泰格TigerPowerTP220变频器在其同步传动上的应用.

1、泰格 TigerPowerTP220 变频器在其同步传动上的应 用一、引言最近几年，各种各样的变频器产品大量涌现，有高压、中压、低压等 各种容量的变频器。变频器的迅速发展既与我国高科技技术的大量应用有关， 又与我国电力资源紧缺，急需能节省电力的设备有关。变频器的发展方向一方 面是向全数字化、功能齐全，特别是具有通信、联网功能的高档变频器发展， 比如本文介绍的 TigerPowerTP2200 系列变频器；另一方面是向小型、简易的变 频器发展，满足设备基本调速的要求。无传感器的矢量控制是主要发 一、引言最近几年，各种各样的 变频器 产品大量涌现，有高压、中压、低压等各种容量 的变频器。变频器的迅

2、速发展既与我国高科技技术的大量应用有关，又与我国 电力资源紧缺，急需能节省电力的设备有关。变频器的发展方向一方面是向全 数字化、功能齐全，特别是具有通信、联网功能的高档变频器发展，比如本文 介绍的 TigerPower TP2200 系列变频器；另一方面是向小型、简易的变频器发 展，满足设备基本调速的要求。无 传感器 的矢量控制是主要发展方向。目前 电 流响应达到了 0.10.7ms速度响应达到了 24ms变频技术的发展趋势是提 高控制精确度、范围和运算能力，加强低速性能和可逆运行的稳定性，驱动多 台电机时的负荷平衡等。二、TP2200变频器功能简介TigerPower TP2200系列变频器

3、应用当今最先进的电机磁场定向控制理论、采 用高性能的 功率模块 、德国先进的变频器制造工艺，由德国原装制造的新一代 变频器。无论从简单的变频控制到复杂、高性能的伺服应用， TP2200系列变频 器都能提供合适的解决方案。可控制同步电机、异步电机、磁阻电机、 变压器 等。TigerPower TP2200系列变频器额定容量范围为 0.55800KW宽电压设 计、 额定400V输入电压的变频器在-20%+30%电源情况下均可正常工作。产 品已取得CE UL认证，符合欧盟（EU要求的EMC规范。变频器已内置可定义的 编码器反馈接口，最大频率150KHz可扩展的I/O及变 频器之间基于CAN的系统总线

4、，可支持 CANopen ProfiBus-DP、LON RS-485 等各类总线，速度闭环控制精确度高达土 0.01%,开环0Hz运行时可输出大于 100%的电机额定转矩。软件包含 4组运行参数，可随时调用。内置智能 PI 控制 器，可有效控制压力、流量、速度等。TigerPower TP2200系列变频器可选输入/输出电抗器及EM（和正弦滤波器， 特殊设计的散热系统使变频器的最大环境温度高达 55 r，系统设计更安全更稳多台变频器的特殊应用：按共交直流母线方案或共直流母线方案接线，可以把再生能源在系统内部吸收掉，避免保护跳闸和节约能源。1、TP22OOA-2O0 0.55 3.0kW; T

5、P22OOA-4O0 0.55 18.5kW体积特别小（如1.1kW外形尺寸只有6Ox19Ox175mm，可以靠拢并列安装，大 大节约占用的安装空间。标准配置已内置了编码器接口，可直接连接外部的光电编码器以组成闭环控制系统。扩展选件：安装非常方便，只需将选件模块插入预留的扩展卡接口中即可。A操作面板接口： KP-5OO或KP-232B通信模块接口： RS-232通信模块（CM-232 ； RS-485通信模块（CM-484 ； LON!信模块（CM-LON ； Profibus-DP 通信模块（CM-PDP ； CANopenl信 模块（CM-CANC扩展模块接口 ：增量型速度编码器反馈模块（

6、EMENC ;绝对值编码器接口 模块（EM-RES； I/O扩展接口模块（EM-I/O）;变频器用于同步和主从控制 的总线模块（EM-SYS2、TP2200V-400 4800kWV系列变频器选用全金属 外壳设计。同样有多种通讯卡和功能卡以供选择使 用。三、石膏板生产线同步传动控制要求纸面石膏板成型是把各种原料按配方配料，经搅拌混合后制成浆料，倒入下层 护面纸，盖上上层护面纸，挤压成板状。刚成型的纸面石膏板，通过1#、2#、3#凝固皮带机初凝，运送至输送辊道，进一步凝固输送，固化后测长切断。这里一条全自动化生产线，所以上、下护面纸的开卷拉出装置、3条凝固皮带机及4段输送辊道的速度必须保持同步一

7、致，否则就会断纸或者起包，造成停 产或者出现废品。控制系统配置图四TP2200变频器在同步传动控制上的应用1、控制系统配置本段控制是年产3000万平米石膏板机组全厂电控装置的组成部分，控制配料及 成型系统。主机PLC由一套SLC-5/05主机架及一套扩展机架构成。PLC与上位 机通过以太网通讯。PLC与变频器之间，同步系统通过 PROFIBU网通讯，以保 证同步精度；PLC与其它原料粉料和纸浆、水等的变频器之间通过模拟量420mA合定。系统采用PLC控制系统，PLC选用美国ROCKWELL司的SLC- 5/05,变频器就是选用德国的TigerPower TP2200系列产品。在人机界面上根 据

8、预先设定的生产速度，由PLC通过变频器的通讯口来指挥传动设备的启停和 同步运行。同时生产设备模拟流程图，变频器的各种运行参数，如实际输出电 压、输出功率、输出频率、电机运行电流、发生的各种故障等，在人机界面上 均可以显示和记录。2、TP2200变频器的通信选择变频器和电机的连线，应该遵守国家和国际上的规定。无输出滤波器的电机电 缆最大长度，无屏蔽电缆线为 100m （4.018.5kW）和50m （0.55kW3.0kW），选用屏蔽电缆线为以上长度的一半。使用低 电容电缆和输出滤波器， 导线长度可以适当加长。7.5kW及以下的变频器均已内置了 EMC滤波器。但是本工程，最远点的电机离本系统控制

9、中心却有350米左右，远远不能满足要求。所以决定把传动电机的变频器放置在电机旁边，在每台变频器B口装上一块CM-PDP通讯卡，通过PROFIBUS-D现场总线与PLC交换数据。每个 AC380V供电电源只要就近选取就可以了，节省了动力电缆投资。而且PLC与变频器之间经过通讯传输数据，比用模拟量信号420mA专输数据，有更快的速度和更高的精确度，同时变频器还可以传输更多的内部数据给PLC系统。CM-PDP通讯卡的价格是比较贵的。这里可以利用 TP2200的系统总线功能，只 须在每个变频器C 口安装一块EM-SY觉线卡，把与PLC连接的第一台变频器作 为主控制器，其它作为从控制器，由第一台变频器向

10、其它变频器发送和接收指 令，实现系统同步功能。第一台变频器在 B 口增加一块CM-PDP卡与PLC通过 PROFIBUS-D通讯，而其它变频器与PLC的参数交换，均通过第一台变频器完 成。如此既节省了系统成本，又达到了控制要求。3、TP2200变频器的安装和接线变频器是按照产品规范EN61800-3的要求和限定值来设计的，它有工业应用的 抗电磁干扰要求。变频器和电抗器应该专业地接到有地电位平面，并且有良好的导电性。变频器 的放电电流可能大于3.5mA,根据EN50178规范，必须提供永久的地线连接。接地的保护导线横截面至少要有10mm2或者必须敷设专用的接地装置。应该 确保系统和设备内部有良好

11、的等电势焊接。电控柜、控制面板、机架等设备部 件应该通过一个平面与电力线连接，并且有良好的导电性。除了变频器和电机之间的连线上节已提到外，还有一些特别的要求。电源动力 线并无长度限制，但它必须和控制线、数据线、电机线隔离。控制线的屏蔽应 该是在一个大的范围用良好的导电性在两端都和地相连接。模拟数据线只需要 在一端与屏蔽电位连接。如果有直流连接，变频器应该连接到有相同的电源电 势或者有共同的直流电压源。线长大于 300mm勺线必须有屏蔽，并且两端都连 联接端子。要避免安装中不必要的线和浮接的敷设。五TP2200变频器控制方式设置TigerPower TP2200系列变频器可以通过配置参数 30,

12、轻松地改变变频器的控 制方式及I/O的配置。1、V/F控制配置110:无速度传感器式控制，包含了三相电机变速控制的许多标准应 用。电机速度由额定电压和频率决定的 V/f特性设置的。2、智能PI控制配置111:无速度传感器式控制，智能 PI控制器，通过软件功能扩展了无速度 传感器控制的应用，给定值百分比和实际值百分比的PI控制，大大方便了用户的具体需要。压力、流量、液面控制和速度模拟量反馈都得到了相关的应用。3、磁场定向无传感器矢量控制配置410：无速度传感器磁场定向控制，包含了三相电机的无速度传感器磁场 控制功能。实时电机速度的精确控制是结合当前的电机电流、电压以及电机的 参数值通过电机数学模型的计算实现的。4、磁场定向闭环速度矢量控制配置210：磁场定向控制，包含了三相电机的速度控制和转矩控制功能，并带 有速度检测反馈装置。负载很大时，转矩和磁场电流的分离控制可以获得更优 的动态性能。为获得精确的速度和转矩性能，速度传感器的反馈是必不可少 的。5、磁场定向闭环转矩矢量控制配置230：配置230扩展了配置210的功能，实现了独立转矩控制的磁场定向 控