变频器在表面处理的应用

1、变频器在表面处理的应用类别：行业知识 发布时间：2008-1-25阅读：855表面处理生产线是对布匹、广告纸等材料表面涂一层特殊的化学材料的过程，整条生产线都使用的是艾默生的TD3000系列变频器，在生产线的最后环节收卷，使用的是艾默生TD3300变频器。牵引三的变频器为TD30005.5KW，控制4KW电机，减速比为35，牵引辊为300mm； 收卷一、二为TDKW变频器，控制11KW电机，电机额定转矩为70N.m，Ie24.8A，两台收卷电机轮流工作； 收卷条件： 卷径变化范围：2161500mm 张力变化：200牛1800牛 减速比：43 按照以上要求，计算出收卷时需要最小转矩为： Tmi

2、nDminFmin/（i1000）2162004310001， 变频器输出转矩为：1/701.45， 最大时变频器输出转矩为：TmaxDmaxFmax/i/Tn89.7； 按照计算出来的转矩变化，范围大，而且在最小转矩时，所需转矩太小，而TD3300变频器，作开环张力控制时，实际上是转矩控制，转矩控制的精度比矢量变频器的速度控制要低得多，我们的变频器要求转矩最小输出达到10以上，而且要求Tmax/Tmin最好小于7，从这一方面考虑，使用开环张力控制很难实现这种工况下的控制。综合分析现场的工况，因无法实现转矩控制，由于还装有一个张力传感器，可以考虑作速度模式下的张力闭环控制。 速度模式下的张力闭

3、环控制，为矢量变频器普通速度模式下作PID闭环控制，频率指令由PID输出调节量和同步匹配指令叠加构成，在此方案中，避免了因转矩变化范围过大而无法控制的局面，同时，由于频率指令由同步匹配指令和PID调节输出叠加，可以减少PID的调节量。 同步匹配频率指令的计算方程式： f（Vpi）/（D） V材料线速度 P电机极对数 i机械传动比 D卷筒的卷径 变频器的运行频率： f1ff f为PID调节输出量 卷径计算：厚度积分法 根据材料的厚度按照卷筒旋转的圈数进行卷径累加（收卷）或递减（放卷），因每层只有一圈，设定每层圈数为1，计圈的方法通过编码器（PG）获得，材料变化时，通过总线通讯由触摸屏直接修改材料

4、厚度参数。 线速度信号： 通过前级牵引艾默生TD3000变频器的AO1模拟端子输出信号给艾默生TD3300变频器的AI2模拟输入端子，调整AO1的增益和零偏，保证模拟量和线速度的对应关系。 三、调试过程 按照系统设计接线完毕后，开始调试过程。 张力反馈装置的调整： 测试张力传感器的曲线，在调整之前，其传感器的输出范围02V，对应张力为02000N，考虑到其变化范围太小，不好控制，联系三菱公司的技术人员对传感器做了一定的调整。主要是扩大输出范围为010V对应02000N。 线速度信号一致性的调整： LmaxND/（i60）14700.33.14/（3560）40米/秒 艾默生TD3300变频器设

5、置：FC.03=40最大线速度 艾默生TD3000变频器设置：F6.08=0运行频率输出 F6.10=1.00AO1零偏 F6.11=1.1AO1增益 适当调整艾默生TD3000变频器的AO1输出零偏和增益，保证艾默生TD3000变频器运行在50HZ时， 其AO1端子输出为20mA，通过艾默生TD3300变频器AI2显示为10V，在零频运行时，艾默生TD3300 显示0V。由于考虑到系统需要进行点动控制（此时TD3000不运行，只运行收卷变频器）， 设置AO1输出偏移1.0，使得在牵引三不运行的情况下，能保证收卷有较小的线速 度输入，在全线启动前进行点动控制，将多余的布先卷起来。 电机自学习

6、系统中牵引、收卷变频器都为高性能的矢量控制变频器，为保证系统的控制精度和性能，在正常使用之前，要求要进行电机参数的自辨识，在做参数自辨识时，将电机所带的减速箱脱离。 （1）、自辨识前电机参数设定： F1.0043传动比 F1.0111电机功率 F1.02380额定电压 F1.0324.8额定电流 F1.0450额定频率 F1.额定转速 F1.080电机预励磁选择 在设定完电机参数后，设定F1.09=1，F1.10=1进行调谐，调谐结果如下： F1.110.409定子电阻 F1.1280.2定子电感 F1.130.22转子电阻 F1.1480.2转子电感 F1.1577.6互感 F1.168.9

7、空载激磁电流 F1.16/F1.0335.8，在范围3050以内，调谐结果正常。 其他参数的设定 根据系统的方案，设定的参数如下所示： （1）、基本参数设定 功能号参数值说明功能号参数值 说明 F0.021闭环矢量F6.010 AI1输入选择 F0.052运行命令选择F6.020 AI2输入选择 F0.101加速时间1F6.030.012 AI1模拟滤波时间 F0.111减速时间1F6.040.012 AI2模拟滤波时间 F1.0043传动比Fb.00600 脉冲数 F5.0112卷径复位Fb.011 反向 设置加减速时间为1S，保证收卷变频器能够快速响应，及时跟踪牵引变频器的输出。同时，设置

8、牵引艾默生TD3000变频器的加减速时间为120S，使其变化比较缓慢，保证系统在加减速过程中的稳定性。 （2）、张力控制参数设定 功能号参数值说明功能号参数值 说明 F3.061张力控制选择F8.110 初始卷径选择 F3.08100转矩限定F8.12216 初始卷径数字设定 F8.000收卷模式FC.002 线速度输入选择AI2 F8.010张力设定选择FC.0340 最大线速度 F8.02400张力设定FC.040 最小线速度 F8.最大张力FC.050.1 卷径滤波时间 F8.085卷径来源选择FC.060.18 材料厚度 F8.最大卷径FC.071 每层圈数 F8.10216空心卷径F

9、C.081 计圈选择PG 变频器工作在速度模式下的张力闭环控制，张力设定通过参数数字设定，也可以通过总线通讯由触摸屏直接修改此参数值。卷径来源采用厚度积分法，材料厚度为0.18mm，在后期根据材料的变化，再通过触摸屏修改此参数。 （3）、过程PID控制参数 功能号参数值说明功能号参数值 说明 F7.020反馈输入选择AI1F7.080 微分时间2D2 F7.0315比例增益1P1F7.090 采样周期 F7.042积分时间1I1F7.100 PID参数调整依据 F7.050微分时间1D1F7.110 偏差极限 F7.0617比例增益2P2F7.12100% 上限限幅 F7.071.5积分时间2

10、I2F7.13100% 下限限幅 （4）、通讯参数 F9.005波特率 F9.010数据格式 F9.0218地址 F9.033PPO模式选择 整个系统通过总线通讯控制，变频器的起停信号、收卷之前的变频器的频率给定都由触摸屏设定，PPO模式选择为3。 系统调试 在调试过程中，主要出现了两个问题，困扰了很长时间： （1）、设置参数后，在运行过程中，每隔一段时间（大约3分钟）就出现一次很大的波动，张力值从设定由稳定的4V跳到在0V10V之间波动。首先怀疑的是PI参数没有调整好，反复地修改两组PI参数，包括采样时间TI、偏差极限，都是效果不明显，无法解决问题。接下来怀疑设备的机械问题，和信远的朱工一起

11、检查设备的机械情况，看是否有机械上面的原因，导致运行过程中出现周期性的波动，结果也是一无所获。后直接将采样时间设定为0，再次运行时，周期性的波动完全消除，观察了半小时，系统都能稳定运行，证实此问题已经解决。设置为0代表的是实时采样，系统响应的速度更快。 （2）、在低速运行正常后，一到大卷径高速阶段，就出现了收卷跟不上牵引的情况，导致材料松下来。出现这一情况时，重点检查了张力反馈、收卷变频器的参数设定，发现转矩限定设置为8了，将此参数改为100后正常。转矩限定设定为10，那么在变频器运行到大卷径高速段后，出现变频器输出转矩到达限定值，无法满足负载转矩的需求，因而出现转速跟踪不上。而设定这一参数的原因是在开始试机时，为防止将布匹拉断，而实际的输出转矩基本在5以下，因而设定转矩限定为10。 四、收获 通过这一次的TD3300调试，对艾默生TD3300变频器各种控制的原理和调试方法有了一个深刻的认识，对自己技术水平的提高起