AC80矢量变频器在电池生产线上的应用
一、前言
本文介绍是矢量变频器冶金工业中一个应用,即电池锌板生产线变频控制系统。该生产线主要用于电池锌筒、锌饼生产,是将熔融锌液连续铸造,并由轧机一次压制成成品,然后送后道工序冲裁成锌饼,最后冲裁成锌筒。其主要由成品锌板宽度来决定传动功率配置,主要由铸造机、托辊、轧机、电控系统等组成。伟创电气研发生产的AC80矢量变频器是以磁场监控、智能控制等现代控制理论为基础直接控制力矩,其内藏电流矢量控制功能可以实现高力矩控制、高精度速度性能。伟创AC80变频器设计中采用了最新磁场监控、智能控制、抗干扰控制,使控制性能大幅度提高。变频矢量控制对电机磁通电流和转矩电流解耦控制,实现了转矩快速响应和准确控制,可以以很高控制精度进行宽范围调速运行,并适用很多直流传动场合,如造纸、冶金、纺织等。
二、系统组成
电池锌板生产线中,从铸造机中出来热锌板,轧制后,再进行收卷,其中收卷工位为2个, 以保证连续生产。通常情况下,轧机主速度是跟随铸造速度信号而变化,且可以同时进行比例微调,收卷为1台矢量变频器控制2台不同工位但电机参数一致的异步变频电机(注:卷径变化大必须采用变频专用电机)。本方案采用深圳伟创电气的矢量型变频器及张力控制专用变频器,如图1所示,包括三台铸造机变频器AC80、轧机变频器AC80、中心收卷变频器AC90、可编程控制器PLC系统组成。AC90变频器涉及到2台异步电机切换(两台电机的特性尽可能的一致), AC90采用开环力矩收卷的模式。该系统中,PLC工艺需要来输出都是由所有速度给定,并同时从各个变频器中读取速度、电流、转矩等信号,以做控制或显示用。PLC程序主要任务是:处理起停连锁、故障报警、速度控制以及显示等。
三、控制原理
整条生产线的速度由PLC控制,两个伟创AC80矢量传动变频器采用闭环(变频器实时检测电机的实际转速)控制,其中铸造机速度为主机速度,从PLC设定的主速度V获得,变频器同时对PG的反馈信号进行运算,使得电机的转速更加的稳定。轧机的速度按照铸造电机的速度成比例的增加或减少。伟创电气交流变频器中心收卷技术,现在已经非常成熟。此方案可适用于高精度张力收卷场合,可以省去张力传感器、PID控制器,而只需要伟创AC90变频器加PLC控制即可。伟创AC90变频器是一种可以实现恒张力控制的变频器,可以通过变频器内部的计算,获得材料的卷径,通过控制变频器的输出转矩来获得恒张力控制。AC90变频器可以通过设置系统惯量补偿、摩擦补偿及材料惯量补偿可以补偿由于系统惯量、磨擦阻力及材料惯量引起的起动或加速过程中速度不均匀的情况,获得非常平稳的张力控制效果。方案简易,调试简单。
四、接线图及参数设置
铸造电机、轧机电机的参数设置:
如果编码器的实际旋转方向与变频器默认的旋转放向相反(现象是变频器的电流比正常值大很多,变频器甚至会报过流故障),将F5.15设置成0011。
变频器参数设置
|
功能代码
|
功能名称
|
设定值
|
首先请对电机进行参数自整定
|
F0.00
|
控制方式
|
2
|
F0.01
|
速度/转矩控制方式
|
0
|
F0.02
|
运行命令通道
|
1
|
F0.03
|
频率给定主通道
|
6
|
F0.14
|
加速时间
|
2
|
F0.15
|
减速时间
|
1
|
F5.15
|
PG选择
|
0001
|
F5.16
|
PG每周脉冲数
|
1000
|
F6.05
|
ASR比例时间2
|
0.35
|
F6.06
|
ASR积分时间2
|
0.2
|
收卷变频器参数设置
|
功能码
|
功能码名称
|
设定值
|
功能码
|
功能码名称
|
设定值
|
F0.00
|
控制方式
|
0
|
F0.01
|
速度转矩控制方式
|
1
|
F0.02
|
运行命令通道
|
1
|
F0.03
|
频率给定主通道
|
0
|
F0.09
|
最大输出频率
|
50
|
F0.11
|
上限频率数字设定值
|
50
|
F0.10
|
上限频率源选择
|
6
|
F0.18
|
减速时间1
|
根据现场设置
|
F7.00
|
转矩给定主通道
|
0006
|
F7.01
|
转矩键盘数据给定
|
100%
|
F7.06
|
输出转矩上限
|
100
|
F7.08
|
转矩补偿设置选择
|
1
|
F7.09
|
转矩锥度系数
|
20
|
F7.15
|
静摩擦补偿
|
5
|
F7.16
|
滑动摩擦补偿
|
5%
|
F7.17
|
转动惯量补偿
|
5
|
五、结束语
通过在电池生产线上的应用,伟创AC80系列矢量变频器的转速控制精度、AC90张力专用型变频器的张力控制精度都体现的淋漓尽致。客户对深圳伟创电气的矢量变频器给予了极高的评价。