ZL22成型机制动电阻保护系统的设计及应用

ZL22成型机制动电阻保护系统的设计及应用

余争光

（四川中烟工业有限责任公司 绵阳卷烟厂，绵阳 621000)）

摘要：针对ZL22成型机制动电阻铝壳散热器散热量太小导致成型机故障停机时间长问题，设计了一种ZL22成型机制动电阻保护系统。通过设计温度异常控制电路对制动电阻温度监测，利用点对点散热装置及时对制动电阻产生的热量进行疏导。通过该系统应用，与应用前进行了比较，该系统温度异常控制电路可以对制动电阻的温度进行监测，点对点散热装置风量可以对制动电阻产生的热量进行及时的疏导，能提高制动电阻的散热量。研究结果表明，本系统对成型机故障时间效率有显著提升，共计提升1005.43%。

关键词：ZL22成型机；制动电阻；温度异常控制电路；点对点散热装置

1 引言

ZL22成型机型号为ZL22，简称K2，由开松机（YL12D）、卷制成型机（YL22D）、装盘机（YJ35）构成的滤棒成型装置，是香烟滤嘴棒生产的主流设备。ZL22成型机所使用的伺服驱动电机采用制动电阻的方式实现电机的制动。伺服电机在制动过程中需要保持稳定性,以避免出现震动、失速等现象，伺服制动电阻可以通过调节阻值来控制制动力度,从而保持制动的稳定性。当伺服电机停止运转时,需要消耗其动能，伺服制动电阻可以通过将电机的动能转化为热能来完成这一过程,从而实现电机的快速停止。在制动的过程中，制动电阻会产生大量的热量，过高的热量会使得制动电阻烧坏。制动电阻的电控柜采用冷却风扇散热，散热效果差且没有温度监控，多次出现因散热不及时导致制动电阻烧毁的情况，降低了设备运行效率，提高了设备维护成本，甚至可能出现电控柜着火的危险情况。因此，对制动电阻的进行温度监控与散热显得极其重要。

2 制动电阻保护系统

2.1温度异常控制电路

点对点散热装置及时对制定电阻产生的热量通过压缩空气进行疏导，传感器检测到温度高于设定值时，运行指示灯亮，点对点散热装置启动；低于设定值时运行指示灯灭，点对点散热装置停止工作。设计了电气原理图，其工作原理为当温度高于65度散热装置开始工作，运行指示灯亮；当温度低于55度散热装置停止工作，运行指示灯灭。

2.2点对点散热装置

根据热力学公式可知：，，其中，，，通常气压、密度的条件下,根据调查得知，制动电阻的发热功率为:3.9kw，电柜内温度的标准上限为70℃，车间温度设为25℃。

点对点散热装置最少散热量为：

（注：）

因此，点对点散热装置最少散热量为67.78CFM

用小孔将高压气近距离喷射到制动电阻表面的装置,利用Solidworks软件对装置进行气流模拟，结果模拟实验显示每个气孔喷射出的气流大小约10m/s。对该装置风量进行理论计算。其中，表示风量，表示风速，表示通风管截面积。吹气孔半径为8，平均风速为10，带入则，

，一共26孔，一共的散热量为。制动电阻散热器理论最少散热量为67.78CFM，理论散热量能达到我们的需求。

2.3 安装调试及试验

对点对点散热装置、温度传感器、运行指示装置进行安装调试，在1#机组上试验1周，测量点对点散热装置散热量和伺服驱动器过热停机故障时间，并与上周安装前的情况进行对比，统计情况如表2-1所示。

表2-1 安装前后散热量（测量同一位置）和ZL22成型机停机故障时间统计表

由表2-1可知，安装后散热量平均值为111.8CFM，大于67.78CFM；安装后停机故障时间低至0.21小时/周，小于安装前的2.32小时/周。

3应用效果

为了验证该设计的实际应用效果，四川中烟绵阳卷烟厂将该平台应用于成型车间进行测试，并对成型机故障时长进行统计，统计结果可以看出，通过对该设计的应用，成型机均次总耗时从10.17分钟降至0.92分钟，效率提升1005.43%。

4 结语

成型机的故障时间严重制约了设备运行效率的提升，基于制动电阻保护系统的设计及应用，设计温度异常控制电路对制动电阻温度监测，并通过点对点散热装置及时对制动电阻产生的热量进行疏导。在绵阳卷烟厂的成型车间进行了应用。结果表明：该设计的应用能够明显降低成型机故障时间。

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