网吸收的电能，达到节能的目的。

相当于，当第一变频器、第二变频器和第三变频器中的一台变频器处于电动状态、一台变频器处于再生制动状态时，再生制动状态的变频器的再生能源在母线上自动均衡，供给电动状态的变频器使用。

第四，电机紧急制动时产生的大电流会对直流母线产生影响，通常通过制动单元或制动电阻去抵消，而此时可以直接供给电动状态的电机使用。

相当于，当第一变频器、第二变频器和第三变频器中的一台或多台变频器紧急制动时，将紧急制动产生的电流供给给电动状态的变频器。

另外，如图1所示，第一变频器、第二变频器和第三变频器的变频器电路包括相互连接的驱动板和控制板。

驱动板包设有电流检测电路、防雷电路、缓冲电路、开关电源、制动电路、整流电路、逆变电路、风扇电路、温度检测电路和缺相电路。

控制板设有开关量输入电路、高速脉冲输入电路、面板电位器、模拟量输入电路、模拟量输出电路、485通讯电路、AD采样电路和母线电压检测电路。

本实施例设计出一种采用共母线方案变频器的无卡旋切机控制系统。此旋切机控制系统使用多个变频器共同协作，首先设计一种旋切机专用的一拖三变频器，即一个变频器带动三个电机，以此节约成本，并通过专门的算法使得原木被刨切后的木皮厚薄均匀，精度高，表面光滑本控制系统旨在设计出的变频器结构简单，低成本，高可靠性，安装调试简单，操作方便。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，包括主动辊、从动辊、驱动辊、切刀、台面、铡刀、第一变频器、第二变频器和第三变频器，所述驱动辊、切刀和台面为一体式结构，所述主动辊、从动辊和驱动辊由第一变频器转动控制，所述驱动辊、切刀和台面由第二变频器进给控制，所述铡刀由第三变频器控制，其特征在于，所述第一变频器、第二变频器和第三变频器共用一个母线。

2.根据权利要求1所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，所述第一变频器、第二变频器和第三变频器共用一个三相整流桥、接触器、上电电阻缓冲电阻、EMC电路和制动单元。

3.根据权利要求2所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，当第一变频器、第二变频器和第三变频器中的一台变频器处于电动状态、一台变频器处于再生制动状态时，再生制动状态的变频器的再生能源在母线上自动均衡，供给电动状态的变频器使用。

4.根据权利要求2所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，当第一变频器、第二变频器和第三变频器中的一台或多台变频器紧急制动时，将紧急制动产生的电流供给给电动状态的变频器。

5.根据权利要求2所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，所述第一变频器、第二变频器和第三变频器的变频器电路包括相互连接的驱动板和控制板。

6.根据权利要求5所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，驱动板包设有电流检测电路、防雷电路、缓冲电路、开关电源、制动电路、整流电路、逆变电路、风扇电路、温度检测电路和缺相电路。

7.根据权利要求5所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，控制板设有开关量输入电路、高速脉冲输入电路、面板电位器、模拟量输入电路、模拟量输出电路、485通讯电路、AD采样电路和母线电压检测电路。

8.根据权利要求1所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，所述第一变频器用于控制夹住原木的驱动辊和从动辊。

9.根据权利要求1所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，所述第二变频器用于控制驱动辊、切刀和台面组成的刀架的进给速度。

10.根据权利要求1所述的一种采用共母线方案变频器的旋切机控制系统，其特征在于，所述第二变频器用于控制铡刀切割。

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