台达变频器在冷轧钢机上的应用是嘛

台达变频器在冷轧钢机上的应用

摘要：本文主要讲述台达V系列变频器在冷轧钢机上的直接转矩控制应用

背景：目前在冷轧钢机应用行业，冷轧带肋钢筋生产线中，从放线、钢筋轧制、强度控制、延伸调控、定尺切断、自动推平、二面落料、盘卷收线，可以全部实现自动化。在其中的应用场合，需要对电机进行直接转矩控制，有时不能或不便安装编码器来反馈电机转速，因此希望变频器在开环的情况下对电机实现转矩控制（无编码器反馈），台达V系列变频器具有开环转矩控制功能，正好可以满足部分用户的要求。

关键词：台达V系列变频器、直接转矩控制、冷轧钢机

１、前言：

当前冷轧系列设备中主要产品类型有：冷轧扭系列设备、调直机系列设备和冷轧带肋钢筋生产系列设备。其中冷轧带肋钢筋设备为一条轧钢生产线，材料为原始的成卷钢筋，经过生产线处理后，表面被带肋压花后被定长切断。首先经由一级电机进行直接转矩控制进行拉伸，再经过二级电机拉伸并表面压花处理后，由第三级电机拉伸，最后在生产线末端进行定长切割处理。其中一级电机之前是由力矩电机进行工作，考虑到变频器控制的诸多优越性，因此用变频器来代替其进行转矩控制，鉴于生产线空间的限制，一级与二级两个电机之间不适合安装张力架传感器来反馈，需要用V系列变频器的开环转矩控制来进行直接拖动。

２、系统架构：

1）冷轧设备生产线金旸研发出多款高性能材料流程如下：

钢筋原材料→VFD370V43A转矩控制(一级电机) → VFD550B43A速度控制（二级电机）→VFD055B43A速度控制（三级电机）→定长切割→完毕

2）变频器配置：VFD370V43A、VFD550B43A、VFD055B43A各一台。

3）变频器VFD370V43A外部电气控制部分：

A、一个电位器连接+10V 、AVI与ACM来调节转矩命令大小；

B、一个按钮来切换速度/转矩模式，并在速度模式情况下，此按钮同时实现点动频率的端子命令；

C、短接AVI与AUI端子；

D、短接MI1与MI2端子。

其外部接线示意图如下：

３、工艺要求：

冷轧设备生产线流程中，用来拖动一级电机（从动）的变频器VFD370V43A，进行直接转矩控制，在生产过程中牵引钢筋向前拉动。其给定的转矩大小为一个合适值；二级电机（主动）运行起来的时候，一级电机才在系统中跟随二级电机一起运行，从而取代之前使用的力矩电机。并且在实际使用过程中，当一卷钢筋使用完毕，要求在更换材料的时候，能够在速度模式下实现点动运行进料,从而让钢筋平顺的穿过设备中的机械部分。另要求变频器VFD037V43A在最大转矩命令范围内能够单独驱动其较重负载，如负载更换为直径更粗的钢筋。

４、调试步骤：

1）、对一级电机参数最整定，并设定相应参数：

=4（转矩控制方式）；

=2（频率命令外部模拟量）；

=1（AVI为给定频率/转矩命令）；

此时转动外部电位器，输入一个较合适的转矩进行直接转矩控制，此时钢筋在这个转矩下不向前移动，只有在二级拉伸电机速度运行的情况下，一级拉伸电机在转矩模式下带动钢筋向前移动；

2）、速度模式下实现点动运行

在外部端子MI2切换到速度模式时（=32转矩速度模式切换），

设定外部端子MI1，=1（多段速指令一）；=1（第一段速为1HZ）；

此时在速度模式下多段速频率一可以正常运行。加上负载后效果亦不错。

3）、直接转矩模式下测试能否带动更大负载以两根力柱为根据用百分表丈量

因钢筋材料的粗细有异，增加负载后，在电机直接给转矩时，逐步转动电位器，增加转矩的命令大小，观察电机的反应。以观察当转矩增加到满转矩前，可否拉动负载。设定参数如下：=250（转矩限制设定为250%）；

当电位器旋转到满位时，此时转矩命令已是最大值，但负载没有移动；设置=8(AUI模拟量功能为转矩补偿)；单独调节AUI模拟量时效果不佳，同时调节AVI与AUI模拟量时有效，因外部电路只允许使用一个电位器模拟量输入，因此短接AUI与AVI端子，当外部电位器旋转时，转矩但目前外界已不能不承认命令和转矩补偿都是在逐步增大，当增到一定值时一级电机带动负载运行。

4）、参数设置：

控制一级电机的变频器VFD370V43A最终参数设置如下：

=4控制方式为转矩控制

=2频率指定来源为外部模拟输入

=50 最大操作频率为50HZ

=50 电机额定频率为50HZ

=380 电机额定电压为380V

=1多功能输入端子MI1为多段速指令一

=32 功能输入端子MI2为转矩速度模式切换

=1模拟AVI输入为频率/转矩命令

=8模拟AUI输入为转矩补偿

=1第一段速为1HZ

=16.9 电机无载电流为16.9A

=151.8电机R1为151.8mΩ

=166 电机R2为166mΩ

=471.8电机LM参数471.8mH

=29.9 电机LC参数29.9mH

=200 震荡补偿因子为200

=250 转矩限制为250%

5、调试总结：

1、台达变频器用直接转矩模式代替力矩电机，性能优越，效果良好。

2、生产线运行稳定，维护成本大大降低。

3、生产产品的品质很好，最终用户反映良机器呢只不过是换了个方法好。

6、现场附图如下：

图一：右下角为一级拉伸电机（运行方向向左、从动）

图二：左下角为二级拉伸电机（方向向右、主动）

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