臺達變頻器力矩控制在鋁箔紙壓花機上的應用

2 壓花工藝原理

原料為圓柱狀鋁箔紙壓花卷材安裝到放卷輥上，卷材通過雕花滾筒模具的壓制，將事先要求的圖案壓在鋁箔紙上，然后通過收卷輥收卷成為圓柱形成品。成品卷取采取的方式是通過臺達DOPA58CSTD觸摸屏來設(shè)置初始力矩（放卷變頻器以及收卷變頻器），然后依靠PLC（臺達DVP16ES00R）編程設(shè)計規(guī)劃好的程序來檢測線速度以及收放卷卷徑的大小，通過卷徑的不同變化來改變給定變頻器的速度控制信號，補償卷徑變化引起的力矩變化，實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩成品卷曲。收卷變頻器和放卷變頻器工作在轉(zhuǎn)矩控制模式，壓花變頻器工作在開環(huán)矢量模式。原理示意圖如圖2所示。

3 臺達力矩變頻電氣設(shè)計

客戶處的鋁箔紙壓花機設(shè)計時的最高線速度160米/分，臺達推出的VE系列變頻器功能和性能上完全能夠?qū)崿F(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制，通過調(diào)整參數(shù)以后機器已經(jīng)能夠正常運行，并且效果讓客戶也很滿意。

3.1 電機規(guī)格

力矩放卷電機：ABB QABP160M6A 380V/17.9A/5-50HZ恒轉(zhuǎn)矩50-100恒功率/7.5kw，電機風扇380VAC，電機軸端編碼器+12V/A/B/512ppr。 壓花電機：曲阜金升電機 380V/11.5A/50HZ/5.5KW/4極/5-50HZ恒轉(zhuǎn)矩50-100恒功率，電機風扇380VAC

力矩收卷電機：ABB QABP132M4A 380V/7.5KW/15.8A/50HZ/5-50HZ恒轉(zhuǎn)矩50-100恒功率，電機風扇380VAC，電機軸端編碼器+12V/A/B/512ppr。

3.2 臺達恒轉(zhuǎn)矩傳動控制系統(tǒng)配置

臺達觸摸屏DOPA58CSTD；
PLC臺達DVP16ES00R（配套擴展4DA/4AD模塊）；
放卷變頻器VFD075V43A-2（配套制動電阻780W/75ohm）；
收卷變頻器VFD075V43A-2（配套制動電阻780W/75ohm）；
壓花變頻器VFD055V43A-2（配套制動電阻520W/100ohm）。

3.3電氣原理設(shè)計

電氣原理參見圖3：電氣接線圖。

4 VE系列變頻器力矩控制參數(shù)

4.1變頻器參數(shù)的設(shè)置過程

（1）收卷變頻器的參數(shù)設(shè)置

將變頻器帶空電機作VF運行，并且察看電機運行狀態(tài)（輸出電壓/輸出電流/實際轉(zhuǎn)速）：

將變頻器指令頻率設(shè)置到50hz，察看r狀態(tài)為+1490rpm。

將電機參數(shù)寫入到變頻器對應參數(shù)：

做電機自整定，并且將控制方式更改為向量控制FOC+PG，運行看是否正常；

電機動態(tài)整定后電機參數(shù)如下表：

調(diào)整控制方式并且從0-50hz運轉(zhuǎn)，察看電機狀態(tài)正常（輸出電壓/輸出電流/電機轉(zhuǎn)速）

控制方式改為轉(zhuǎn)矩控制TQR+PG，并且調(diào)整相應的轉(zhuǎn)矩參數(shù)以及外部端子功能：

（2）放卷變頻器的參數(shù)設(shè)置

將變頻器帶空電機作VF運行，并且察看電機運行狀態(tài)（輸出電壓/輸出電流/實際轉(zhuǎn)速）：

做電機自整定，并且將控制方式更改為向量控制FOC+PG，運行看是否正常；

電機動態(tài)整定后電機參數(shù)如下表：

由于放卷變頻器工作時輸出轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反，所以將外部端子MI1設(shè)置為39功能轉(zhuǎn)矩命令方向。

（3）壓花變頻器的參數(shù)設(shè)置

將變頻器帶空電機作VF運行，并且察看電機運行狀態(tài)（輸出電壓/輸出電流/實際轉(zhuǎn)速）：

做電機自整定，并且將控制方式更改為向量控制SVC，運行看是否正常；

電機動態(tài)整定后電機參數(shù)如下表：

如果運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)力矩不足問題，可以將參數(shù)05-25改為2。

4.2 運轉(zhuǎn)狀態(tài)紀錄（線速度設(shè)定為160）

（1）收卷卷徑最小時（76mm）：

根據(jù)測試數(shù)據(jù)，不論是控制收卷，放卷還是壓花的變頻器，在滿卷和空卷的整個工作的過程中，輸出電流都在變頻器額定電流以內(nèi)，母線電壓也處于很安全的范圍，變頻器應該能夠長期工作。

5 結(jié)束語