专利名称：一种拉丝机专用变频器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及变频器技术领域，尤其是指一种拉丝机专用变频器及其控制方法。
背景技术：
现有的变频器可分为通用型和专用型的，通用型变频器大多只适用于单台机器控制，两台或多台联动方面的功能不是很齐全，各种品牌的变频器功能的侧重点不同；专用型 的如各厂家推出的注塑机专用变频器，也有厂家推出了有比较功能和算术功能的变频器， 这种变频器在两台或多台联动方面的功能前进了一步。直进式拉丝机一般包括两个或两个以上的拉丝单元，拉丝单元包括驱动线筒转动 的电动机及与电动机电连接的变频器，利用变频器的变频功能实现对电动机的调速作用。变频器在直进式拉丝机上比例联动的现状由PLC、触摸屏、反馈装置和变频器组 成；触摸屏的作用是人机对话，更换模具时操作员通过触摸屏向PLC输入数据；类似于张力 架的位置检测装置，将位置变化反馈回变频器。其中，PLC有两个作用，一是控制各拉丝单 元的启动、停车、点动以及其它相应的逻辑关系；二是完成复杂的编程和计算。变频器在直进式拉丝机上比例联动的现状的缺点程序编写和程序控制都是通过 PLC来完成的，PLC编程和计算比较复杂，并且编程过程中有很多数据是现场调试人员现场 采集的，准确度较低，另外，编好的程序在这台机器上能用，复制到另一台机器上又不能用， 通用性较差，难以推广应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种编程简单、程序通用性高的一种拉丝机专用 变频器及其控制方法，将运算程序固化于变频器内，无需再次编写和调试程序即可投入使 用。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种拉丝机专用变频器，η为非零自然数，第n+1个拉丝单元变频器内设有输出频 率fn+1的运算程序，运算步骤包括a)获取微调修正系数Ictl的数据，获取第η个拉丝单元的电机额定转速ηη的数据、 传动比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据，获取第n+1个拉丝单元的电机 额定转速nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；b)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为 c)获取第η个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；d)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的 总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第η个拉丝单元的变频器输 出频率4的比值，其计算公式为
fn+1 = fnXkn+1 ；
所述η为非零自然数，第一个拉丝单元的变频器的输出频率为第一个电动机的 额定频率。其中，所述微调修正系数Iitl的取值范围为0. 99 1. 01。其中，所述变频器包括整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱 动电路。第n+1个拉丝单元的变频器的控制方法包括a)获取微调修正系数Ictl的数据，获取第η个拉丝单元的电机额定转速ηη的数据、 传动比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据，获取第n+1个拉丝单元的电机 额定转速nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；b)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为 c)获取第η个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；d)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的 总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第η个拉丝单元的变频器输 出频率4的比值，其计算公式为fn+1 = fnXkn+1 ；e)按照步骤d)得出的输出频率传输给第n+1个电动机；所述η为非零自然数，第一个拉丝单元的变频器的输出频率为第一个电动机的 额定频率。其中，所述微调修正系数Iitl的取值范围为0. 99 1. 01。其中，所述变频器包括整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱 动电路。本发明的有益效果在于本发明提供了一种拉丝机专用变频器及其控制方法，将运算程序固化于变频器 内，无需再次编写和调试程序即可投入使用，省掉了 PLC的编程和计算，将拉丝的规律编好 公式放在变频器内部，复杂的计算由变频器来完成，输入数据即可使用，省掉了触摸屏，降 低了生产成本。另外，普通电工按变频器说明书就可调试机器，实用性非常强，为拉丝专用 变频器的发展指明了方向，为直进式拉丝机的低成本推广应用打下了基础。
图1是本发明所述第二个拉丝单元的变频器运算的逻辑原理框图；图2是本发明所述第η个拉丝单元以及第n+1个拉丝单元的变频器运算的逻辑原 理框图；图3是本发明实施例总修正系数计算单元示意图。
具体实施例方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。如附图1至3所示，一种拉丝机专用变频器，所述一种拉丝机专用变频器内设有输 出频率fn+1的运算程序，运算步骤包括a)获取微调修正系数Ictl的数据，获取第η个拉丝单元的电机额定转速ηη的数据、 传动比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据，获取第n+1个拉丝单元的电机 额定转速nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；b)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为； c)获取第η个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；d)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的 总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第η个拉丝单元的变频器输 出频率4的比值，其计算公式为fn+1 = fnXkn+1 ；所述η为非零自然数，第一个拉丝单元的变频器的输出频率为第一个电动机的 额定频率。直进式拉丝机一般包括两个或两个以上的拉丝单元，拉丝单元包括驱动线筒转动 的电动机及电动机与电动机电连接的变频器，利用变频器的变频功能实现对电动机调速作 用，进而实现对线筒的调速。第n+1个拉丝单元的变频器按照步骤d)得出的输出频率传输 给电动机，实现对电动机的转速控制，所述η为非零自然数。需要说明的是，第1个拉丝单 元的变频器的输出频率为电动机的额定频率。在本实施例中，变频器为现在通用型的变频器，包括整流桥、逆变桥、中间直流电 路、预充电电路、控制电路、驱动电路等。运算工作原理如下将变频器安装于拉丝单元后，由于运算程序已经固化在变频 器内，在进行拉丝加工前，只需要将微调修正系数h的数据、上一个拉丝单元(即第η个拉 丝单元)的电机额定转速^的数据、传动比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径DnW 数据以及当前拉丝单元(即第n+1个拉丝单元)的电机额定转速nn+1的数据、传动比in+1的 数据、线筒直径Cllri的数据、模具孔径Dn+1的数据输入当前拉丝单元的变频器，经过当前拉 丝单元的变频器的计算后，得到输出频率fn+1 ；第n+1个拉丝单元 的变频器按照步骤d)得出 的输出频率传输给电动机，实现对电动机的转速控制。在拉丝机的拉丝过程中，由于变频器在计算过程中有一定误差，再加上拉丝模的 磨损，有可能导致变频器的输出频率产生误差，为了补偿误差，以减小误差带来的影响，需 要对变频器的输出频率进行进一步的微调。并将最终得出的频率传输给电动机，实现对电 动机的转速控制。本发明提供了一种拉丝机专用变频器及其控制方法，将运算程序固化于变频器 内，无需再次编写和调试程序即可投入使用，省掉了复杂的PLC编程和计算，将拉丝的规律 编好公式放在变频器内部，复杂的计算由变频器来完成，输入数据即可使用，省掉了触摸 屏，降低了生产成本。另外，普通电工按变频器说明书就可调试机器，实用性非常强，为拉丝 专用变频器的发展指明了方向，为直进式拉丝机的低成本推广应用打下了基础。
本实施例的所述微调修正系数Iitl的取值范围为0. 99 1. 01，用于对变频器的计算结果进行微调，以减小因为输入数值的误差和计算过程中产生的误差，从而提高拉丝机 的加工质量。本实施例的所述变频器包括整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电 路、驱动电路。变频器采用市场上通用的变频器，获取带有上述功能的变频器比较容易实 现。第n+1个拉丝单元的变频器的控制方法包括a)获取微调修正系数Ictl的数据，获取第η个拉丝单元的电机额定转速ηη的数据、 传动比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据，获取第n+1个拉丝单元的电机 额定转速nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；b)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为 c)获取第η个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；d)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的 总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第η个拉丝单元的变频器输 出频率4的比值，其计算公式为fn+1 = fnXkn+1e)按照步骤d)得出的输出频率传输给第n+1个电动机；所述η为非零自然数，第一个拉丝单元的变频器的输出频率为第一个电动机的 额定频率。在控制方法中，所述微调修正系数Ictl的取值范围为0. 99 1. 01，用于对变频器的 计算结果进行微调，以减小因为输入数值的误差和计算过程中产生的误差，从而提高拉丝 机的加工质量。在控制方法中，所述变频器包括整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制 电路、驱动电路。变频器采用市场上通用的变频器，获取带有上述功能的变频器比较容易实 现。需要补充说明的是在拉丝机的拉丝过程中，由于变频器在计算过程中有一定误 差，再加上拉丝模的磨损，有可能导致变频器的输出频率产生误差，为了补偿误差，以减小 误差带来的影响，需要对变频器的输出频率进行进一步的微调。并将最终得出的输出频率 传输给电动机，实现对电动机的转速控制。上述实施例为本发明较佳的实现方案之一，除此之外，本发明还可以其它方式实 现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种拉丝机专用变频器，其特征在于第n+1个拉丝单元变频器内设有输出频率fn+1的运算程序，运算步骤包括a)获取微调修正系数k0的数据，获取第n个拉丝单元的电机额定转速nn的数据、传动比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据，获取第n+1个拉丝单元的电机额定转速nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；b)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为 <mrow><msub> <mi>k</mi> <mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>n</mi><mi>n</mi> </msub> <msub><mi>n</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mfrac><mo>×</mo><mfrac> <msub><mi>i</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub> <msub><mi>i</mi><mi>n</mi> </msub></mfrac><mo>×</mo><mfrac> <msub><mi>d</mi><mi>n</mi> </msub> <msub><mi>d</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mfrac><mo>×</mo><mfrac> <msubsup><mi>D</mi><mi>n</mi><mn>2</mn> </msubsup> <msubsup><mi>D</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow><mn>2</mn> </msubsup></mfrac><mo>×</mo><msub> <mi>k</mi> <mn>0</mn></msub><mo>;</mo> </mrow>c)获取第n个拉丝单元的变频器的输出频率fn；d)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第n个拉丝单元的变频器输出频率fn的比值，其计算公式为fn+1＝fn×kn+1；所述n为非零自然数，第一个拉丝单元的变频器的输出频率f1为第一个电动机的额定频率。
2.根据权利要求1所述的一种拉丝机专用变频器，其特征在于所述微调修正系数h 的取值范围为0. 99 1.01。
3.根据权利要求1所述的一种拉丝机专用变频器，其特征在于所述变频器包括整流 桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱动电路。
4.一种拉丝机专用变频器的控制方法，其特征在于第n+1个拉丝单元的变频器的控 制方法包括a)获取微调修正系数h的数据，获取第n个拉丝单元的电机额定转速nn的数据、传动 比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据，获取第n+1个拉丝单元的电机额定 转速nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；b)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为x^x^-x-^-x^o ；C)获取第n个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；d)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的总修 正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第n个拉丝单元的变频器输出频 率4的比值，其计算公式为 ，e)按照步骤d)得出的输出频率传输给第n+1台电动机；所述n为非零自然数，第一个拉丝单元的变频器的输出频率为第一个电动机的额定频率。
5.根据权利要求4所述的一种拉丝机专用变频器的控制方法，其特征在于所述微调 修正系数h的取值范围为0. 99 1. 01。
6.根据权利要求4所述的一种拉丝机专用变频器的控制方法，其特征在于所述变频 器包括整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱动电路。
全文摘要
本发明涉及变频器技术领域，尤其是指一种拉丝机专用变频器及其控制方法，将运算程序固化于变频器内，无需再次编写和调试程序即可投入使用，省掉了复杂的PLC编程和计算，将拉丝的规律编好公式放在变频器内部，复杂的计算由变频器来完成，输入数据即可使用，省掉了触摸屏，降低了生产成本。另外，普通电工按变频器说明书就可调试机器，实用性非常强，为拉丝专用变频器的发展指明了方向，为直进式拉丝机的低成本推广应用打下了基础。
文档编号H02P5/74GK101860291SQ20101017659
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者陈文学 申请人:东莞市科力钢铁线材有限公司