变频器在北人J2108印刷机的改造应用

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变频器在北人J2108A印刷机的改造应用 1 引言

目前，电气控制新技术已经广泛应用于国产单张纸平版印刷机上，如PLC、触摸屏、变频器等。这些新型单张纸平版印刷机与若干年前旧型设备相比，具有可靠性高、节能高效、功能完善等优点，而当前许多印刷企业里，老旧型号单张纸平版印刷机仍拥有相当大数量。对它们改造，将PLC、触摸屏全部使用上，需更改大量线路，几乎相当于重新制作电气控制系统。若只针对单张纸平版印刷机主传动部份使用变频器去改造，线路变动小，工作量少。既保留了原有继电接触控制简单、实用特点，又充分发挥了变频器可靠、节能优势，改造性价比高。以下就变频器国产单双色单张纸平版印刷机改造中应用，谈一些体会。

2 工艺介绍

印刷机运转控制的工艺特点

要使得变频器驱动变频电机能良好地应用于印刷机，满足生产工艺的要求，首先要清楚印刷机运转控制的工艺特点，它对变频器的功能提出什么样的要求，然后选择何种型号的变频器，以及如何具体地改造对接原有的线路。

单张纸平版印刷机的运转是由电机通过皮带传动、齿轮传动、链传动带动整机的，各滚筒、牙排、机构之间由机械的连接配合协调动作，所以控制了主传动的电动机就控制了全机的运行状态。在机械调节、检查、安装拆卸PS版和橡皮布、清洁机器时，都需要以手动点车方式控制机器正反向运转，大约4r/min的

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速度比较合适。在印刷暂停期间，为了保证PS版不损坏，墨不干燥，要使机器以相同的速度长车运转。机器开始正式印刷生产时，有一个初始速度，约3000转/小时。当输纸机开始输纸后可以加速，使机器以较高的速度生产，一般是6000～8000转/小时。为了适应不同的生产速度要求，可通过一个调速电位器对高速进行调节，速度的实际值可以通过速度表指示出来。从印刷的高速降到初始印刷速度，有两种情况。一是手动按钮降速，另一是印刷过程中检测到纸张故障，如歪张、无纸、双张等使印刷机自动减速运行，各部分相应地做出协调动作，如离压、停水、离墨、停止输纸等。在生产结束时，按下停车按钮，机器相应地以自由停车方式平缓地停止运转。此外，为了保证人身安全，在印刷机的危险部位安装有安全保护开关或急停按钮，只要这些开关动作，机器无论处于何种状态，都要立即停止，全机紧急制动。 2：变频器基本工作原理

变频器分为交-交和交-直-交两种形式。交-交变频器可将工频交流直接变换成频率,电压均可控制的交流电，又称直接变颇器。而卒一直一交V-叔器则是先把工倾交流电通过整流器变成直流电，然后再把直流电变换成频率、电压均可控制的交流电，它又称为间接变频器。我们的目的是研究通用变频器，所以主要研究交一直一交变频器（以下简称变频器）。

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变频器的基本构成如图所示，

由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制电路组成，分述如下： 1)整流器：电网侧的变流器I是整流器，它的作用是把三相（也可以是单相）交流电整流成直流电。

2>逆变器：负载侧的变流器II为逆变器。最常见的结构形式是利用s个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路，有规律地控制逆变器中主开关器件的通与断，可以得到任意频率的三相交流电输出。

3)中间直流环节：由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动或发电制动状态，其功率因数总不会为1。因此在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲。所以又常称中间直流环节为中间直流储能环节。

4)控制电路：控制电路常由运算电路、检测电路、控制信号的输人输出电路和驱动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。控制方法可以采用模拟控制或数字控制。高性能的变频器目前已经采用微型计算机进行全数字控制。采用尽可能简单的硬件电路，

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主要靠软件来完成各种功能。由于软件的灵活性，数字控制方式常可以完成模拟控制方式难以完成的功能。

5)关于变流器名称的说明：对于交一直一交变频器，在不涉及能量传递方向的改变时，我们常简明地称变流器1为整流器，变流器II为逆变器（见图1一5)，而把图中I . II、 III总称为变频器旧本资料则总称为逆变器）。实际上，对于再生能量回馈型变频器，1. II两个变流器均可能有两种工作状态：整流状态和逆变状态。当讨论中涉及变流器工作状态转变时，工、ｎ不再简称为“整流器”和“逆变器”，而称为“网侧变流器”和“负载侧变流器”。 3. 对变频器的功能的要求

（1）要有三段速度控制、方向控制功能，以满足正反点车、正向低速、印刷初始速度、高速的要求；

（2）高速运转的速度值可变，最好是通过手调电位器方式进行无级调速，以适应不同工艺要求；

（3）机器运转要有速度指示，使操作者明确当前运转状态；

（4）机器的加、减速过程要平稳，快慢适当，做到速度变换时及时平滑无冲击，变频器本身有故障时也要使全机停止运转。

4. J2108A型对开单色胶印机控制电路

J2108A型对开单色胶印机，是目前国内印刷厂使用较多的一种机型，很具有代表性，它具有工作性能稳定、高速高效等特点，最高时速达8000张/h，从给纸、湿润、匀墨到印刷和收纸等过程已全部实

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现了自动化。

一、主电路原理全机共有电动机8台，主电机M1是一台滑差电机，配

有ZLK－IS和ZLK－10型转差离合器自动调速控制装置，调速范围为1：10，转速为120-1200r/min（其原理参阅本书第二章第三节）。低速电机M2（0.8kW,1400r/min）是配有行星摆线针轮减速器的三相

异步电动机，可使印刷机获3.5r/min的转速。M6、M2为收纸气泵，给

纸气泵电机无为3kW的三相鼠笼式异步电动机，M4为主收纸台升降电

机（0.6kW,1400r/min）；M1为给纸台升降电机（0.8kW,1400r/min）；

M8为接纸手电机，采用微型电机（60W，1400r/min）。

5. 变频器的参数选择

根据这些要求可知，绝大多数变频器都可满足，针对所用的场合，选择通用型变频器。电压容量的选择根据所接电源和原机所用的电机。此处使用400V等级，单色机用5.5kW、双色机用11kW的变频器。市场上变频器的种类繁多，一般选择品质优良的主流产品，如三菱A540系列、安川G5、台达等，这些产品虽然价格较高，但质量有保证。

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