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td330011kw变频器,控制11kw电机,电机额定转矩为70n.m,ie=24.8a,两台收卷电机轮流工作;
收卷条件:
卷径变化范围:216~1500mm
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:
tmin=dmin×fmin/(i×1000)=216×200÷43÷1000=1,
变频器输出转矩为:1/70=1.45%,
最大时变频器输出转矩为:tmax=dmax×fmax/i/tn=89.7%;
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=(v×p×i)/(d×π)
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:
f1=f+△f
△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0~2v,对应张力为0~2000n,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0~10v对应0~2000n。
线速度信号一致性的调整:
lmax=n×d×π/(i×60)=1470×0.3×3.14/(35×60)=40米/秒
艾默生td3300变频器设置: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=-1.00%ao1零偏
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
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
f1.051470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空载激磁电流
f1.16/f1.03=35.8%,在范围30%~50%以内,调谐结果正常。
其他参数的设