變頻技術(shù)13卵變頻器在中心卷取控制系統(tǒng)中的應(yīng)用李方園寧波捷創(chuàng)技術(shù)有限公司，浙江寧波S1S012摘要以干夂復(fù)合機(jī)中卷取豸例闡；了史頻收未的康理及相關(guān)啟用。

　　卷取的常方式有摩擦卷取和中心卷取2種。摩擦卷取對(duì)機(jī)械的要求復(fù)雜，且卷取效果受摩擦輥影響大；中心卷取方式在機(jī)械程度上很簡(jiǎn)單，卷取時(shí)只受自重影響，卷取效果較好，然而其控制系統(tǒng)只有直流或磁粉控制2種，且控制為了降低收卷系統(tǒng)的控制成本，很多設(shè)計(jì)者都會(huì)想到交流變頻器。變頻調(diào)速技術(shù)能比較大程度發(fā)揮交流電機(jī)本身固有的優(yōu)點(diǎn)，1干式復(fù)合機(jī)中心卷取的變頻控制干式復(fù)合機(jī)是處理塑料薄膜工藝中如薄膜印刷的重要設(shè)備，其意1.本系統(tǒng)中，薄膜卷通過放卷架進(jìn)入牽引輥后，在復(fù)合控制箱中進(jìn)行加熱處理，復(fù)合控制箱浮動(dòng)輥符合，程師，主要從事輕工機(jī)械行業(yè)的電氣傳動(dòng)和六系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　再與另層薄腹復(fù)合，比較后由中心卷取系統(tǒng)進(jìn)行收卷。

　　為了控制前后的張力穩(wěn)定，薄膜放卷采用磁粉離合器，然后通過浮動(dòng)輥的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)牽引電機(jī)和復(fù)合輥電機(jī)的速度同步，比較后由中心卷取系統(tǒng)來(lái)完成收卷過程。在中心卷取的過程中，隨著卷徑的不斷增加，收卷電機(jī)必須不斷減速，同時(shí)又要保證薄膜的張力相對(duì)平穩(wěn)。對(duì)于收卷系統(tǒng)而言，進(jìn)行張力控制是核心技術(shù)，也是變頻調(diào)速的難點(diǎn)。

　　在中心卷取中比較常用的是以下2種控制方式，速度控制卷取8評(píng)，用，10通過測(cè)力傳感器的張力反饋或調(diào)節(jié)輥的位置反饋，來(lái)修正速度給定②電流控制卷取0，用，調(diào)節(jié)張力給定，般是開環(huán)控制。

　　變頻技術(shù)必須克服這復(fù)雜張力控制系統(tǒng)的4個(gè)技術(shù)問，將復(fù)雜的交流異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單化，考慮到張力反饋信號(hào)制過程的動(dòng)態(tài)參數(shù)描述成時(shí)變函數(shù)；保證張力或轉(zhuǎn)矩閉環(huán)的抗波動(dòng)能力高和即時(shí)調(diào)節(jié)性好。

　　通常具有張力控制的變頻控制系統(tǒng)是建立在對(duì)變頻器電機(jī)和張力對(duì)象的數(shù)學(xué)模型研究基礎(chǔ)上它包括①，之間的傳遞函數(shù)②，從之間的傳遞函數(shù)③轉(zhuǎn)矩從轉(zhuǎn)速之間的傳遞函數(shù)，控制電壓。，變頻器輸出電壓之間的傳遞函數(shù)⑤物料張力張力專用的變頻器由直徑轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和速度計(jì)算等模塊組成。

　　2丁03300變頻器在干式復(fù)合機(jī)中的應(yīng)用2.1了03300變頻器功能及控制方式丁03300張力控制專用變頻器具有丁，3矢量變頻器的所有高性能，同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)張力閉環(huán)控制和張力開環(huán)控制，可滿足各種卷取要求。

　　丁03300變頻器具有卷取控制包括線速度計(jì)算繞圈計(jì)算模擬設(shè)定上位機(jī)給定等，卷徑模擬輸出，實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好交互功能，多種線速度測(cè)量方式，包括脈沖。

　　模擬及數(shù)字輸入等④實(shí)現(xiàn)張力錐度的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償?shù)墓δ埽哂凶詣?dòng)換卷邏輯功能，實(shí)現(xiàn)在線換卷。

　　丁03300張力控制變頻器共有4種張力控制方式，包括張力閉環(huán)控制需要張力傳感器增加成本控制精度比較高間接張力控制1需要卷徑傳感器增加成本控制精度較高間接張力控制2成本較低控制精度較高間接張力控制3成本較低控制精度差。這4種方案的配置主要考慮系統(tǒng)的張力控制精度要求系統(tǒng)成本要求等，用戶可根據(jù)實(shí)際情況選取。

　　4種控制方式具體的原理和應(yīng)用如下張力閉環(huán)控制。對(duì)于張力控制精度要求較高的場(chǎng)合，如軋卷染色機(jī)，它需要通過張力檢測(cè)輥的輸出張力信號(hào)來(lái)構(gòu)成張力閉環(huán)控制，對(duì)于變頻器來(lái)說采用速度控制方案和，10閉環(huán)控制。

　　間接張力控制1.它通過卷徑傳感器測(cè)量的卷徑模擬信號(hào)進(jìn)入變頻器的模擬輸入口，而變頻器則根據(jù)測(cè)量的卷徑進(jìn)行張力控制。這里，卷徑是通過測(cè)量而不是通過計(jì)算而得，因此張力控制的精度相對(duì)較高。

　　間接張力控制2.在線速度可以檢測(cè)的場(chǎng)合，可以采用此法，通過檢測(cè)到的線速度及電機(jī)角速度計(jì)算卷徑，從而控制張力。通常應(yīng)用在如千式復(fù)合機(jī)拉幅定型機(jī)等收卷系統(tǒng)中。

　　間接張力控制3.當(dāng)對(duì)張力的控制精度要求不高，卷繞材料的厚度已知且變化不頻繁的情況下，可以采用厚度累積法計(jì)算卷徑，實(shí)現(xiàn)間接張力控制。

　　2.2系統(tǒng)配置方案2.2.1配置原理103300變頻器在干式復(fù)合機(jī)收卷系統(tǒng)中的配置原理2，選用了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的間接張力控制2，即卷徑采用模擬量輸入線速度計(jì)算法的方案。由于收卷電機(jī)的前級(jí)為復(fù)合輥電機(jī)M2，也為變頻器控制，它能通過模擬量口輸出0，10，或42信號(hào)，與線速度成比例，即，為，速，為比較高線速度。因此，通過此信號(hào)，張力變頻器丁，3300能正確地計(jì)算出卷徑信號(hào)，從而利用變化的卷徑開環(huán)控制轉(zhuǎn)矩輸出值來(lái)保持恒張力控制。

　　在該方案中，復(fù)合輥電機(jī)的線速度通過人13口進(jìn)入變頻器丁03300，張力設(shè)定值零速?gòu)埩υO(shè)定和正常張力設(shè)定通過高精度電位器輸入到人人12口。輸入端子功能包括啟停命令卷徑復(fù)位命令，接口；輸出端子功能包括直徑數(shù)字顯張力數(shù)字顯故障燈指卷徑達(dá)到指。

　　2.2.2卷徑計(jì)算本系統(tǒng)中卷徑的計(jì)算公式如5為定常系數(shù)；為檢測(cè)到的線速度；為收卷電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速。

　　為保證卷徑計(jì)算的準(zhǔn)確性，必須注意入的0，10，信號(hào)對(duì)應(yīng)于0，卷取控制時(shí)的比較高線速度，因此必須準(zhǔn)確求出該比較高線速度值。

　　來(lái)源于，編碼器的信號(hào)和收卷電機(jī)減速器的傳動(dòng)比，因此根據(jù)，和減速器的銘牌正確輸入?yún)?shù)至關(guān)重要。

　　卷徑計(jì)算濾波時(shí)間。為保證在加減速和零速時(shí)正確地計(jì)算卷徑，盡可能延長(zhǎng)卷徑計(jì)算濾波時(shí)間，般取55為宜。

　　這里設(shè)定張力的數(shù)值有零速?gòu)埩驼埩?個(gè)，前者是零速繃緊的設(shè)定張力，目的是保持薄膜卷在低速運(yùn)轉(zhuǎn)或停止時(shí)，變頻器停止卷徑計(jì)算。后者是正常收卷中的張力。

　　2.2.3錐度系數(shù)設(shè)定和張力補(bǔ)償錐度系數(shù)是用于修正卷繞過程中由于卷徑變化的張力，避免卷筒內(nèi)松外緊，其計(jì)算公式如下中廠為實(shí)際張力弋為設(shè)定張力；為張力錐度系數(shù)為初始卷徑，為卷徑。張力補(bǔ)償包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償2種，靜態(tài)補(bǔ)償主要是摩擦力補(bǔ)償，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償則考慮到由于卷徑的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量隨，的增大而增大的影響。

　　為保證操作者的正常使用，丁03300變頻器具有直徑張力信號(hào)模擬量輸出值，因此可方便地外接數(shù)顯來(lái)實(shí)時(shí)顯。同時(shí)卷徑達(dá)到指也方便操縱者換卷和卷徑復(fù)位。

　　3丁03300變頻器的調(diào)試實(shí)際調(diào)試中必須遵循以下步驟參數(shù)初始化。變頻器在初次運(yùn)行時(shí)，建議設(shè)置功能碼，0.12進(jìn)行參數(shù)初始化操作后，再進(jìn)行操作。

　　正確設(shè)置變頻器和電機(jī)的極限參數(shù)保護(hù)參數(shù)保護(hù)方式等。其目的是為了保證電機(jī)調(diào)諧的正常進(jìn)行，務(wù)必按電機(jī)的銘牌參數(shù)輸入。同時(shí)為保證控制性能，電機(jī)與變頻器功率等級(jí)應(yīng)匹配配置，般只允許比變頻器小2級(jí)或大1級(jí)。

　　自動(dòng)調(diào)諧對(duì)電機(jī)進(jìn)行空載調(diào)諧，獲取電機(jī)的基本數(shù)據(jù)。在選擇矢量控制方式第1次運(yùn)行前，要進(jìn)行電機(jī)自動(dòng)調(diào)諧，以獲得被控電機(jī)的準(zhǔn)確電氣參數(shù)。此時(shí)必須確保拖開與機(jī)械負(fù)載的連接，使電機(jī)完全處于空載狀態(tài)。

　　測(cè)試閉環(huán)運(yùn)行。根據(jù)編碼器的銘牌，設(shè)置好，5的各種參數(shù)。

　　靜態(tài)測(cè)試。其目的是獲得靜態(tài)力矩補(bǔ)償系數(shù)，對(duì)卷取過程中由于摩擦力而產(chǎn)生的力矩進(jìn)行補(bǔ)償。

　　設(shè)定必要的張力參數(shù)。主要包括張力控制方式和些張力設(shè)置值。

　　通過調(diào)整經(jīng)驗(yàn)值來(lái)獲取比較佳運(yùn)行效果。此經(jīng)驗(yàn)值包括1012，只有反復(fù)調(diào)整才能獲得比較佳運(yùn)行效果。

　　4結(jié)束語(yǔ)丁03300在某配套廠商的干式復(fù)合機(jī)上進(jìn)行了4種規(guī)格的薄膜復(fù)合收卷測(cè)試，放卷直徑在700mm以內(nèi)，結(jié)果顯收卷效果較好，端面整齊，錐度合理，張力穩(wěn)定。丁03300系列變頻器功能完善可靠性高性價(jià)比高，適用于紡織造紙冶金等各個(gè)領(lǐng)域。

　　1楊華，童朝南。卷取張力的變參數(shù)控制。冶金自動(dòng)化，1998.5