复卷机退纸辊直流电机的工作特性
2011-12-14 17:05:39   来源：www.simotd.com   评论：0 点击：

直流电机需要换向机构，对电机容量有很大限制，此外直流电机是饶线式转子，转子高速转动时电机机械强度受到威胁，对转速提高也是很大限制。可靠性降低，维护量大，耗费较大后续资金。电力电子技术发展，交流调速系统也可达到很高性能特别是矢量控制交流变压变频调速系统，坐标变换实现磁场与转矩完全解藕把异步电动机等效成直流电机，静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美，且交流电机本身具有可靠性高、维护量少等优点，交流调速系统许多应用领域具有明显优势，但退纸电机工作特性，直流和交流存优化选择问题。

二、退纸辊负载特性分析

车速处理上退纸辊线速度等于后底辊线速度,但实际上从产生张力角度两者线速度是必然不相等,由下面张力公式也能到左证,设前后底辊线速度为

V2退纸辊线速度为V1,

张力公式：

其中S为纸张截面积；L为后底辊与退纸辊两传动点之间距离；Y为纸张弹性模量。

由上式可知，后底辊线速度V2恒定，要使张力恒定，必须使退纸辊线速度恒定,V=πd n，必须使电机转速  (d为退纸辊带纸直径)，即 （M为电机电磁转矩）,可见复卷机负载特性为恒功率负载特性。本文将以实际复卷机工艺技术参数为例做电机参数计算有关讨论：

复卷机主要技术参数：

幅宽：                  3840mm

最高工作车速：          1800m/min

引纸车速：              <25m/min

纸幅张力：              800N/m

原纸卷最大卷径：        2800mm

原纸轴直径：            464mm

由以上数据可以计算出以下相关数据：

(a)最高（退纸轴）转速：

name=V/πdmin=1800/(π*0.464)=1235.45r/m

(b)最低（退纸轴）转速：

nmin=V/πdmax=1800/(π*2.8)=204.73r/m

(c)调速范围：

D=nmax/nmin=1235.45/204.73=6.0

三、退纸辊为直流电机容量及运行状态分析

3.1   直流电机运行状态分析

直流电机驱动下引纸复卷机中，对退纸辊电机控制是纸幅张力控制关键环节。纸幅张力和工作车速一定情况下，退纸辊电机输出功率一定，但转矩放纸辊卷径减小而减小。设纸幅张力为F,线速度为v,电机感应电动势为E,电枢电流为I,忽略机械摩擦损耗条件下，有公式：

F=EI/V=CeφnI/V           --1

其中：Ce——电机常数

φ——磁通量

n——电机转速

复卷进行，放纸卷直径越来越小，电机转速越来越快。保证张力恒定，需要使--1式分子项为恒值。有两种情况：:当电机转速未能达到额定转速时，保证电机输出转矩足够大，电机磁通为满磁，φ为恒值，这种情况下应使转速与电流乘积为恒值，调整变量为电枢电流；另一种情况是当转速达到额定值后，只能弱磁调速进一步提升转速，此时应保证电流为恒值，而调整励磁使磁通φ与转速乘积为恒值。现实中上述第一种情况一般普遍存，其原因主考虑到成本因素，设备制造厂家经常选用通用型直流电机，而通用型电机并没有足够宽弱磁调速范围，必然有一段工作过程是处满磁状态下，即上述第一种情况。