台达变频器张力控制器

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1、台达变频器、编码器在自动分条机上成功应用（提供：DELTA—中达电通股份有限公司，作者：中达电通，）【在线联系作者】　　内容摘要：本文主要介绍分条机的用途、工艺要求、控制方式、控制难点以及实现的方法、调试过程，重点介绍了如何用台达V系列的变频器实现张力控制，以及转矩控制时应该注意的调试步骤、过程及参数的设定。　　　　一．前言　　　　　　胶带、保护膜生产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。分条机主要将宽幅整卷材料切成短幅材料，包括放卷和收卷两个过程，张力控制是难点。中达为客户提供的方案在原有控制的基础上不增加任何

2、其它费用，选用两台V系列的变频器作为收放卷，运用转矩控制方式达到了非常好的效果。　　　　二．系统构成　　　　1．硬件组成　　　　　　　　　　2．系统框图　　　　（1）.设备图片　　　　　　　　　　多功能贴合复卷分条机　　　　（2）.系统控制框图　　　　　　图1　　　　三．工艺要求及控制原理　　1.工艺要求：　　（1）.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=F*D/2（F为设定张力，D为当前卷径），因此当设定了张力的大小，因为当前卷径通过计算已得知，所以负载转距就算出来了。张力控制器能够输出标准的0～10V的模拟量信号，对应异步电

3、机的额定转距。所以我们用该模拟量信号接入变频器，选择转距给定。这样在整个收卷的动态过程中，能够保证张力的恒定。　　　　（2）.转距模式下，对速度进行限制。在张力控制模式下，不论直流电机、交流电机还是伺服电机都要进行速度限制，否则当电机产生的转距能够克服负载转距而运行时，会产生转动加速度，而使转速不断增加，最终升速到最高速，就是所谓的飞车。如图1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），如下图所示。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。

4、　　　　　　　　（3）.零速张力，当收放卷以0Hz运行时，电机的输出轴上有一定的张力输出，而且可调。该要求主要是防止当收放卷运转当中停车，再起动时能够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达到要求。　　2．控制原理　　　　（1）.恒张力控制的原理　　　　　　已知空芯卷径Dmin=200mm，满卷卷径Dmax=1200mm；线速度的最大值Vmax=90m/min，张力设定最大值Fmax=50kg(约等于500牛)；减速比i=9；速度的限制如下:因为:V=π*D*n/i(V—线速度、D—卷径、n—转速，对于收卷电机)→收卷电机在空芯卷径时的转速最快。

5、所以:90=3.14*0.2*n/9→n=1290r/min。　　　　（2）.因为我们知道变频器工作在低频时，交流异步电机的特性不好，激活转矩低而且非线性。因此在收卷的整个过程中要尽量避免收卷电机工作在2HZ以下.因此:收卷电机有最低速度的限制.计算如下：对四极电机而言，其同步转速为:n1=60f1/p→n1=1500r/min（f1—为额定频率、p—为极对数、n1—同步转速→2HZ/50HZ=N/1500→n=60r/min。当达到最大卷径时，可以求出收卷整个过程中运行的最低速：V=π*D*n/i→Vmin=3.14*1.2*60/9=25.12m/min。张力控制时，要对速度进行限制，

6、否则会出现飞车。因此要限速。　　　　（3）.张力及转矩的计算如下:如果F*D/2=T/i（F—张力、D—卷径、T—转距、i—减速比）→F=2*T*i/D，对于3.7kW的交流电机，其额定转矩的计算如下:T=9550*P/n→T=24.88N.m（T—电机的额定转距、P—电机的额定功率、n—为电机的额定转速），所以Fmax=2*24.88*9/0.6=74.64N。　　四．调试过程及参数设定　　　　1．PG04的接线　　　　　　2．调试过程　　　　（1）.电机的自整定　　1.将驱动器的所有参数恢复成出厂值。　　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—0

7、1、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—06～05—09、05—12、05—16～19参数是否已自动将测量的数据填入，若没有请再次设定05—00参数，RUN一次。　　（2）.闭环矢量试运行　　　　　　将运行方式设定为面板起动，频率给定方式为面板给定。运