摘 要
本文以超*压光机为例，通过引入TD3300系列变频器，介绍了变频矢量控制中张力开环的基本方式和TD3300调试步骤。
1 前言
超*压光纸简称SC纸，以价格低廉的磨木浆、化学机械浆或废纸脱墨浆以及麦草浆为主要原料，配以少量的长纤维化学浆，并添加30％以上的填料制成，其平滑度达 500S以上，不透明度达85％以上，裂断长纵横平均达3000m以上，其质量可和低定量涂布纸比*，可用作广告、目录、插页等彩色印刷。由于该工艺使用大量填料和高得率的磨木浆或化机浆，可节省纤维和木材资源，因此可大大降低成本。纸页经压光机压光后，可以提高纸页的平滑度、光泽度和紧度，使纸页全幅厚度*致，从而改善纸张的外观质量，并减少透气度。
超*压光机主要分为放卷装置（又称退纸器）、压光辊装置（含主电机）和收卷装置等。原纸从放卷装置处经引纸辊依次通过各纸粕辊和冷铸辊后进入中*收卷。本文论述的就是如何采用变频控制来完成超*压光机的传动控制。 (欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
2 超*压光机的变频控制
2.1 开环的张力控制方案
超*压光机在快速启动、快速停止以及中间连续调速中必须保证纸页的张力恒定，否则收取的纸页就会卷曲、折页甚至断裂，严重影响生产的质量和产量。本系统中利用变频器的组合来达到精确的张力控制，我们知道*般情况下可以通过两种方式可以满足这样的要求：*是通过控制电机的速度来实现，二是通过控制电机的转矩来实现。由于考虑到安装张力传感器的成本和条件，故采用开环的张力控制来实现。当然在这种控制方式下，纸页的张力还是必须要知道的，*非它是通过变频器内部的*测和计算来获取的，从而降低了系统的成本和难度。
由设定的张力和卷筒的卷径可以计算出变频器的转矩指令，其公式如下：
T=（F X D） / （2 X i ）
其中：T 为变频器的输出转矩指令；F为张力设定指令；D为卷筒的卷径；i为机械传动比。
本方案必须考虑到线速度*测信号、卷径计算和张力锥度控制，这样才能准确地控制电机的转矩输出，保持张力的恒定。
2.2 超*压光机的变频组构
超*压光机的主传动功率的计算可以根据以下：
P = K x B x V x N
其中：P为电动机功率（KW）；K为常系数，*般取0.015~0.026；V为工作车速（M/min）；N为辊数（根）。
以四川某造纸厂为例，采用十二辊超*压光机，收卷的纸张宽1M，厚10um，设计车速为250米/分。则选用的主牵引电机（变频器）功率为：P = 0.018 X 1 X 250 X 12 = 54KW，因此可以选用55KW的变频器。
本系统采用高性能的矢量变频器TD3000，配置如下：主牵引变频器：TD3000-4T0550G、收卷变频器： TD3300-4T0055G。另外收卷电机采用变频电机，并加装旋转编码器（欧姆龙、1024线输出）
2.3 变频调速控制描述
本系统用TD3000矢量开环控制来驱动主传动电机，收卷变频器TD3300采用开环张力控制模式。主牵引的速度给定从AI1输入，控制精度达1%~0.5%。TD3300采用前*主牵引变频器TD3000的模拟输出口AO2（输出TD3000变频器的运行频率）来得到线速度，并进行卷径计算；张力设定信号由AI1获取；旋转编码器的信号分别接到PGP/COM/A-/B-口。
3 超*压光机收卷变频器的调试步骤
3.1 初步*查变频器、电机、旋转编码器的接线及铭牌参数。
电机铭牌：额定功率5.5kw，额定电压380V，额定频率50Hz，额定电流11.6A，额定转速1440RPM.
旋转编码器：欧姆龙1024线输出，供电电压24VDC，AB开路集电*输出。
3.2 完成变频器电机参数自辨识
重点*查变频器辨识出的电机的空载电流，电机空载电流正常应在电机额定电流的30%～50%范围内。TD3300变频器实际辨识出电机的空载电流为4.9A，是电机额定电流的42%，在正常范围之内。
3.3 初步测试变频器对电机的驱动能力
TD3000变频器设置为开环矢量控制模式，TD3300设置为闭环矢量控制模式，TD3300变频器应在（FB编码器功能项）设置编码器的参数(FB.00=1024)，在键盘控制模式测试变频器对电机的驱动能力，重点观测变频器的输出频率的稳定性和输出电流的大小，特别关注TD3300变频器的输出电流，若在空载的情况下，输出电流偏大并且报过流故障，应该是旋转编码器的AB相接线有误，更换AB相接线或更改变频器内PG接线的方向设定（功能码FB.01）。 (欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
3.4 完成TD3000和TD3300的信号接口测试
完成TD3000变频器模拟输出口AO2（F6.07=1）和TD3300变频器模拟输入口AI2(F6.01=0,F6.04=1.0)的相关参数设置，*查TD3300变频器接口板AI2上V/I端口的跳线在I侧，并校正TD3000模拟输出口AO2的输出和对应的TD3300模拟输入口AI2的线性度（临时修改TD3000变频器AO2口（F6.07=0）为设定频率输出，设定F3.03=0,通过修改F3.04的值可改变AO2口的输出值。利用TD3300键盘停机时可显示AI2的输入电压值－设定FD.02=1024,在TD3000和TD3300上电不运行的情况下，修改TD3000变频器F6.10-AO2零偏调整和F6.11－AO2增益设定，可完成其线性度的校正）。
3.5 设置TD3000和TD3300变频器的其他相关运行参数，初步带载试运行。
F3.06=3,开环张力控制模式；
F1.00=2.81,设备厂*提供的收卷电机与收卷卷轴的转速比；
F5.03(多功能端子X3)＝12，卷径复位1指令；
F8.00=0,收卷模式；
F8.01=1,AI1设定；
F8.03=1000,根据现场调试情况修改，满足张力设定电位器的调整要求；
F8.08=0,初步设定卷径不计算，保证初步测试时张力的稳定；
F8.09=500，设备厂*提供，建议比厂*提供的数值稍大*些；
F8.10=170，设备厂*提供，空芯卷轴的直径；
F8.12=170，卷径复位用，与F5.03(多功能端子X3)＝12，卷径复位1指令配合使用；
F8.16=170，TD3300变频器初步启动时计算变频器输出转矩用；
F8.17=0,正向，由于收卷电机处于电动状态，力矩输出应与转速方向*致，即正向。
参数设置后设备运行较好，客户反映随着卷径的增加，张力越来越小，这是卷径未计算的结果。
3.6 加卷径计算功能，再次带载运行
F8.08=1,设定卷�*丛囱≡裣咚俣燃扑惴ǎ�
FC.00=2,AI2设定，来自主牵引变频器TD3000的AO2(运行频率)口的输出。
FC.03=250m/min,设备厂*提供，FC.00*FC.03=当前线速度V，变频器根据公式:D=(i*V)/(л*n) 计算当前卷径；
FC.04=80 m/min,防止TD3300变频器在速度较低时卷径计算不准导致变频器输出力矩的波动；当TD3300变频器运行的线速度低于FC.04设定值时，卷径计算功能停止，保持当前卷径值；当TD3300变频器运行的线速度大于FC.04设定值时，卷径计算功能重新使能。
再次带载测试，收卷过程张力平稳，达到要求。但客户反映TD3300刚启动时力矩突加较猛，纸张容易拉断，修改F3.12功能项，使TD3300变频器启动时转矩斜坡方式产生，减缓启动时的力矩突变，至此*满足客户的工艺要求。
（注：此系统由于设备惯量较小，全过程张力恒定，未使用惯量补功能偿和张力锥度控制功能）
4 结束语
本系统采用TD3000+TD3300的变频收卷方案后，现场配置简洁，工作稳定，调试方便。实际的收卷效果很是理想，端面整理，张力稳定。正是基于变频器TD3300的张力控制特点，加上其完善的功能、高可靠性和优秀的性能价格比，满足了用户对于纺织、造纸、冶金等各个*域的不同要求。 (欢迎来电咨询 郑州中鑫自动化设备有限公司 网址：www.hnzkwx.com 电话：0371-60133978 手机：13837132021 )
工程案例
变频器在超级压光机中的应用