AC80矢量變頻器在電池生產線上的應用
一、前言
本文介紹是矢量變頻器冶金工業中一個應用，即電池鋅板生產線變頻控制系統。該生產線主要用于電池鋅筒、鋅餅生產，是將熔融鋅液連續鑄造，并由軋機一次壓制成成品，然后送后道工序沖裁成鋅餅，最后沖裁成鋅筒。其主要由成品鋅板寬度來決定傳動功率配置，主要由鑄造機、托輥、軋機、電控系統等組成。偉創電氣研發生產的AC80矢量變頻器是以磁場監控、智能控制等現代控制理論為基礎直接控制力矩，其內藏電流矢量控制功能可以實現高力矩控制、高精度速度性能。偉創AC80變頻器設計中采用了最新磁場監控、智能控制、抗干擾控制，使控制性能大幅度提高。變頻矢量控制對電機磁通電流和轉矩電流解耦控制，實現了轉矩快速響應和準確控制，可以以很高控制精度進行寬范圍調速運行，并適用很多直流傳動場合，如造紙、冶金、紡織等。
二、系統組成
電池鋅板生產線中，從鑄造機中出來熱鋅板，軋制后，再進行收卷，其中收卷工位為2個， 以保證連續生產。通常情況下，軋機主速度是跟隨鑄造速度信號而變化，且可以同時進行比例微調，收卷為1臺矢量變頻器控制2臺不同工位但電機參數一致的異步變頻電機（注：卷徑變化大必須采用變頻專用電機）。本方案采用深圳偉創電氣的矢量型變頻器及張力控制專用變頻器，如圖1所示，包括三臺鑄造機變頻器AC80、軋機變頻器AC80、中心收卷變頻器AC90、可編程控制器PLC系統組成。AC90變頻器涉及到2臺異步電機切換(兩臺電機的特性盡可能的一致)， AC90采用開環力矩收卷的模式。該系統中，PLC工藝需要來輸出都是由所有速度給定，并同時從各個變頻器中讀取速度、電流、轉矩等信號，以做控制或顯示用。PLC程序主要任務是：處理起停連鎖、故障報警、速度控制以及顯示等。
三、控制原理
整條生產線的速度由PLC控制，兩個偉創AC80矢量傳動變頻器采用閉環（變頻器實時檢測電機的實際轉速）控制，其中鑄造機速度為主機速度，從PLC設定的主速度V獲得，變頻器同時對PG的反饋信號進行運算，使得電機的轉速更加的穩定。軋機的速度按照鑄造電機的速度成比例的增加或減少。偉創電氣交流變頻器中心收卷技術，現在已經非常成熟。此方案可適用于高精度張力收卷場合，可以省去張力傳感器、PID控制器，而只需要偉創AC90變頻器加PLC控制即可。偉創AC90變頻器是一種可以實現恒張力控制的變頻器，可以通過變頻器內部的計算，獲得材料的卷徑，通過控制變頻器的輸出轉矩來獲得恒張力控制。AC90變頻器可以通過設置系統慣量補償、摩擦補償及材料慣量補償可以補償由于系統慣量、磨擦阻力及材料慣量引起的起動或加速過程中速度不均勻的情況，獲得非常平穩的張力控制效果。方案簡易，調試簡單。
四、接線圖及參數設置
鑄造電機、軋機電機的參數設置：
如果編碼器的實際旋轉方向與變頻器默認的旋轉放向相反（現象是變頻器的電流比正常值大很多，變頻器甚至會報過流故障），將F5.15設置成0011。
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變頻器參數設置
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功能代碼
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功能名稱
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設定值
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首先請對電機進行參數自整定
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F0.00
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控制方式
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2
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F0.01
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速度／轉矩控制方式
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0
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F0.02
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運行命令通道
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1
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F0.03
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頻率給定主通道
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6
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F0.14
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加速時間
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2
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F0.15
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減速時間
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1
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F5.15
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PG選擇
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0001
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F5.16
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PG每周脈沖數
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1000
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F6.05
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ASR比例時間2
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0.35
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F6.06
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ASR積分時間2
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0.2
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收卷變頻器參數設置
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功能碼
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功能碼名稱
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設定值
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功能碼
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功能碼名稱
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設定值
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F0.00
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控制方式
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0
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F0.01
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速度轉矩控制方式
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1
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F0.02
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運行命令通道
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1
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F0.03
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頻率給定主通道
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0
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F0.09
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最大輸出頻率
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50
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F0.11
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上限頻率數字設定值
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50
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F0.10
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上限頻率源選擇
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6
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F0.18
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減速時間1
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根據現場設置
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F7.00
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轉矩給定主通道
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0006
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F7.01
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轉矩鍵盤數據給定
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100%
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F7.06
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輸出轉矩上限
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100
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F7.08
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轉矩補償設置選擇
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1
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F7.09
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轉矩錐度系數
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20
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F7.15
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靜摩擦補償
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5
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F7.16
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滑動摩擦補償
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5%
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F7.17
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轉動慣量補償
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5
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五、結束語
通過在電池生產線上的應用，偉創AC80系列矢量變頻器的轉速控制精度、AC90張力專用型變頻器的張力控制精度都體現的淋漓盡致。客戶對深圳偉創電氣的矢量變頻器給予了極高的評價。