臺(tái)達(dá)變頻器在冷軋鋼機(jī)上的應(yīng)用

1 概述

當(dāng)前冷軋系列設(shè)備中主要產(chǎn)品類型有冷軋扭系列設(shè)備、調(diào)直機(jī)系列設(shè)備和冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)系列設(shè)備。在冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線中，從放線、鋼筋軋制、強(qiáng)度控制、延伸調(diào)控、定尺切斷、自動(dòng)推平、二面落料、盤卷收線，可以全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的材料為原始的成卷鋼筋，首先對(duì)一級(jí)電機(jī)進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制來拉伸材料，再經(jīng)過二級(jí)電機(jī)拉伸并在材料表面進(jìn)行壓花處理，之后由第三級(jí)電機(jī)進(jìn)行拉伸，最后在生產(chǎn)線末端進(jìn)行定長切割處理。其中，需要對(duì)一級(jí)電機(jī)進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制，考慮到變頻器控制的諸多優(yōu)越性，因此采用變頻器來對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制，又鑒于生產(chǎn)線空間的限制，一級(jí)與二級(jí)兩個(gè)電機(jī)之間不適合安裝張力架傳感器來反饋，故采用V 系列變頻器的開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制來控制電機(jī)，以達(dá)到滿足用戶需求的目的。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

冷軋?jiān)O(shè)備生產(chǎn)線流程為鋼筋原材料寅變頻器VFD370V43A(1 臺(tái))進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制(一級(jí)電機(jī)) 寅變頻器VFD550B43A(1臺(tái))進(jìn)行速度控制(二級(jí)電機(jī))寅VFD055B43A(1 臺(tái))進(jìn)行速度控制(三級(jí)電機(jī))寅定長切割寅完畢。其中，變頻器VFD370V43A的外部電氣控制部分為：

1)由一個(gè)電位器連接+10V 、AVI與ACM來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩命令大小;

2)通過一個(gè)按鈕來切換速度/轉(zhuǎn)矩模式，在速度模式情況下，由此按鈕來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)頻率的端子命令;

3)端子AVI與AUI短接;

4)端子MI1與MI2短接。

變頻器VFD370V43A的外部接線示意圖如圖1 所示。

3 工藝要求

在冷軋?jiān)O(shè)備生產(chǎn)線流程中的變頻器VFD370V43A采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式來拖動(dòng)一級(jí)電機(jī)(從動(dòng))，牽引鋼筋向前拉動(dòng)，其給定的轉(zhuǎn)矩大小為一個(gè)合適值。當(dāng)二級(jí)電機(jī)(主動(dòng))運(yùn)行起來的時(shí)候，一級(jí)電機(jī)才在系統(tǒng)中跟隨二級(jí)電機(jī)一起運(yùn)行，從而取代之前使用的力矩電機(jī)。在實(shí)際使用過程中，當(dāng)一卷鋼筋使用完畢，要求在更換材料的時(shí)候，系統(tǒng)能夠在速度模式下實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行進(jìn)料，以保證讓鋼筋平順的穿過設(shè)備中的機(jī)械部分。另外，要求變頻器VFD037V43A在最大轉(zhuǎn)矩命令范圍內(nèi)能夠單獨(dú)驅(qū)動(dòng)較重的負(fù)載，如將負(fù)載更換為直徑更粗的鋼筋。

4 調(diào)試步驟

1)對(duì)一級(jí)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行整定，并設(shè)定：

00-10=4(轉(zhuǎn)矩控制方式);

00-20=2(頻率命令外部模擬量);

03-00=1(AVI 為給定頻率/轉(zhuǎn)矩命令)。

轉(zhuǎn)動(dòng)外部電位器，輸入一個(gè)較合適的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制，鋼筋在這個(gè)轉(zhuǎn)矩下不向前移動(dòng)，只有在二級(jí)拉伸電機(jī)速度運(yùn)行的情況下，一級(jí)拉伸電機(jī)才在轉(zhuǎn)矩模式下帶動(dòng)鋼筋向前移動(dòng)。

2)在速度模式下實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。在外部端子MI2 切換到速度模式時(shí)(02-02=32轉(zhuǎn)矩速度模式切換)，設(shè)定外部端子MI1，設(shè)02-01=1(多段速指令一)、04-00=1(第一段速為1 Hz)，此時(shí)在速度模式下多段速頻率一可以正常運(yùn)行，加上負(fù)載檢驗(yàn)效果不錯(cuò)。

3)在直接轉(zhuǎn)矩模式下測試能否帶動(dòng)更大負(fù)載。

因鋼筋材料的粗細(xì)有異，增加負(fù)載后，逐步轉(zhuǎn)動(dòng)電位器，增加轉(zhuǎn)矩的命令大小，觀察電機(jī)的反應(yīng)。以觀察當(dāng)轉(zhuǎn)矩增加到滿轉(zhuǎn)矩前，能否拉動(dòng)負(fù)載，須設(shè)定的參數(shù)為06-12=250(轉(zhuǎn)矩限制設(shè)定為250%)。

當(dāng)電位器旋轉(zhuǎn)到滿位(此時(shí)轉(zhuǎn)矩命令已是最大值)，但負(fù)載沒有移動(dòng)時(shí)，設(shè)置03-02=8(AUI 模擬量功能為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償);當(dāng)單獨(dú)調(diào)節(jié)AUI 模擬量效果不佳時(shí)，可同時(shí)調(diào)節(jié)AVI。因外部電路只允許使用一個(gè)電位器模擬量輸入，因此短接端子AUI 與AVI，當(dāng)外部電位器旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)矩命令和轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償都是在逐步增大，正常情況下，當(dāng)增到一定值時(shí)一級(jí)電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。

4) 參數(shù)設(shè)置?？刂埔患?jí)電機(jī)的變頻器VFD370 V43A的最終參數(shù)設(shè)置如表1 所列。

5 結(jié)語

1)以臺(tái)達(dá)變頻器采用直接轉(zhuǎn)矩模式代替力矩電機(jī)，控制性能優(yōu)越，效果良好;

2)生產(chǎn)線運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)成本大大降低;

3)產(chǎn)品的品質(zhì)很好，最終用戶反映良好。