摘 要 本文介紹安邦信E11基于無速度傳感器的矢量變頻變頻器在分切機(jī)設(shè)備上的應(yīng)用方案及調(diào)試時(shí)應(yīng)注意的問題,，由于它具有良好的轉(zhuǎn)矩特性和免維護(hù)性能，已經(jīng)越來越多地被用于包裝和印刷企業(yè)
關(guān)鍵詞 分切機(jī) 變頻器 張力控制

    1 前言
    近幾年我國的造紙業(yè)及印刷包裝行業(yè)取得了飛速的發(fā)展,，面臨著前所未有巨大機(jī)遇,，但相對(duì)于世界先進(jìn)的設(shè)備，也面臨著巨大的挑戰(zhàn),。生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)能力非常強(qiáng)大,，但我們的產(chǎn)品基本處于中低端市場。主要的原因是技術(shù)條件的限制,。目前為至,，大量的分切機(jī)上仍舊使用磁粉制動(dòng)器來進(jìn)行收放卷張力控制，限制了設(shè)備的運(yùn)行速度,，也浪費(fèi)了能源,，而且由于磁粉本身的使用壽命的原因，造成了故障率較高的情況,。
    安邦信公司推出的G11變頻器,，可以進(jìn)行恒張力控制,，并且可以控制張力錐度，保證收卷后各層形狀均勻,，而且極大的提高了分切機(jī)的運(yùn)行速度,。

    2 分切機(jī)介紹
    分切機(jī)是一種將寬幅紙張或薄膜分切成多條窄幅材料的機(jī)械設(shè)備，常用于造紙機(jī)械及印刷包裝機(jī)械,。分切機(jī)的簡易示意圖如圖1所示,。

    分切機(jī)的傳統(tǒng)控制方案是利用一臺(tái)大電機(jī)來來驅(qū)動(dòng)收放卷的軸，在收放卷軸上加有磁粉離合器,，通過調(diào)節(jié)磁粉離合器的電流來控制其所產(chǎn)生的阻力,，來控制材料表面的張力。
磁粉離合器及制動(dòng)器是一種特殊的自動(dòng)化執(zhí)行元件,，它是通過填充于工作間隙的磁粉傳遞扭矩,，改變勵(lì)磁

    電流可以改變磁粉的磁性狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)傳遞的扭矩,?？捎糜趶牧汩_始到同步速度的無級(jí)調(diào)速，適用于高速段微調(diào)及中小功率的調(diào)速系統(tǒng),。還用于用調(diào)節(jié)電流的方法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩以保證卷繞過程中張力保持恒定的開卷或復(fù)卷張力控制系統(tǒng),。
    其主要的特點(diǎn)是磁粉離合器作為一個(gè)阻力裝置，通過系統(tǒng)控制,，來輸出一個(gè)直流電壓,，控制磁粉離合器產(chǎn)生的阻力。主要的優(yōu)勢是其為被動(dòng)裝置,，可以控制較小的張力,。其主要的缺點(diǎn)是速度不能高，高速運(yùn)行時(shí)易造成磁粉高速磨擦,，產(chǎn)生高溫,，造成磁粉離合器發(fā)熱進(jìn)而縮短其壽命。

    3 G11變器器在分切機(jī)上的控制框圖：
    方案說明：
    使用安邦信E11變頻器驅(qū)動(dòng)壓輥,，控制分切機(jī)的運(yùn)行速度,，它可以工作在開環(huán)矢量工作方式。主速度一般可以用電位器來調(diào)整,。AO1端口作為運(yùn)行頻率的輸出,，作為放卷變頻器、上,、下收卷變頻器的線速度給定,。放卷變頻器及收卷變頻器要使用A11變頻器，A11變頻器是一種可以實(shí)現(xiàn)張力控制的變頻器,，可以通過變頻器內(nèi)部的計(jì)算,，獲得所需要的轉(zhuǎn)矩,，通過控制變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩來獲得恒張力控制。

    因?yàn)槭噶靠刂谱冾l器的轉(zhuǎn)矩控制精度為額定轉(zhuǎn)矩的5%以上,，所以當(dāng)控制的張力過小時(shí),，在空卷時(shí)變頻器應(yīng)輸出小的轉(zhuǎn)矩，比較困難,。
    參數(shù)配置情況：
    主驅(qū)動(dòng)變頻器（E11）：
    （無速度傳感器矢量控制）
    （端子命令）
    （AI1輸入）
    （后級(jí)變頻器輸入和驅(qū)動(dòng)變頻器輸入頻率相除）其它參數(shù)均為出廠默認(rèn)值,。
    調(diào)試情況說明：
    利用G11變頻器作分切機(jī)控制時(shí)，建議使用電機(jī)直接拖動(dòng)主軸的方式而無需安裝減速裝置,。主要原因是變頻器控制張力時(shí)控制量最終為變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩,，轉(zhuǎn)矩為張力與卷徑的乘積，在空卷時(shí),，輸出轉(zhuǎn)矩為最小,。如果減速比為N，折算到變頻器上轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)矩/N,，若小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的5%,，則控制的不夠準(zhǔn)確。
    在調(diào)試時(shí),，首先將收放卷的三個(gè)變頻器的閉環(huán)矢量方式調(diào)試正常,，否則沒法完成后續(xù)的轉(zhuǎn)矩控制。在此過程中,，最常遇到的問題是編碼器信號(hào)沒有輸入,、旋轉(zhuǎn)編碼器A、B方向接反,、編碼器脈沖數(shù)輸入不正確,。這幾種問題的表現(xiàn)形式主要是運(yùn)行速度和輸入速度偏差較大或者電機(jī)低速蠕動(dòng)而且運(yùn)行電流與實(shí)際空載電流相差較大。
    放卷控制中變頻器實(shí)際上只是提供一個(gè)反向的拉緊力,，所以其控制精度要求不高,。調(diào)試相對(duì)簡單。關(guān)于零速時(shí)的反向拉緊,，A11變頻器可以提供兩種選擇，一個(gè)是允許反向拉緊功能,，表現(xiàn)形式是在零速時(shí)若運(yùn)行命令沒有撤掉,，則變頻器可控制電機(jī)一直將材料拉緊，避免剛開始運(yùn)行時(shí)由于材料松馳而造成的速度沖擊,，將材料拉斷,。另外一種選擇為不允許反向收緊，在零速時(shí)若運(yùn)行命令沒有撤掉,，則變頻器沒有力矩輸出,。材料可能會(huì)松馳,，但可避免斷料時(shí)的飛車情況。
    收卷變頻器工作在張力控制模式,，在加減速過程中,，需要提供額外的轉(zhuǎn)矩用于克服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。如果不加補(bǔ)償,，則會(huì)出現(xiàn)收卷過程中張力偏小減速過程中張力偏大的現(xiàn)象,。如果起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)張力變小，則增加系統(tǒng)慣量補(bǔ)償系數(shù),。磨擦補(bǔ)償主要是克服在整個(gè)運(yùn)行過程中由于系統(tǒng)存在的磨擦力對(duì)張力的影響,，可通過調(diào)節(jié)磨擦補(bǔ)償系數(shù)來完成。正常運(yùn)行時(shí)材料張力若小于設(shè)定張力,，則將摩擦補(bǔ)償系數(shù)增大,。另外需要補(bǔ)償?shù)氖蔷磔S上材料所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過設(shè)定材料的密度及寬度,，變頻器可計(jì)算出當(dāng)前材料的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,。調(diào)試時(shí)合適設(shè)定張力錐度，可以控制材料的卷曲質(zhì)量,，避免外緊內(nèi)松的情況發(fā)生,。
    很多情況下卷徑的獲得是統(tǒng)過線速計(jì)算法來獲得的，而卷徑又是計(jì)算輸出轉(zhuǎn)矩的直接的因素,，所以正確設(shè)定最大線速度是非常關(guān)鍵的,。調(diào)試時(shí)可以通過驗(yàn)證變頻器顯示的當(dāng)前卷徑和實(shí)際卷徑，來判斷所設(shè)最大線速度是否正確,。若顯示的當(dāng)前卷徑大于實(shí)際卷徑,，則表明所設(shè)的最大線速度偏大。
    通過設(shè)定以上的幾個(gè)補(bǔ)償量,，可以有效的改變系統(tǒng)慣量對(duì)加減的影響,。設(shè)定合適的張力，可以達(dá)到比較好的收卷控制,。

    4 結(jié)束語
    因?yàn)橛米冾l器來控制分切機(jī)的收放卷控制克服了磁粉固有的弱點(diǎn),，使得高速分切的控制成為了現(xiàn)實(shí)，而且大大提高了設(shè)備的可靠性,，從成本上并沒有過多的增加,，所以越來越多的客戶開始采用變頻器來實(shí)現(xiàn)分切機(jī)控制。