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台达变频器力矩控制在铝箔纸压花机上的应用

摘 要：本文主要介绍台达VE变频器力矩方式的设定方法，以及在铝箔纸压花机上的实际调试步骤和使用效果。

关键词：铝箔纸压花机 力矩 VE变频器 台达

1 引言

铝箔纸压花机是针对纸张深加工而开发研制生产的一种高科技设备，主要用于各种纸张、印后纸张、铝箔纸等材料的压花、 分切及复卷 ，广泛地应用于印前、印后纸张等材料的深加工工业。压花形式为气压式卧压辊压花 ，花纹深度一致； 花辊可根据需要随时更换花型；收放卷有采用磁粉离合器及制动器方式，也有采用变频器控制的方式，操作十分简便，整机张力高度恒定控制。铝箔纸压花机整机参见图1。

图1 铝箔纸压花机外形图

2 压花工艺原理

原料为圆柱状铝箔纸压花卷材安装到放卷辊上，卷材通过雕花滚筒模具的压制，将事先要求的图案压在铝箔纸上，然后通过收卷辊收卷成为圆柱形成品。成品卷取采取的方式是通过台达DOPA58CSTD触摸屏来设置初始力矩（放卷变频器以及收卷变频器），然后依靠PLC（台达DVP16ES00R）编程设计规划好的程序来检测线速度以及收放卷卷径的大小，通过卷径到达进1步减轻车身重量的目标的不同变化来改变给定变频器的速度控制信号，补偿卷径变化引起的力矩变化，实现恒转矩成品卷曲。收卷变频器和放卷变频器工作在转矩控制模式，压花变频器工作在开环矢量模式。原理示意图如图2所示。

图2 卷取原理示意

3 台达力矩变频电气设计

客户处的铝箔纸压花机设计时的最高线速度160米/分，台达推出的VE系列变频器功能和性能上完全能够实现恒转矩控制，通过调整参数以后加格达奇机器已经能够正常运行，并且效果让客户也很满意。

3.1 电机规格

力矩放卷电机：ABB QABP160M6A 380V/17.9A/HZ恒转矩恒功率/7.5kw，电机风扇380VAC，电机轴端编码器+12V/A/B/512ppr。 压花电机：曲阜金升电机 380V/近期5金工具扭矩检测装备迎来新的契机11.5A/50HZ/5.5KW/4极/HZ恒转矩恒功率，电机风扇380VAC

力矩收卷电机：ABB QA在室内光缆两种油盒加热器中都装有Pt—100标准铂电阻BP132M4A 380V/7.5KW/15.8A/50HZ/HZ恒转矩恒功率，电机风扇380VAC，电机轴端编码器+12V/A/B/512ppr。

3.2 台达恒转矩传动控制系统配置

台达触摸屏DOPA58CSTD；

PLC台达DVP16ES00R（配套扩展4DA/4AD模块）；

放卷变频器VFD075V43A-2（配套制动电阻780W/75ohm测速电机）；

收卷变频器VFD075V43A-2（配套制动电阻780W/75ohm）；

压花变频器VFD055V43A-2（配套制动电阻520W/100ohm）。

3.3电气原理设计

电气原理参见图3：电气接线图。

图3 电气接线图

4 VE系列变频器力矩控制参数

4.1变频器参数的设置过程

（1）收卷变频器的参数设置

将变频器带空电机作VF运行，并且察看电机运行状态（输出电压/输出电流/实际转速）：

调整控制方式并且从hz运转，察看电机状态正常（输出电压/输出电流/电机转速）

控制方式改为转矩控制TQR+PG，并且调整相应的转矩参数以及外部端子功能：

（2）放卷变频器的参数设置

将变频器带空电机作VF运行，并且察看电机运行状态（输11、试样筐3个出电压/输出电流/实际转速）：

调整控制方式并且从hz运转，察看电机状态正常（输出电压/输出电流/电机转速）

由于放卷变频器工作时输出转矩方向与转速方向相反，所以将外部端子MI1设置为39功能转矩命令方向。

（3）压花变频器的参数设置

将变频器带空电机作VF运行，并且察看电机运行仪表盘状态（输出电压/输出电流/实际转速）：

如果运转过程中出现力矩不足问题，可以将参数改为2。

4.2 运转状态纪录（线速度设定为160）

（1）收卷卷径最小时（76mm）：

根据测试数据，不论是控制收卷，放卷还是压花的变频器，在满卷和空卷的整个工作的过程中，输出电流都在变频器额定电流以内，母线电压也处于很安全的范围，变频器应该能够长期工作。

5 结束语

经过长期运行设备运行稳定，VE变频器在功能和性能上完全能够满足铝箔纸压花机的力矩控制要求；力矩控制无论在启动，停止还是在运行过程中输出都非常稳定，无抖动现象，效果达到设计要求，项目具有在纸张、纺织、线材等卷取类设备电气传动领域推广应用前景。(end)

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