墨斗辊电机电路巧改

鲁骏+叶延茂+凌云

我公司一台高斯环球70型报纸轮转印刷机（以下简称“70机”）经过长年高负荷运转，总是出现一些故障，其中墨斗辊电机故障是较为典型的问题之一。印刷过程中，如果墨斗辊突然转速不稳或停止转动，即使工作人员以最快的速度去处理，也会因为墨斗辊电机安装位置的特殊，故障处理不方便而延长维修处理时间，从而严重耽误报纸生产。

为了彻底解决这一问题，我们对墨斗辊电机的电路进行了一系列检查、设计和改造，下面笔者就将墨斗辊电机的电路改造过程与大家共享。

故障分析

70机墨斗辊采用的是直流电机驱动，一般直流电机都安装有碳刷，而碳刷在使用一段时间后必然会有所磨损，磨掉的碳粉便会积留在电机换向器上，久而久之就会造成电机停转，而且这些碳粉还会引起短路，从而烧坏驱动器。

由于墨斗辊电机的安装位置比较特殊，方便操作的位置基本上都被机器墙板遮挡住了，因此要想更换碳刷是一件很麻烦的事情，尤其在生产非常紧张的夜班，墨斗辊电机故障会对操作人员和设备维修人员造成不小的困扰。因此，将直流驱动改为变频驱动是一项很必要的技术改造。

改造过程

图1是改造前的墨斗辊电机电路图。从图1可以看出，每个单元的2个墨斗辊电机分别由各自的SSD 507直流驱动器驱动。SSD 507直流驱动器的控制信号来自喷水杆控制器PN859，在PN859控制器和SSD 507直流驱动器之间还有一个设备PN807。经过查找资料和现场测量发现，PN859控制器的模拟量输出电压范围是0～5V，且机器速度越快，电压线性越大，而直流驱动器SSD 507直流驱动器接收的是0～10V的电压。由此可以断定，PN807的作用就是将PN859控制器0～5V的模拟量信号同比例放大到0～10V，并分配至2台SSD 507直流驱动器上的SP端口，使两者的速度范围一致。另外，SSD 507直流驱动器的运行信号由PN859控制器内部的常开触点NO_A/B直接控制，低电平有效。

由此我们便了解了运行信号和速度信号的输出方式，并由此可以根据自己选择的变频器进行相应信号的连接。图2是改造后的墨斗辊电机电路图。

本次改造中我们采用的是Lenz公司的8200矢量变频器，也可以选用与其他设备相同的变频器型号，这是因为，选购同种类型的变频器可节约一定的备件成本。与SSD 507直流驱动器不同的是，8200矢量变频器的使能信号EN是高电平有效，点动速度可根据E1、E2的电平高低组合来控制（图2中采用的是E2高电平控制），速度信号AIN由模拟量电压输入，8200矢量变频器的电压范围为0～5V或0～10V，因此可省去直流控制方式中的PN807控制器，而直接将PN859的速度信号端子与变频器的AIN相接。T1、T2是接在电机内部的温度传感器，在没有使用的情况下可将其短接，至此，外围控制电路的连接便完成了。

在变频器参数方面，首先，必须将频率给定方式选择为外部电压控制方式；其次，模拟量输入采用0～5V的电压范围，最低速度、最高速度以及加减速时间等参数均可根据实际需求进行更改。具体参数设定及方法，可参照所选变频器的说明书。

电路设计好后，将原来的直流电机更换为变频电机。由于减速器的存在，电机功率并不需要很大，与直流电机功率相当即可。值得注意的是，选择的变频电机转子轴的尺寸需要与减速器匹配，否则无法直接安装。在安装位置上，可以拆除原来的PN807和SSD 507直流驱动器，这样在电柜里就有足够的空间进行变频器的安装、接线。

我公司在2011年就将4个塔、32个墨斗辊电机全部改为变频驱动方式，经过两年多的运行，目前墨斗辊故障率几乎为零，调速效果理想，运行相当稳定，如此，我们节约了数十万元的维修成本，同时还保证了报纸生产时效。这样的改造可谓“一劳永逸”。有了70机墨斗辊电机电路的改造经验，我们又将此项改造技术成功运用到了高斯URBANITE II的纸架改造上，运行效果同样非常好。