臺達變頻器在冷軋鋼機上的應用
摘要:本文主要講述臺達V系列變頻器在冷軋鋼機上的直接轉矩控制應用。
背景:目前在冷軋鋼機應用行業(yè),冷軋帶肋鋼筋生產線中,從放線、鋼筋軋制、強度控制、延伸調控、定尺切斷、自動推平、二面落料、盤卷收線,可以全部實現(xiàn)自動化。在其中的應用場合,需要對電機進行直接轉矩控制,有時不能或不便安裝編碼器來反饋電機轉速,因此希望變頻器在開環(huán)的情況下對電機實現(xiàn)轉矩控制(無編碼器反饋),臺達V系列變頻器具有開環(huán)轉矩控制功能,正好可以滿足部分用戶的要求。
關鍵詞:臺達V系列變頻器、直接轉矩控制、冷軋鋼機
1、前言:
當前冷軋系列設備中主要產品類型有:冷軋扭系列設備、調直機系列設備和冷軋帶肋鋼筋生產系列設備。其中冷軋帶肋鋼筋設備為一條軋鋼生產線,材料為原始的成卷鋼筋,經過生產線處理后,表面被帶肋壓花后被定長切斷。首先經由一級電機進行直接轉矩控制進行拉伸,再經過二級電機拉伸并表面壓花處理后,由第三級電機拉伸,最后在生產線末端進行定長切割處理。其中一級電機之前是由力矩電機進行工作,考慮到變頻器控制的諸多優(yōu)越性,因此用變頻器來代替其進行轉矩控制,鑒于生產線空間的限制,一級與二級兩個電機之間不適合安裝張力架傳感器來反饋,需要用V系列變頻器的開環(huán)轉矩控制來進行直接拖動。
2、系統(tǒng)架構:
1)冷軋設備生產線流程如下:
鋼筋原材料→VFD370V43A轉矩控制(一級電機) → VFD550B43A速度控制(二級電機)→VFD055B43A速度控制(三級電機)→定長切割→完畢
2)變頻器配置:VFD370V43A、VFD550B43A、VFD055B43A各一臺。
3)變頻器VFD370V43A外部電氣控制部分:
A、一個電位器連接+10V 、AVI與ACM來調節(jié)轉矩命令大??;
B、一個按鈕來切換速度/轉矩模式,并在速度模式情況下,此按鈕同時實現(xiàn)點動頻率的端子命令;
C、短接AVI與AUI端子;
D、短接MI1與MI2端子。
其外部接線示意圖如下:
3、工藝要求:
冷軋設備生產線流程中,用來拖動一級電機(從動)的變頻器VFD370V43A,進行直接轉矩控制,在生產過程中牽引鋼筋向前拉動。其給定的轉矩大小為一個合適值;二級電機(主動)運行起來的時候,一級電機才在系統(tǒng)中跟隨二級電機一起運行,從而取代之前使用的力矩電機。并且在實際使用過程中,當一卷鋼筋使用完畢,要求在更換材料的時候,能夠在速度模式下實現(xiàn)點動運行進料,從而讓鋼筋平順的穿過設備中的機械部分。另要求變頻器VFD037V43A在最大轉矩命令范圍內能夠單獨驅動其較重負載,如負載更換為直徑更粗的鋼筋。
4、調試步驟:
1)、對一級電機參數(shù)最整定,并設定相應參數(shù):
00-10=4(轉矩控制方式);
00-20=2(頻率命令外部模擬量);
03-00=1(AVI為給定頻率/轉矩命令);
此時轉動外部電位器,輸入一個較合適的轉矩進行直接轉矩控制,此時鋼筋在這個轉矩下不向前移動,只有在二級拉伸電機速度運行的情況下,一級拉伸電機在轉矩模式下帶動鋼筋向前移動;
2)、速度模式下實現(xiàn)點動運行
在外部端子MI2切換到速度模式時(02-02=32轉矩速度模式切換),
設定外部端子MI1,02-01=1(多段速指令一);04-00=1(第一段速為1HZ);
此時在速度模式下多段速頻率一可以正常運行。加上負載后效果亦不錯。
3)、直接轉矩模式下測試能否帶動更大負載
因鋼筋材料的粗細有異,增加負載后,在電機直接給轉矩時,逐步轉動電位器,增加轉矩的命令大小,觀察電機的反應。以觀察當轉矩增加到滿轉矩前,可否拉動負載。設定參數(shù)如下:06-12=250(轉矩限制設定為250%);
當電位器旋轉到滿位時,此時轉矩命令已是最大值,但負載沒有移動;設置03-02=8(AUI模擬量功能為轉矩補償);單獨調節(jié)AUI模擬量時效果不佳,同時調節(jié)AVI與AUI模擬量時有效,因外部電路只允許使用一個電位器模擬量輸入,因此短接AUI與AVI端子,當外部電位器旋轉時,轉矩命令和轉矩補償都是在逐步增大,當增到一定值時一級電機帶動負載運行。
4)、參數(shù)設置:
控制一級電機的變頻器VFD370V43A最終參數(shù)設置如下:
00-10=4 控制方式為轉矩控制
00-20=2 頻率指定來源為外部模擬輸入
01-00=50 最大操作頻率為50HZ
01-01=50 電機額定頻率為50HZ
01-02=380 電機額定電壓為380V
02-01=1 多功能輸入端子MI1為多段速指令一
02-02=32 功能輸入端子MI2為轉矩速度模式切換
03-00=1 模擬AVI輸入為頻率/轉矩命令
03-02=8 模擬AUI輸入為轉矩補償
04-00=1 第一段速為1HZ
05-02=16.9 電機無載電流為16.9A
05-06=151.8電機R1為151.8mΩ
05-07=166 電機R2為166mΩ
05-08=471.8電機LM參數(shù)471.8mH
05-09=29.9 電機LC參數(shù)29.9mH
05-29=200 震蕩補償因子為200
06-12=250 轉矩限制為250%
5、調試總結:
1、臺達變頻器用直接轉矩模式代替力矩電機,性能優(yōu)越,效果良好。
2、生產線運行穩(wěn)定,維護成本大大降低。
3、生產產品的品質很好,最終用戶反映良好。
6、現(xiàn)場附圖如下:
圖一:右下角為一級拉伸電機(運行方向向左、從動)
圖二:左下角為二級拉伸電機(方向向右、主動)
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