永磁式同步电机的伺服系统在短纤维装置的应用

　　永磁式同步电机组成的伺服系统常用于快速、准确、精密的位置控制场合，电机体积小、质量轻、效率高，转子无发热问题。洛阳石化短纤维车间丝束落桶装置，采用两台永磁式同步电机，分别拖动辊轮架小车左右往复和辊轮前后往复运动，从而使落到辊轮上丝桶里的丝束铺放均匀。本文将对采用西门子6FK型永磁式同步电机，西门子6SE70系列小型交一直一交变频器，S7—300PLC组成的系统进行详细的介绍，并指出运行维护中出现的问题，以供大家参考。

　　1 基本情况

　　落桶装置的简单示意图如图1所示。

　　整个生产区域分为三个区：进桶区、卸桶区、运行区。在运行区，小车左右往复运动，B8接近开关是它的行程中心校准点。轮辊前后运动，B15接近开关是它的行程中心校准点。进桶区，空桶用搬运车放至进桶位时，B2接近开关点亮，人桶电机启动，空桶进行至B1接近开关后人桶电机停止。丝束落桶选择的周期时间到时后，小车快速校准于中间位置制动静止；辊轮变速拖动满桶向前运行，到达向前运动设定最远行程后，人桶电机启动，空桶上轮架。轮辊向后运动时拖动满、空两桶，B13光电开关激活时，出桶电机启动，引导满桶至卸桶区。B13光电开关检测到满、空桶两者之间的空隙时，轮辊电机制动开始向后运动。满桶至B3接近开关后，出、人桶电机同时停止运行。一个完整的生产循环周期结束，重新计时开始。

　　2 伺服系统的硬件组成

　　该系统的人机端面采用西门子OP27操作面板，它与西门子S7—300PLC交换信息，并向其发出控制指令。PLC轨架上组合有西门子S7—315型CPU，两块FM350计数模块，数字输人、输出模块，通讯模块等。S7—300CPU与两台西门子6SE70系列小型交一直一交变频器串级通讯联接，完成对轮辊、小车电机运动的方向、速度变化的控制。计数模块接收6SE70变频器端子排414上的脉冲信号，收集计算同步电机的方向、速度值。PLC输人模块引人信号有该系统的自动/手动选择按钮，接近开关、光电开关反馈的信号等。输出模块发出指令，控制总开关，变频器的输出接触器，人、出桶电机接触器的闭断等。

　　3 永磁式同步电机的自控方式

　　永磁式同步电机在变频器的作用下，逐渐升频完成启动，其自控式变频调速系统功能图如图2所示。该系统把来自测速机的信号进行分析，判明同步电机转子的真实位置和转速后，控制变频器输出三相电压、电流的频率，幅值和初始相位，达到同步转速跟踪转子转速的目的。

　　3.1 测速机的信号