CN201233677Y - 交流变频调速实训装置 - Google Patents

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吴晓帆
徐学艺
冯惕
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Abstract

本实用新型提供了一种交流变频调速实训装置，该装置包括电源，电源为系统各设备供电，通用变频器，通用变频器连接放卷驱动电机，与定位器、编码器及PLC组成手动与自动电机转速控制系统，还包括张力控制对象单元，矢量变频器，矢量变频器与收卷驱动电机相连接，与PLC及触摸屏计算机组成张力控制系统。用综合变频调速技术训练替代了单一变频调速技术训练，使学生能广泛适应各种工业现场的交流变频调速技术运用。

Description

交流变频调速实训装置
技术领域
本实用新型涉及一种变频调速装置，特别涉及一种交流变频调速技术的训练装置。
背景技术
最近十多年来，由于电力电子器件与微电子、单片机及PWM控制技术的迅猛发展，出现了交流电动机变频调速传动，其效率较高、操作方便、而且调速性能可以与直流电动机调速传动相媲美，所以交流变频调速传动是目前最好的调速传动方式，交流变频调速技术已在机械制造、冶金化工、电力、交通、采矿、建材、轻工、环保、食品等各行各业广泛应用，企业的相关技术人才严重匮乏，相关技术人才的市场供给严重不足。
现场交流变频调速设备一般都是为正常生产而连续运行的，通常只能供学生参观性的学习，极少甚至没有厂家愿意将设备停下让学生真正动手去做安装、接线、设置参数、系统调试等专业技术训练。即使可以提供培训，现场设备也很难找到技术涵盖较全面、适宜学生由浅入深逐步提高综合能力、培养潜力的合适设备，要么就是简单的手动调速，要么是复杂的控制系统。到设备现场去培训也受时间和空间上的限制。所以设计一种好的交流变频调速实训装置适应市场技术人才培养的需求势在必行。
目前，国内高校用于教学的交流变频调速技术训练装置是由通用变频器、三相异步电机、电位器、转速表组成，通过手动旋转电位器来调整变频器的输出频率从而达到对电机转速进行控制的目的。但是，大多数行业的交流变频调速技术不仅仅是通过手动旋转电位器来控制电机转速，单一的变频调整的方式也远远满足不了生产控制需要的。这样一来，高校对学生进行交流变频调速技术的学习和训练的深度和广度与企业需求差距很大，实用性也不强，造成教学与社会的实际需求严重脱节。
发明内容
为了改变当今高校教学实训内容与交流变频调速技术在各行业的实际运用脱节的现状，本实用新型提供一种交流变频调速实训装置，用综合变频调速技术训练替代了单一变频调速技术训练，使学生能广泛适应各种工业现场的交流变频调速技术运用。
本实用新型的技术方案是：一种交流变频调速实训装置，包括电源，电源为系统各设备供电，通用变频器连接控制电机转速，还包括张力控制对象单元，矢量变频器，PLC控制单元，张力控制对象单元包括放卷单元，活套调节辊单元，收卷单元和张力检测单元，通用变频器连接控制放卷单元中的放卷驱动电机，矢量变频器连接控制收卷单元中的收卷驱动电机，张力检测单元对张力进行检测，检测信号接入PLC控制单元的输入端，PLC控制单元的输出端连接通用变频器和矢量变频器，检测信号接入后PLC控制单元经过运算输出连续的模拟控制信号给矢量变频器，对收卷驱动电机的转速进行控制，以实现恒张力卷绕控制。
所述通用变频器连接有手动电位器，用来手动调节通用变频器的频率从而实现手动对放卷驱动电机的控制。
所述放卷驱动电机的电机轴上设有轴编码器，轴编码器连接转速表，用来检测和显示电机的转速。
所述张力检测单元由5个接近开关组成，5个接近开关垂直排放，每个接近开关到位代表不同的张力，检测信号直接接入PLC控制单元。
该装置还包括有带触摸屏的计算机通过其上配有的工控组态软件与PLC控制单元，通用变频器，矢量变频器进行连接通信，监控整个装置。
本实用新型引入了一种工业中广泛应用的张力控制对象，替代了无控制对象的传统的交流调速实训教学装置，而且增加了矢量变频器技术、具有通信功能的PLC控制技术、触摸屏与工控组态软件监控技术，可以让学生接受真实技术的训练，而不是仿真或模拟，真正做到了与工业现场实际操作技术的零距离接触。实训装置不仅使学生对交流变频调速技术由浅入深地、全面地、系统地得到训练，经过该实训装置的训练，学生的综合能力也会大幅度提高，成为深受企业欢迎的有用人才。这种工业广泛应用的交流变频实用技术训练装置必将在很多大中专院校和企业培训部门推广应用，产生巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本实用新型控制系统组成及流程图；
图2为本实用新型张力控制对象结构图；
图3为本实用新型张力检测信号走向图。
其中：1放卷盘；2刹车片；3牵引传动机构；4喂料辊；5牵引辊；6出料辊；7活套调节辊单元；8张力检测单元；9感应块；10收卷盘；11带材。
具体实施方式
如图1所示本实用新型控制系统组成，包括电源，通用变频器G1，通用变频器G1连接有电位器，可以通过电位器手动调节通用变频器的频率从而控制电机转速，通用变频器连接控制放卷单元的放卷驱动电机M1，放卷驱动电机M1的轴上设有轴编码器，轴编码器的信号接入转速表，以上所述装置可以组成手动调速系统部分，本实用新型还包括PLC控制单元，PLC控制单元输出端连接有通用变频器G1，矢量变频器G2，张力检测装置的信号接入PLC控制器，触摸屏计算机使用MPI总线与PLC控制单元进行信息交互，触摸屏计算机连接通用变频器G1和矢量变频器G2可以对他们进行参数设定。
如图2所示为本实用新型张力控制对象结构图，由放卷单元通过带材11依次连接活套调节辊单元7、收卷单元，活套调节辊单元连接张力检测单元8，放卷单元包括放卷盘1，设有刹车片2给放卷盘1制动，牵引传动机构3连接放卷盘1，放卷盘1通过带材11依次连接喂料辊4、牵引辊5和出料辊6，牵引辊5连接放卷驱动电机M1，活套调节辊单元7由两根固定的旋转导辊和一根浮动的导辊构成，活套调节辊单元7的带材上设有代表张力的感应块9，张力检测单元8根据感应块9的位置进行检测，把信号输入PLC控制单元，收卷盘10连接收卷驱动电机M2。
如图3所示张力检测单元Z1由5个接近开关构成，其信号均直接接入PLC控制单元中，PLC控制单元通过运算输出0～10VDC的模拟信号控制矢量变频器G2的输出频率，从而对收卷电机M2进行控制，使张力始终保持在设定的范围内。张力检测装置的5个接近开关安装垂直排放，每个接近开关到位代表不同的张力，5个24VDC的信号同时输到PLC控制单元，PLC控制单元内部通过运算输出0～10VDC的调节信号给矢量变频器进行速度的调节，以达到张力在设定的范围内。

Claims (5)

1、一种交流变频调速实训装置，包括电源，通用变频器连接控制电机转速，其特征是还包括张力控制对象单元，矢量变频器，PLC控制单元，张力控制对象单元包括放卷单元，活套调节辊单元，张力传感单元，收卷单元和张力检测单元，通用变频器连接控制放卷单元中的放卷驱动电机，矢量变频器连接控制收卷单元中的收卷驱动电机，张力检测单元对张力传感单元的进行检测，检测信号接入PLC控制单元的输入端，PLC控制单元的输出端连接通用变频器和矢量变频器。
2、如权利要求1所述的交流变频调速实训装置，其特征是所述通用变频器连接有手动电位器。
3、如权利要求1所述的交流变频调速实训装置，其特征是所述放卷驱动电机的电机轴上设有轴编码器，轴编码器连接转速表，用来检测和显示电机的转速。
4、如权利要求1所述的交流变频调速实训装置，其特征是所述张力检测单元由5个接近开关组成，5个接近开关垂直排放，每个接近开关到位代表不同的张力，检测信号直接接入PLC控制单元。
5、如权利要求1所述的交流变频调速实训装置，该装置还包括有带触摸屏的计算机，带触摸屏的计算机通过其上配有的工控组态软件与PLC控制单元，通用变频器，矢量变频器进行连接通信。
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