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TD3300变频器在超级压光机中的应用

TD3300变频器在超级压光机中的应用 2011年12月10日 来源： 摘要： 本文以超级压光机为例，通过引入TD3300系列变频器，介绍了变频矢量控制中张力开环的基本方式和TD3300调试步骤。 关键字：变频器；TD3300；压光机 　　1 前言 　　 　　超级压光纸简称SC纸，以价格低廉的磨木浆、化学机械浆或废纸脱墨浆以及麦草浆为主要原料，配以少量的长纤维化学浆，并添加30％以上的填料制成，其平滑度达 500S以上，不透明度达85％以上，裂断长纵横平均达3000m以上，其质量可和低定量涂布纸比美，可用作广告、目录、插页等彩色印刷。由于该工艺使用大量填料和高得率的磨木浆或化机浆，可节省纤维和木材资源，因此可大大降低成本。纸页经压光机压光后，可以提高纸页的平滑度、光泽度和紧度，使纸页全幅厚度一致，从而改善纸张的外观质量，并减少透气度。 　　 　　图一所示的超级压光机主要分为放卷装置（又称退纸器）、压光辊装置（含主电机）和收卷装置等。原纸从放卷装置处经引纸辊依次通过各纸粕辊和冷铸辊后进入中心收卷。本文论述的就是如何采用变频控制来完成超级压光机的传动控制。 图一 超级压光机简图 　　2 超级压光机的变频控制 　　2.1 开环的张力控制方案 　　超级压光机在快速启动、快速停止以及中间连续调速中必须保证纸页的张力恒定，否则收取的纸页就会卷曲、折页甚至断裂，严重影响生产的质量和产量。本系统中利用变频器的组合来达到精确的张力控制，我们知道一般情况下可以通过两种方式可以满足这样的要求：一是通过控制电机的速度来实现，二是通过控制电机的转矩来实现。由于考虑到安装张力传感器的成本和条件，故采用开环的张力控制来实现。当然在这种控制方式下，纸页的张力还是必须要知道的，无非它是通过变频器内部的检测和计算来获取的，从而降低了系统的成本和难度。 　　由设定的张力和卷筒的卷径可以计算出变频器的转矩指令，其公式如下： 　　T=（F X D） / （2 X i ） 　　其中：T 为变频器的输出转矩指令；F为张力设定指令；D为卷筒的卷径；i为机械传动比。 　　本方案必须考虑到线速度检测信号、卷径计算和张力锥度控制，这样才能准确地控制电机的转矩输出，保持张力的恒定。 　　2.2 超级压光机的变频组构 　　超级压光机的主传动功率的计算可以根据以下： 　　P = K x B x V x N 　　 其中：P为电动机功率（KW）；K为常系数，一般取0.015~0.026；V为工作车速（M/min）；N为辊数（根）。 　　 以四川某造纸厂为例，采用十二辊超级压光机，收卷的纸张宽1M，厚10um，设计车速为250米/分。则选用的主牵引电机（变频器）功率为：P = 0.018 X 1 X 250 X 12 = 54KW，因此可以选用55KW的变频器。 　　本系统采用高性能的矢量变频器TD3000，配置如下：主牵引变频器：TD3000-4T0550G、收卷变频器： TD3300-4T0055G。另外收卷电机采用变频电机，并加装旋转编码器（欧姆龙、1024线输出） 图二 超级压光机电气配置简图 　　2.3 变频调速控制描述 　　本系统用TD3000矢量开环控制来驱动主传动电机，收卷变频器TD3300采用开环张力控制模式。主牵引的速度给定从AI1输入，控制精度达1%~0.5%。TD3300采用前级主牵引变频器TD3000的模拟输出口AO2（输出TD3000变频器的运行频率）来得到线速度，并进行卷径计算；张力设定信号由AI1获取；旋转编码器的信号分别接到PGP/COM/A-/B-口。 　　 　　3 超级压光机收卷变频器的调试步骤 　　3.1 初步检查变频器、电机、旋转编码器的接线及铭牌参数。 　　电机铭牌：额定功率5.5kw，额定电压380V，额定频率50Hz，额定电流11.6A，额定转速1440RPM. 　　旋转编码器：欧姆龙1024线输出，供电电压24VDC，A\B\Z开路集电极输出。 　　3.2 完成变频器电机参数自辨识 　　重点检查变频器辨识出的电机的空载电流，电机空载电流正常应在电机额定电流的30%～50%范围内。TD3300变频器实际辨识出电机的空载电流为4.9A，是电机额定电流的42%，在正常范围之内。 　　3.3 初步测试变频器对电机的驱动能力 　　TD3000变频器设置为开环矢量控制模式，TD3300设置为闭环矢量控制模式，TD3300变频器应在（FB编码器功能项）设置编码器的参数(FB.00=1024)，在键盘控制模式测试变频器对电机的驱动能力，重点观测变频器的输出频率的稳定性和输出电流的大小，特别关注TD3300变频器的输出电流，若在空载的情况下，输出电流偏大并且报过流故障，应该是旋转编码器的A\B相接线有误，更换A\B相接线或更改变频器内PG接线的方向设定（功能码FB.01）。 　　3.4 完成TD3000和TD3300的信号接口测试 　　完成TD3000变频器模拟输出口AO2（F6.07=1）和TD3300变频器模拟输入口AI2(F6.01=0,

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