汇川变频器MD330张力开环调试

汇川变频器MD330张力开环调试
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一、MD330开环转矩张力控制原理介绍
1.典型开环张力控制示意图
对张力控制有两个途径，一是控制电机的输出转矩，二是控制电机的转速，MD330开环控制模式是针对第一种控制途径，并且不需要张力反馈。

这里的开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与是不是加装编码器构成速度闭环无关。

转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。

根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。

MD330系列变频器在闭环矢量（加装编码器矢量控制）下，可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。

2. 变频器内部与开环转矩模式有关的功能模块
Ø►张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。

张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。

Ø►卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。

当采用线速度计算卷径时
（1）
（2）ω＝2πn/60
其中，V为线速度m/min, ω为角速度rad/s,
n为转速r/min，R为卷轴半径m，是根据实际线速度和
角速度实时计算出来，同时可通过FH-18监测实际卷径值，
卷轴空轴（FH-12）≤2R≤卷轴满轴（FH-11）。

►转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。

摩擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

对应参数：FH-33、FH-36
二、使用MD330时需要注意的几个常用公式
根据牵引电机、牵引辊直径、传动比计算最大线速度；根据收卷电机、收卷轴空满轴直径、传动比，计算收卷变频器的最大输出频率、最大设定张力。

牵引部分：牵引电机1440r/min,50Hz，牵引棍直径D牵引=210mm，传动比I=13.15（根据n牵引电机×1/10×19/25=n牵引棍,得传动比I=n牵引电机/n牵引棍）收卷部分：收卷电机3.7KW，4极，1440r/min,50Hz，传动比=15.9，卷轴空卷400mm，最大1000mm。

1. 计算最大线速度：
3.14×0.21×（1440/13.15）=72.2(m/min)
对应参数FH-28=72；
2. 电机额定转矩
T=9550×P(kw)/n=9550×3.7/1440=24.5(N.M)
3. 根据最小收卷直径计算小卷时的最高频率
Vmax=3.14×Dmin×(n/I)
=3.14×(0.4/15.9)×(60fmax/2)=72
fmax=30.38Hz≤上限频率（F0-12），出厂F0-12=50
4. 根据收卷轴最大卷径计算所控制线材的最大张力Fmax
Fmax=（T×I）/Rmax
=(24.5×15.9)/0.5=779(N),
即78公斤，对应FH-05=780N
5. 根据收卷轴最小直径计算所控制线材的最小张力Fmin
Fmin=（5%×T×I）/Rmin
=(0.05×24.5×15.9)/0.2=98(N),
即10公斤，5%为变频器的转矩控制精度
6. 根据计算的数据分析使用开环转矩的可行性
所能控制的张力范围必须在Fmin≤F设定≤Fmax，即（10公斤，78公斤）
三、开环转矩控制框图
1. 当“转矩禁止”有效时，MD330工作在闭环矢量速度模式，频率由AI1电位器给定；当“转矩禁止”无效时，工作在开环转矩模式，张力大小也通过AI1给定；频率设定和张力设定共用同一个电位器。

2. “卷径复位”只在变频器不运行状态下才能实现卷径复位，即在换卷时将当前卷径复位到空卷轴的直径。

3. “AO1”运行频率输出信号控制排线电机的给定频率。

四、使用开环转矩控制调试步骤
1. 正确输入电机相关参数，进行静止调谐操作。

序号参数类型数值说明
1 F1--01 3.7 输入--电机额定功率
2 F1--02 380 输入--电机额定电压
3 F1--03 8.03 输入--电机额定电流
4 F1--04 50 输入--电机额定频率
5 F1--05 1440 输入--电机额定转速
6 F1--11 1 将该参数设为1后，选静止调谐，按下RUN运行键，面板会显示“TUNE”，同时会听到电机发出声音，待面板显示“50.00”后，则表示调谐成功！电机参数调谐完成后，试运行，观察电机运行电流在4.6A左右。

2. 正确接好编码器的连线，将F0-01设置为1，将F2-11设置为100（编码器每转脉冲数），按下RUN运行键，检查变频器闭环矢量运行是否正常。

序号参数类型数值说明
7 F0—01 1 将控制方式改为闭环矢量控制；
8 F2-11 100 正确设置编码器脉冲数
修改F0-08的值，从5Hz→15Hz→30Hz→50Hz变化，通过操作面板查看电机工作电流，如果电流在变频器额定电流的50%之内，和开环运行电流相差不大，则表示闭环矢量运行
正常；如工作电流超过额定电流，或电机运行不起来，则检查编码器的接线是否正确，是否断线，A相和B相信号是否接反。

只有编码器闭环矢量运行正常后，才能进行后续的调试工作。

3. 根据控制端子接线要求，设定通用功能码参数
序号参数类型数值说明
9 F0--02 1 端子控制有效
10 F0-03 2 AI1给定
11 F0-17 2 设置加速时间（根据实际情况设定）
12 F0-18 2 设置减速时间（根据实际情况设定）
13 F4-00 1 DI1设为正转指令
14 F4-01 31 DI2卷径复位
15 F4-02 4 DI3点动运行
16 F4-03 8 自由停机
17 F4-04 42 转矩禁止功能
18 F5-07 0 实际运行频率对应0~10v输出
19 F4-20 9.90 牵引变频器50Hz输出时对应收卷变频器AI2实际出入电压值4.张力功能参数设置
序号参数类型数值说明
20 FH--00 1 开环转矩控制
21 FH-03 15.9 机械传动比
22 FH-04 2 张力设定源选择AI2设定
23 FH-06 780 最大张力，最大张力=（9550x电机功率x机械传动比）/（额定转速x收卷最大半径）
24 FH-10 0 卷径计算方式—线速度计算
25 FH-11 1000 最大卷径
26 FH-12 400 卷轴直径
27 FH-27 2 线速度输入AI2
28 FH-28 72 最大线速度，最大线速度=前级变频器50HZ运行时，在前级滚轴上检测到的线速度；
29 FH-29 10 卷径计算最低线速度
30 FH-33 2000 机械惯量补偿可在（400~3000）依实际情况设定
31 FH-36 2 摩擦补偿系数可在（0.5~5）依实际情况设定
5. 将张力设定为很小，用手感觉收卷轴的出力是否可以抓得住，如可以的话，将张力设定值加大，感觉卷轴的实际张力是否也会慢慢加大，都可以的话，即可拉线试机，实际检验张力控制的效果.。