【摘要】恒线速度模式是非常常见的一个功能，可通过很多方法来实现。本文主要是介绍如何通过变频器本身的功能，来实现恒线速度模式。
【Abstract】Constant linear velocity model is very common, it can be realized by many methods. This paper mainly introduces how to achieve a constant linear velocity model through the inverter itself functions.
【关键词】变频器；台达；恒线速度
【Keywords】inverter; Delta; constant linear velocity
1 前言
所有卷绕机都存在一个共同现象，即卷绕物在收卷过程中卷筒越卷越大，卷筒直径也随之增大，由线速度和转速的关系（线速度L=转速n*∏*D）可知如转速n不变，随着直径D的增大，线速度L不断加快，因此会造成卷绕物拉断等不愿见到的结果，为满足设备控制工艺要求，达到恒线速度控制目的，我们引入变频器控制来实现。那么，通过变频器如何来实现呢？常见的控制原理是通过放置编码器实时检测线速度信号，当卷筒直径增大导致线速度随之增大，旋转编码器检测输出给变频器的脉冲增多，通过与设定脉冲数比较，控制变频器输出频率降低，从而降低电机转速，达到恒线速度控制的目的。
本文以台达VE系列变频器为例，来介绍通过变频器，是如何实现恒线速度功能的。
2 VE系列变频器实现恒线速度功能原理
台达VE系列变频器内含恒线速度功能的典型应用模块，使用时，大家只需要调用此模块，按照模块框图设定好对应的参数即可。图1为典型应用的系统硬件框图。
图1 典型应用的系统硬件框图
从框图上我们可以看到，VE系列变频器所支持的恒线速度功能，是通过编码器来检测材料上的实时线速度，从而实现线速度死循环，满足线速度恒定的要求。线速度的目标值，一般是通过电位器或者通讯的方式，在变频器上设定。以上方法是最常使用的方法，也是最基本的方法。
与其他品牌变频器不同之处在于，台达VE系列变频器的恒线速度模式，在常用方法的基础上，引入了材料卷径的因素，通过优良的算法，实时计算材料卷径，使在运行过程中变频器能够更加清楚运行状态，调节更容易稳定，参数设定也更加容易。
图2 系统框图
通过以上设定，我们就完成了对恒线速度功能参数的设定。
在某些场合，可能无法安装材料实际线速度的检测机构，或者说由于打滑等原因，容易出现飞车等危险的情况。为了满足这种情况，我们也可以采用开环的方式，即没有实时的线速度回馈信号，来完成恒线速度的工作模式。由于台达VE系列变频器内建有卷径计算功能模块，在实际运行过程中，当实际卷径发生变化时，我们只要能够准确判断出现有卷径，就可以调整输出频率，从而达到线速度恒定的目的，这样我们就可以通过开环的方式来实现恒线速度的运行。
我们能够采用的是第一、第二、第三种模式。第二种模式，我们只需要采用一个带编码器的电机即可实现，安装简单方便；第一种模式，我们就需要在收卷辊上安装一个接近开关，主要作用是计算收卷辊旋转了多少圈；第三种模式，就需要借助专门的检测装置了，价格相对较高。这里需要特别提出的是：使用第一/第二种方式来计算卷径，有一定的局限性，即需要设定材料厚度，材料厚度不均匀的话，做出来的效果就不会太好；而且对于线材来说，除非每排排列的很整齐，否则也不太适合使用。此种模式比较适合用于材料厚度均匀的片材。
为了达到这种工作模式，我们需要借助于张力死循环速度模式。下面我们来看看是如何实现的。
张力死循环速度模式的典型应用系统框图如图3。
图3 张力死循环速度模式系统框图
与我们提到的开环恒线速度相比，以上部分多了PID的部分，所以我们只需要将PID的功能关闭即可。下面我们来看看参数的设定步骤。
3 结束语
以上谈到的两种模式经过分切机的测试，完全能够达到恒线速度的要求：使用第一种恒线速度模式，随着实际卷径的变化，线速度能够保持与设定值一致，且基本无误差；使用第二种方式（开环恒线速度模式），实际线速度与设定值的误差量也很小。客户对第一种方式表示非常满意，在要求不高的场合，对第二种方式也可以接受。
作者简介：
王浩，男，1978年出生，毕业于武汉科技大学自动化专业，目前任职于中达电通变频器产品开发处，负责台达变频器新产品的测试、推广和培训工作，经验丰富，知识全面。
