变频器实现分条机张力控制的原理及应用.docx

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1、变频器实现分条机张力控制的原理及应用摘要：本文主要介绍了分条机的用处、工艺要求、控制方式、控制难点以及实现的方法、调试经过。重点介绍了怎样用台达V系列的变频器实现张力控制。应用V系列变频器实现转矩控制时应该留意的调试步骤、经过及参数的设定。关键字：台达机电分条机张力控制变频器1引言胶带、保护膜消费设备主要包括各种胶粘制品及无胶纸类、布类、皮革类、多种塑料制品类物料的上胶、多层贴合、分条、复卷、分切、冲型机械等。其中分条机在消费经过中根据不同需要对材料进展切边、分切等。其中分条机图1主要用于将宽幅卷材分切成窄幅卷材。分条工艺包括放卷和收卷两个经过。放卷和收卷的张力控制是分条机的关键自动化环节。本

2、案例的方案特点是在原有电控系统的根底上选用变频器实现收放卷转矩控制，到达了理想的效果，在原来的根底上进步了机器工作性能，使机器在高速运转中更趋稳定，操纵方便，平安可靠，耐用性强，减轻了劳动强度。2系统分析收放卷工艺要求恒张力控制。张力的给定通过张力控制器。张力控制器控制的原理是通过检测收卷的线速度计算卷径，负载转距=FD/2F为设定张力，D为当前卷径，因此当设定了张力的大小，由于当前卷径通过计算已得知，所以负载转矩就可以算出来了。张力控制器可以输出标准的010V的模拟量信号，对应异步电机的额定转矩。所以我们用该模拟量信号接入变频器，选择转矩给定。这样在整个收卷的动态经过中，可以保证张力的恒定。

3、在变频器转矩形式下，对速度进展限制。在张力控制形式下，不管直流电机、沟通电机还是伺服电机都要进展速度的限制，否那么当电机产生的转距可以克制负载转矩而运行时，会产生转动加速度，而使转速不断的增加，最终升速到最高速，就是所谓的飞车。如图2中所示，收放卷的速度是通过主轴B系列变频器的模拟量输出AFM而进展限定的。也就是将主轴B系列的变频器上3-05模拟信号输出选择参数设定为03频率指令输出,如图3所示。将该信号分别接到收放卷变频器的模拟量输入端口上，作为频率给定和上限频率的设定信号。零速张力控制要求。当收放卷以0Hz运行时，电机的输出轴上有一定的张力输出，且可调。该要求主要是防止当收放卷运转当中停车

4、，再启动时可以保证收放卷的盘头不会松掉。在该控制系统中，可以通过调整张力控制器上的初始张力设定而到达要求。2.1分条机恒张力原理设计1.恒张力控制的原理对于收放卷经过中恒张力控制的本质是需要知道负载在运行当中卷径的变化，由于卷径的变化，导致为了维持负载的运行，需要电机的输出转矩要跟随着卷径的变化而变化。对与V系列变频器而言，由于可以做转矩控制，因此可以完成收卷恒张力的控制。V系列变频器提供了三路模拟量输入端口，AUI、AVI、ACI。这三路模拟量输入口可以定义为多种功能，因此，可以任选一路作为转矩给定，另外一路作为速度限制。010V对应变频器输出0电机额定转矩，这样通过调整010V的电压就可以

5、完成恒张力的控制。而对于分条机，计算卷径的局部是通过张力控制器来计算的，当然用PLC架构来实现也是没有问题的。也就是讲，可以通过在人机或者文本上设定张力，通过PLC计算卷径，T=FD/2，所以可以算出需要电机输出的转矩大小，通过模拟量输出接到V系列变频器的转矩给定端就可以了。2.同步转速计算由于我们知道变频器工作在低频时,沟通异步电机的特性不好,激活转矩低而且非线性因此在收卷的整个经过中要尽量防止收卷电机工作在2HZ以下。因此收卷电机有个最低速度的限制。对于四极电机而言其同步转速计算如下:n1=60f1/p=n1=1500r/min=2HZ/50HZ=N/1500=n=60rpm/minf1-

6、为额定频率、p-为极对数、n1-同步转速3.限速运行当到达最大卷径时,可以求出收卷整个经过中运行的最低速：V=Dn/i=Vmin=3.141.260/9=25.12m/min张力控制时,要对速度进展限制,否那么会出现飞车，因此要限速运行。4.张力及转矩的计算假如FD/2=T/iF张力、D卷径、T转距、i减速比,=F=2Ti/D对于3.7KW的沟通电机,其额定转矩的计算如下:T=9550P/n=T=24.88N.m所以Fmax=224.889/0.6=74.64NT-电机的额定转距、P-电机的额定功率、n-为电机的额定转速3调试经过及参数设定3.1V系列变频器电机参数的自整定1将驱动器的所有参数

7、恢复成出厂值。2将电机轴与负载脱开。3将电机额定电压01-02、电机额定频率参数01-01、分别正确填入数值。4将参数05-00设定为1，然后按KeypadRUN的命令，此时立即执行电机的自动整定。执行约2min的时间功率越大，要将加减速时间设定长一些。5执行后检查05-02、05-0605-09、05-12、05-1619参数是否已自动将测量的数据填入，假设没有请再次设定05-00参数，RUN一次。3.2V系列变频器闭环矢量试运行将运行方式设定为面板启动，频率给定方式为面板给定。运行方式为V/F+PG将频率设定成10Hz,然后运行，观察变频器是否会报PG报警，假如报PG报警，那么将10-01

8、设定为1原来为0，反之设定为0，然后断电重新上电。再次按运行按钮，确保变频器不再报警，同时按Mode键，切换置显示运行频率，观察运行频率是否在10Hz上下波动，确保闭环矢量运行调试完成。3.3V系列变频器转距控制参数设定1主轴VFD037B43A参数设定。01-00-50最大操纵频率01-01-50最大电压频率02-00-1第一频率;AVI02-01-1第一运转指令;外部端子启动03-05-3频率指令输出2收放卷VFD037V43A参数设定。00-0440观察上限频率00-202频率指令;外部模拟量输入00-211运转指令;外部端子启动01-0050最大操纵频率01-0150最大电压频率00-

9、121第一加速时间00-131第一减速时间03-004AVI上限频率限定03-021转距给定03-09110模拟量输入增益AVI03-11200模拟量输入增益AUI10-001024编码器线数10-011编码器方向4完毕语当应用V系列变频器做张力控制时，一定要考量控制介质能承受的张力范围。保证张力控制的范围不能太小，一般张力范围在几百牛顿甚至更大时，用变频器做张力控制是可以知足客户的需要的。假如张力范围太小，是无法用变频器进展张力控制的。由于低转距、小负载时，V系列变频器的性能还是不是非常好，将转距调到非常小时，电机运转不是很平稳。所以在做类似的应用时还是要理解清楚客户的要求，以免无法到达客户的要求。0