图1 铝箔纸压花机外形图
2 压花工艺原理 原料为圆柱状铝箔纸压花卷材安装到放卷辊上,卷材通过雕花滚筒模具的压制,将事先要求的图案压在铝箔纸上,然后通过收卷辊收卷成为圆柱形成品。成品卷取采取的方式是通过台达DOPA58CSTD触摸屏来设置初始力矩(放卷变频器以及收卷变频器),然后依靠PLC(台达DVP16ES00R)编程设计规划好的程序来检测线速度以及收放卷卷径的大小,通过卷径的不同变化来改变给定变频器的速度控制信号,补偿卷径变化引起的力矩变化,实现恒转矩成品卷曲。收卷变频器和放卷变频器工作在转矩控制模式,压花变频器工作在开环矢量模式。原理示意图如图2所示。图2 卷取原理示意
3 台达力矩变频电气设计 客户处的铝箔纸压花机设计时的最高线速度160米/分,台达推出的VE系列变频器功能和性能上完全能够实现恒转矩控制,通过调整参数以后机器已经能够正常运行,并且效果让客户也很满意。 3.1 电机规格 力矩放卷电机:ABB QABP160M6A 380V/17.9A/5-50HZ恒转矩50-100恒功率/7.5kw,电机风扇380VAC,电机轴端编码器+12V/A/B/512ppr。 压花电机:曲阜金升电机 380V/11.5A/50HZ/5.5KW/4极/5-50HZ恒转矩50-100恒功率,电机风扇380VAC 力矩收卷电机:ABB QABP132M4A 380V/7.5KW/15.8A/50HZ/5-50HZ恒转矩50-100恒功率,电机风扇380VAC,电机轴端编码器+12V/A/B/512ppr。 3.2 台达恒转矩传动控制系统配置 台达触摸屏DOPA58CSTD; PLC台达DVP16ES00R(配套扩展4DA/4AD模块); 放卷变频器VFD075V43A-2(配套制动电阻780W/75ohm); 收卷变频器VFD075V43A-2(配套制动电阻780W/75ohm); 压花变频器VFD055V43A-2(配套制动电阻520W/100ohm)。 3.3电气原理设计 电气原理参见图3:电气接线图。图3 电气接线图
4 VE系列变频器力矩控制参数 4.1变频器参数的设置过程(1)收卷变频器的参数设置
将变频器带空电机作VF运行,并且察看电机运行状态(输出电压/输出电流/实际转速):
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
01-01
0101H
Motor1 Fbase
Hz
50.00
01-02
0102H
Max Out-Volt 1
V
380.0
10-00
0A00H
Encoder pulses
512
10-01
0A01H
PG input setting
1
将变频器指令频率设置到50hz,察看r状态为+1490rpm。
将电机参数写入到变频器对应参数:
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
05-01
0501H
Motor1 Rated A
Amps
15.80
05-02
0502H
Motro1 Rated P
Kw
7.50
05-03
0503H
Motor1 Rated
RPM
1490
05-04
0504H
Motor1 Poles
4
做电机自整定,并且将控制方式更改为向量控制FOC+PG,运行看是否正常;
电机动态整定后电机参数如下表:
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
05-05
0505H
Motor1 No-Load
Amps
6.75
05-06
0506H
Motor1 Rs
ohm
1.160
05-07
0507H
Motor1 Rr
ohm
0.968
05-08
0508H
Motor1 Lm
mH
186.1
05-09
0509H
Motor1 Lx
mH
18.2
调整控制方式并且从0-50hz运转,察看电机状态正常(输出电压/输出电流/电机转速)
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
00-10
000AH
Control Method
3
控制方式改为转矩控制TQR+PG,并且调整相应的转矩参数以及外部端子功能:
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
00-10
000AH
Control Method
4
00-20
0014H
Source of Freq.
2
00-21
0015H
Source of Oper.
1
01-00
0100H
Max Output Freq.
Hz
70.00
01-12
010CH
1st Accel Time
sec
8.00
01-13
010DH
1st Decel Time
sec
12.00
03-01
0301H
ACI Selection
2
03-12
030CH
ACI/AVI2 SEL
1
07-21
0715H
SOURCE OF TQR
2
07-24
0718H
Speed Limit Sel.
1
(2)放卷变频器的参数设置
将变频器带空电机作VF运行,并且察看电机运行状态(输出电压/输出电流/实际转速):
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
01-01
0101H
Motor1 Fbase
Hz
50.00
01-02
0102H
Max Out-Volt 1
V
380.0
10-00
0A00H
Encoder pulses
512
10-01
0A01H
PG input setting
2
将变频器指令频率设置到50hz,察看r状态为+995rpm。
将电机参数写入到变频器对应参数:
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
05-01
0501H
Motor1 Rated A
Amps
17.90
05-02
0502H
Motro1 Rated P
Kw
7.50
05-03
0503H
Motor1 Rated
RPM
995
05-04
0504H
Motor1 Poles
6
做电机自整定,并且将控制方式更改为向量控制FOC+PG,运行看是否正常;
电机动态整定后电机参数如下表:
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
05-05
0505H
Motor1 No-Load
Amps
11.74
05-06
0506H
Motor1 Rs
ohm
1.027
05-07
0507H
Motor1 Rr
ohm
0.669
05-08
0508H
Motor1 Lm
mH
102.5
05-09
0509H
Motor1 Lx
mH
16.2
调整控制方式并且从0-50hz运转,察看电机状态正常(输出电压/输出电流/电机转速)
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
00-10
000AH
Control Method
3
控制方式改为转矩控制TQR+PG,并且调整相应的转矩参数以及外部端子功能:
Pr. No
MODBUS
Description
Unit
Data
00-10
000AH
Control Method
4
00-20
0014H
Source of Freq.
2
00-21
0015H
Source of Oper.
1
01-12
010CH
1st Accel Time
sec
12.00
01-13
010DH
1st Decel Time
sec
8.00
02-01
0201H
Multi-Fun Input1
39
03-01
0301H
ACI Selection
2
03-12
030CH
ACI/AVI2 SEL
1
07-21
0715H
SOURCE OF TQR
2
07-24
0718H
Speed Limit Sel.
1
由于放卷变频器工作时输出转矩方向与转速方向相反,所以将外部端子MI1设置为39功能转矩命令方向。