台达变频器在冷轧钢机上的应用

1 概述

当前冷轧系列设备中主要产品类型有冷轧扭系列设备、调直机系列设备和冷轧带肋钢筋生产系列设备。在冷轧带肋钢筋生产线中，从放线、钢筋轧制、强度控制、延伸调控、定尺切断、自动推平、二面落料、盘卷收线，可以全部实现自动化。冷轧带肋钢筋生产线的材料为原始的成卷钢筋，首先对一级电机进行直接转矩控制来拉伸材料，再经过二级电机拉伸并在材料表面进行压花处理，之后由第三级电机进行拉伸，最后在生产线末端进行定长切割处理。其中，需要对一级电机进行直接转矩控制，考虑到变频器控制的诸多优越性，因此采用变频器来对电机进行转矩控制，又鉴于生产线空间的限制，一级与二级两个电机之间不适合安装张力架传感器来反馈，故采用V 系列变频器的开环转矩控制来控制电机，以达到满足用户需求的目的。

2 系统架构

冷轧设备生产线流程为钢筋原材料寅变频器VFD370V43A(1 台)进行转矩控制(一级电机) 寅变频器VFD550B43A(1台)进行速度控制(二级电机)寅VFD055B43A(1 台)进行速度控制(三级电机)寅定长切割寅完毕。其中，变频器VFD370V43A的外部电气控制部分为：

1)由一个电位器连接+10V 、AVI与ACM来调节转矩命令大小;

2)通过一个按钮来切换速度/转矩模式，在速度模式情况下，由此按钮来实现点动频率的端子命令;

3)端子AVI与AUI短接;

4)端子MI1与MI2短接。

变频器VFD370V43A的外部接线示意图如图1 所示。

3 工艺要求

在冷轧设备生产线流程中的变频器VFD370V43A采用直接转矩控制方式来拖动一级电机(从动)，牵引钢筋向前拉动，其给定的转矩大小为一个合适值。当二级电机(主动)运行起来的时候，一级电机才在系统中跟随二级电机一起运行，从而取代之前使用的力矩电机。在实际使用过程中，当一卷钢筋使用完毕，要求在更换材料的时候，系统能够在速度模式下实现点动运行进料，以保证让钢筋平顺的穿过设备中的机械部分。另外，要求变频器VFD037V43A在最大转矩命令范围内能够单独驱动较重的负载，如将负载更换为直径更粗的钢筋。

4 调试步骤

1)对一级电机参数进行整定，并设定：

00-10=4(转矩控制方式);

00-20=2(频率命令外部模拟量);

03-00=1(AVI 为给定频率/转矩命令)。

转动外部电位器，输入一个较合适的转矩进行直接转矩控制，钢筋在这个转矩下不向前移动，只有在二级拉伸电机速度运行的情况下，一级拉伸电机才在转矩模式下带动钢筋向前移动。

2)在速度模式下实现点动运行。在外部端子MI2 切换到速度模式时(02-02=32转矩速度模式切换)，设定外部端子MI1，设02-01=1(多段速指令一)、04-00=1(第一段速为1 Hz)，此时在速度模式下多段速频率一可以正常运行，加上负载检验效果不错。

3)在直接转矩模式下测试能否带动更大负载。

因钢筋材料的粗细有异，增加负载后，逐步转动电位器，增加转矩的命令大小，观察电机的反应。以观察当转矩增加到满转矩前，能否拉动负载，须设定的参数为06-12=250(转矩限制设定为250%)。

当电位器旋转到满位(此时转矩命令已是最大值)，但负载没有移动时，设置03-02=8(AUI 模拟量功能为转矩补偿);当单独调节AUI 模拟量效果不佳时，可同时调节AVI。因外部电路只允许使用一个电位器模拟量输入，因此短接端子AUI 与AVI，当外部电位器旋转时，转矩命令和转矩补偿都是在逐步增大，正常情况下，当增到一定值时一级电机带动负载运行。

4) 参数设置。控制一级电机的变频器VFD370 V43A的最终参数设置如表1 所列。

5 结语

1)以台达变频器采用直接转矩模式代替力矩电机，控制性能优越，效果良好;

2)生产线运行稳定，维护成本大大降低;

3)产品的品质很好，最终用户反映良好。