英威騰Goodrive35在太行467型粗紗機上的應用
鍵詞：Goodrive35 粗紗機 斷電減速停車 閉環矢量控制
1.引言
在傳統的粗紗機傳動系統中，多采用機械齒輪傳動方式以達到生產工藝對各傳動單元同步運轉的要求。這一傳動方式存在著很多局限和不足，諸多粗紗機的制造廠商也在著力開發新的傳動和控制技術以滿足對其生產工藝的要求。
多電機型粗紗機，取消傳統的錐輪變速機構和成形換向機構，簡化機械結構，采用工控機或PLC和變頻驅動技術，實現粗紗卷繞規律。目前進入市場并能為用戶廣泛接受、使用的有：兩電機傳動、三電機傳動，以及四電機傳動型粗紗機。
整個系統是由控制器給變頻器運行命令的.Goodrive35系列變頻器在閉環矢量控制上性能優異。
4.1系統調試
調試主要要解決幾個問題：
(1)是多臺變頻器大數量的通訊問題。
(2)是低頻力矩輸出能力。
(3)掉電時的四臺變頻器能同步停車防止斷紗。
● 為保證變頻器動作的同時性，消除通訊造成的動作滯后，系統采用一臺工控機的方式，首先將PLC的命令發給工控機，然后工控機通過四個通訊端口同時發送給四臺變頻器，實現命令發送和響應的同步；
● 輸入電機參數，準確的參數自學習，設置好基本參數，開環試運行，檢驗電機運行性能，和編碼器線的方向，如果反向改變P20.02參數。切換到閉環，觀察電機運行性能和穩定性，如有波動及時調整；
● 每次自然原因引起的斷紗后都要重新啟動，因此粗紗機整個工作周期會頻繁的啟停多次，對加速過程中加速的均勻性和變頻器輸出剛性要求一致。否則會造成加速過程中紗線張力不穩。通過修改四臺變頻器的速度環參數能夠改變此性能；
● 四臺變頻器通過共直流母線的方式，在系統突然斷電的時候由大慣量變頻產生的電量供給四臺變頻器維持較短的時間，變頻器在這較短的時間內通過實現設置的減速停車時間，同步停車。通過修改非標參數P08.05選擇合適的減速時間；
● 配合CCD張力傳感器實現張力的閉環控制，實時調節變頻器輸出。
4.2變頻器參數設置
變頻器部分關鍵參數見表1。
1.引言
在傳統的粗紗機傳動系統中，多采用機械齒輪傳動方式以達到生產工藝對各傳動單元同步運轉的要求。這一傳動方式存在著很多局限和不足，諸多粗紗機的制造廠商也在著力開發新的傳動和控制技術以滿足對其生產工藝的要求。
多電機型粗紗機，取消傳統的錐輪變速機構和成形換向機構，簡化機械結構，采用工控機或PLC和變頻驅動技術，實現粗紗卷繞規律。目前進入市場并能為用戶廣泛接受、使用的有：兩電機傳動、三電機傳動，以及四電機傳動型粗紗機。
圖1 太行四變頻粗紗機控制系統
2.控制要求
本文僅以英威騰變頻器在某棉紡廠粗紗機改造使用現場的要求為例進行說明，如圖2所示，具體控制要求有如下：
客戶需求兩臺11千瓦變頻器控制錠翼電機和筒管電機，兩臺4千瓦變頻器控制羅拉電機和龍筋升降電機，四臺變頻器采用共直流母線的方式，并在系統中添加了一個較大的整流橋，變頻器采用直流供電。其中對變頻器及控制要求主要包括：
a)低頻轉矩輸出較大。
b)加減速過程中速度輸出的均勻性。
c)斷電維持并減速同步停車。
d)減速同步停車的減速時間精確到小數點后兩位。
e)通訊性能優異，多臺變頻器通訊，抗干擾性能好。
圖2 應用現場
3.英威騰Goodrive35變頻器介紹
Goodrive35變頻器是深圳市英威騰電氣股份有限公司新開發的一款高性能閉環矢量變頻器，具有V/F，無PG矢量兩和帶PG矢量三種控制模式，其中在突加減載荷的情況下，速度波動非常輕微；可支持永磁同步電機、變頻器電機、直驅電機等，可以為用戶減少庫存，不再需要為不同的電機備用不同變頻器的庫存；具有準確的電機參數自學習功能，支持旋轉自學習與靜態自學習，其中靜態自學習可以在電機無法脫開負載的場合準確的學習電機的參數；具有先進的全程三相調制方式，使電機運行更平穩，噪音更小；其他的特性參數、功能如下表所示：
| 調速比 | 1:1000 |
| 速度控制精度 | ±0.02% |
| 伺服控制 | 脈沖串給定，任意位置定位控制 |
| 轉矩響應 | <10ms |
| 轉矩控制精度 | ≤5% |
| 起動轉矩 | 0.00Hz/200% |
| 過載能力 | 150%額定電流1分鐘，180%額定電流10秒，200%額定電流1秒 |
| 分頻輸出 | 編碼器脈沖分頻輸出（H1，D1型端子）。 |
| 速度/位置模式切換 | 支持端子切換 |
| 編碼器 |
A1型變頻器支持200kHz，B1,C1型變頻器支持100kHz， D1型變頻器支持500kHz，H1型變頻器支持300kHz |
| 定位性能 | 支持Z脈沖及光電開關定位，定位準確無超調 |
整個系統是由控制器給變頻器運行命令的.Goodrive35系列變頻器在閉環矢量控制上性能優異。
4.1系統調試
調試主要要解決幾個問題：
(1)是多臺變頻器大數量的通訊問題。
(2)是低頻力矩輸出能力。
(3)掉電時的四臺變頻器能同步停車防止斷紗。
● 為保證變頻器動作的同時性，消除通訊造成的動作滯后，系統采用一臺工控機的方式，首先將PLC的命令發給工控機，然后工控機通過四個通訊端口同時發送給四臺變頻器，實現命令發送和響應的同步；
● 輸入電機參數，準確的參數自學習，設置好基本參數，開環試運行，檢驗電機運行性能，和編碼器線的方向，如果反向改變P20.02參數。切換到閉環，觀察電機運行性能和穩定性，如有波動及時調整；
● 每次自然原因引起的斷紗后都要重新啟動，因此粗紗機整個工作周期會頻繁的啟停多次，對加速過程中加速的均勻性和變頻器輸出剛性要求一致。否則會造成加速過程中紗線張力不穩。通過修改四臺變頻器的速度環參數能夠改變此性能；
● 四臺變頻器通過共直流母線的方式，在系統突然斷電的時候由大慣量變頻產生的電量供給四臺變頻器維持較短的時間，變頻器在這較短的時間內通過實現設置的減速停車時間，同步停車。通過修改非標參數P08.05選擇合適的減速時間；
● 配合CCD張力傳感器實現張力的閉環控制，實時調節變頻器輸出。
4.2變頻器參數設置
變頻器部分關鍵參數見表1。
表1：Goodrive35參數設置情況表
| 功能瑪 | 功能說明 | 參數值 | 功能瑪 | 功能說明 | 參數值 |
| P0.00 | 速度控制模式 | 3 | P3.21 | 制動轉矩 | 220 |
| P0.01 | 運行通道選擇 | 2 | P5.04 | S4端子功能 | 62 |
| P0.03 | 頻率 | 100 | P8.26 | 斷電減速停機使能 | 1 |
| P0.04 | 上限頻率 | 100 | P11.03 | 過壓失速保護 | 1 |
| P0.06 | 頻率源給定方式 | 8 | P20.01 | 編碼器線數 | 4096 |
| P0.11 | 加速時間 | 3 | P20.02 | 編碼器方向 | 1 |
| P0.12 | 減速時間 | 3 | |||
| P3.00 | 速度環比例增益1 | 26 | |||
| P3.01 | 速度環積分時間1 | 0.15 | |||
| P3.02 | 切換低點頻率 | 2 | |||
| P3.03 | 速度環比例增益2 | 40 | |||
| P3.04 | 速度環積分時間2 | 0.1 | |||
| P3.05 | 切換高點頻率 | 5 |
本系統變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統安全高效的運行。
5.結束語
四變頻粗紗機是目前粗紗機的主流機型，也是對變頻器要求很高的設備，通過在粗紗機上的良好應用，不論對我們變頻器提升還是在紡織行業確立較高的技術地位都有很大的促進作用。
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