卷烟机技师论文

山东中烟工业有限责任公司青岛卷

烟厂

维修电工技师鉴定毕业设计

题目：GD包装机下烟库拨烟辊电机变频改造

姓名：

单位：山东中烟工业有限责任公司青岛卷烟厂

指导教师：

2010年7月5日

GD包装机下烟库拨烟辊电机变频改造

摘要

GD包装机的下烟库拨烟辊电机控制是由直流驱动实现，调速不方便，直流电机驱动器抗干扰和耐热能力不强，碳刷易磨损，严重可造成电枢环火，由于电机安装是平置的,碳刷电枢部分容易进油直接造成电机损坏，驱动器也极易损毁，故在设备运转中常常由于晃烟电机运转不稳定导致整套设备的稳定性差，维护频率增高。而直流驱动器和直流电机不但价格昂贵，维修成本始终居高不下之外，而且其备件组织的周期也长。随着烟草行业对产品质量的要求越来越高，以及对设备的稳定性、设备维护成本的要求越来越高，这就需

要减少设备的故障率和减少设备的维护率，为此，将拨烟辊电机改造为用变频控制的三相异步电动机，改造后的结果就是有效地减少了维修、维护的时间，提高了设备有效作业率。

关键词: GD包装机直流电机伦次变频三相异步电动机频压模块

目录

前言 (1)

1．设计要求、分析与设计缺陷 (2)

1.1 设计要求 (2)

1.2 设计要求分析 (3)

1.3 设计缺陷 (3)

2．选题背景与论证方案 (4)

2.1 选题背景 (4)

2.2 论证方案 (5)

3．改造方案实施与工作原理 (6)

3.1 改造方案 (6)

3.2 改造系统框图 (7)

3.2 改造后的工作原理分析 (7)

4．变频器说明 (9)

4.1 变频器的工作原理 (9)

4.2 变频器控制接线 (10)

4.3 变频器的端子说明 (10)

4.4 变频器驱动输出的条件 (12)

4.5 变频器的操作面板及其操作说明 (12)

4.6 变频器的故障代码、原因及其排除方法 (13)

4.7 改造时变频器的几个主要参数的修改 (14)

结论 (15)

谢辞 (15)

参考文献 (16)

附录 (17)

附录1 GD包装机下烟库拨烟辊电机原控制原理图 (17)

附录2 改造的电器原理接线图 (18)

前言

GD包装机是我国于上世纪八十年代从意大利引进的香烟包装设备，该设备在我国各

个卷烟生产企业中都有应用。但是，随着时间的推移以及现代科学技术生产力的高速发

展，此包装机机组的技术缺陷日益突出。在电气传动方面,其控制方式、控制器件的单一性

和局限性、不仅严重影响了生产，降低了设备的有效作业率，也使维修费用居高不下，生

产成本提高，这同建立现代企业制度的要求根本相悖,也远低于现代化生产工厂的需求。本

着为企业高度负责的精神，决定对拨烟辊电机及其控制系统进行改造。通过运用现代控制

技术，攻克技术难关，为企业节能降耗,将“科学技术是第一生产力”这一理念付诸实践。

GD包装机烟库拨烟辊电机原设计是用一直流驱动器控制的直流电机，通过驱动器的

控制，电机按设备所匹配的速度进行运转，使烟支能够以合适的速度、合理的工艺要求，

均匀地落入到下烟库通道中，继而被包装成盒,作为成品烟流入到市场。

对下烟库拨烟辊电机的改造就是本着对原设计的卷烟产品工艺要求，在设备的硬件和

硬件控制方面下功夫，用通用型的伦次变频器控制一个三相异步电动机，以同样的效果完

成相同的驱动要求，同时又做到了节能、更易于调速、减少了故障率和维护率，使设计本

身更接近于通用化、方便化，从而克服了烟草设备在电器行业内的局限性和垄断性。

1．设计要求、分析与设计缺陷

1.1 设计要求

GD包装机下烟库如下图所示

图1-1.1 GD包装机下烟库示意图

GD包装机下烟库拨烟辊电机如下图所示

图1-1.2 GD包装机下烟库拨烟辊电机示意图

GD包装机下烟库（如图1-1.1所示），烟支自上游机落入并填充到烟库当中，拨烟辊（如图1-1所示）的作用就是通过其辊棒左右来回的旋转，使烟支以设备所匹配的速度均匀而缓和地流入到下烟通道之中，为下一步进入烟支模盒做好准备。

拨烟辊电机（如图1-1.2所示）的作用就是通过其驱动装置，按设备所要求的速度驱动与拨烟辊相连接的齿轮箱，使拨烟辊辊棒左右旋转，将烟支送入到下烟通道之中。

1.2 设计要求分析

拨烟辊驱动电机带动20个搅动辊和一个拍打器。通过搅动辊和拍打器不停地动作，使烟支顺利地下落到下烟通道内。

下烟库中的烟支经过拨烟辊流入到下烟通道时，拨烟辊的左右旋转速度既不能太快、又不能太慢。如果速度过快，就容易使烟支在下落过程中由于频繁的旋转造成空头烟、甚至使烟支表面造成褶皱，严重地影响了烟支的内在质量和外观质量；而如果拨烟辊的速度过慢，则容易造成烟库中的烟支在进入下烟通道时不流畅、不连贯，使得进入到烟支模盒中的烟支不全，造成设备的剔除与停机，频繁的停机就使得设备的有效作业率大大降低。这两种情况都不是一个现代化企业所要求的。

GD公司在原设计上是通过一直流驱动器来控制一直流电机来完成对拨烟辊的驱动（其电器控制原理如附录1）。2M614为直流电机，由控制柜内的一直流控制器A456控制，2G614为一测速电机，用来测量2M614的速度。电机速度的参考值是由PLC输出的，通过N2模拟板第四路输出给控制器A456一频率信号，频率信号的大小决定电机速度的快慢。

1.3 设计缺陷

原GD包装机烟库下烟器驱动采用永磁直流伺服控制模式，由一个永磁直流伺服电机（2M614）作为动力源。该系统存在以下缺陷：

(1)永磁直流伺服电机易烧毁。因为该电机是水平方向安装，当油密封圈老化时，下烟器减速箱内的液体润滑油会沿电机轴渗透密封圈进入电机内部，然后逐渐溶解电机定子绕组上的绝缘漆，溶解达到一定程度时，绝缘漆被击穿，定子绕组间发生短路而使电机烧毁。

(2)电机伺服板(A456)易损坏。该板采用GAL(通用阵列逻辑)器件1 6V8作为伺服的核心器件，原理复杂，器件多，系统可靠性低，故障率高，而且是四层板结构，所以故障很难排除。另外，伺服控制实时性较差，当电机因绕组间绝缘强度降低或其他原因而发生过流时，该伺服系统不能及时作出反应，结果导致电机被烧坏，伺服板也同时损坏。

(3)直流电机要定期清洁换向器，而且需要更换碳刷。这既增加了维护工作量，又降低了生产效率。