变频器在超级压光机中的应用及调试

1、变频器在超级压光机中的应用及调试1 前言超级压光纸简称SC纸，以价格低廉磨木浆、化学机械浆或废纸脱墨浆以及麦草浆为主要原料，配以少量长纤维化学浆，并添加30以上填料制成，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。该工艺使用大量填料和高率磨木浆或化机浆，可节省纤维和木材资源，可大大降低成本。纸页经压光机压光后，可以提高纸页平滑度、光泽度和紧度，使纸页全幅厚度一致，改善纸张外观质量，并减少透气度。图一所示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

2、纸辊依次各纸粕辊和冷铸辊后进入中心收卷。本文论述就是如何采用变频控制来完成超级压光机传动控制。  图一 超级压光机简图2 超级压光机变频控制2.1 开环张力控制方案超级压光机快速启动、快速停止以及中间连续调速中必须保证纸页张力恒定，否则收取纸页就会卷曲、折页断裂，严重影响生产质量和产量。本系统中利用变频器组合来达到精确张力控制，我们知道一般情况下可以两种方式可以满足这样要求：一是控制电机速度来实现，二是控制电机转矩来实现。考虑到安装张力传感器成本和条件，故采用开环张力控制来实现。当然这种控制方式下，纸页张力必须要知道，无非它是变频器内部检测和计算来获取，降低了系统成本和难度。由设定张

3、力和卷筒卷径可以计算出变频器转矩指令，其公式如下：T=（F X D） / （2 X i ）其中：T 为变频器输出转矩指令；F为张力设定指令；D为卷筒卷径；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，这样才能准确控制电机转矩输出，保持张力恒定。2.2 超级压光机变频组构超级压光机主传动功率计算可以以下：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0.0150.026；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，收卷纸张宽1M，厚10um，设计车速为250米/分。则选用主牵引电机（变频器

4、）功率为：P = 0.018 X 1 X 250 X 12 = 54KW，可以选用55KW变频器。本系统采用高性能矢量变频器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模拟输出口AO2（输出TD3000变频器运行频率）来

5、到线速度，并进行卷径计算；张力设定信号由AI1获取；旋转编码器信号分别接到PGP/COM/A-/B-口。3 超级压光机收卷变频器调试步骤3.1 初步检查变频器、电机、旋转编码器接线及铭牌参数。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，ABZ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电机空载电流，电机空载电流正常应电机额定电流30%50%范围内。TD3300变频器实际辨识出电机空载电流为4.9A，是电机额定电流42%，正常范围之内。3.3 初步测试变

6、频器对电机驱动能力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（FB编码器功能项）设置编码器参数(FB.00=1024)，键盘控制模式测试变频器对电机驱动能力，重点观测变频器输出频率稳定性和输出电流大小，特别关注TD3300变频器输出电流，若空载情况下，输出电流偏大报过流故障，应该是旋转编码器AB相接线有误，更换AB相接线或更改变频器内PG接线方向设定（功能码FB.01）。3.4 完成TD3000和TD3300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,F6.04

7、=1.0)相关参数设置，检查TD3300变频器接口板AI2上V/I端口跳线I侧，并校正TD3000模拟输出口AO2输出和对应TD3300模拟输入口AI2线性度（临时修改TD3000变频器AO2口（F6.07=0）为设定频率输出，设定F3.03=0,修改F3.04值可改变AO2口输出值。利用TD3300键盘停机时可显示AI2输入电压值设定FD.02=1024,TD3000和TD3300上电不运行情况下，修改TD3000变频器F6.10-AO2零偏调整和F6.11AO2增益设定，可完成其线性度校正）。3.5 设置TD3000和TD3300变频器其他相关运行参数，初步带载试运行。F3.06=3,开环

8、张力控制模式；F1.00=2.81,设备厂家提供收卷电机与收卷卷轴转速比；F5.03(多功能端子X3)12，卷径复位1指令；F8.00=0,收卷模式；F8.01=1,AI1设定；F8.03=1000,现场调试情况修改，满足张力设定电位器调整要求；F8.08=0,初步设定卷径不计算，保证初步测试时张力稳定；F8.09=500，设备厂家提供，建议比厂家提供数值稍大一些；F8.10=170，设备厂家提供，空芯卷轴直径；F8.12=170，卷径复位用，与F5.03(多功能端子X3)12，卷径复位1指令配合使用；F8.16=170，TD3300变频器初步启动时计算变频器输出转矩用；F8.17=0,正向，

9、收卷电机处于电动状态，力矩输出应与转速方向一致，即正向。参数设置后设备运行较好，客户反映卷径增加，张力越来越小，这是卷径未计算结果。3.6 加卷径计算功能，再次带载运行F8.08=1,设定卷径来源选择线速度计算法；FC.00=2,AI2设定，来自主牵引变频器TD3000AO2(运行频率)口输出。FC.03=250m/min,设备厂家提供，FC.00*FC.03=当前线速度V，变频器公式:D=(i*V)/(*n) 计算当前卷径；FC.04=80 m/min,防止TD3300变频器速度较低时卷径计算不准导致变频器输出力矩波动；当TD3300变频器运行线速度低于FC.04设定值时，卷径计算功能停止，保持当前卷径值；当TD3300变频器运行线速度大于FC.04设定值时，卷径计算功能重新使能。再次带载测试，收卷过程张力平稳，达到要求。但客户反映TD3300刚启动时力矩突加较猛，纸张容易拉断，修改F3.12功能项，使TD330