1.引言
在傳統(tǒng)的粗紗機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，多采用機(jī)械齒輪傳動(dòng)方式以達(dá)到生產(chǎn)工藝對(duì)各傳動(dòng)單元同步運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。這一傳動(dòng)方式存在著很多局限和不足，諸多粗紗機(jī)的制造廠商也在著力開發(fā)新的傳動(dòng)和控制技術(shù)以滿足對(duì)其生產(chǎn)工藝的要求。
多電機(jī)型粗紗機(jī)，取消傳統(tǒng)的錐輪變速機(jī)構(gòu)和成形換向機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用工控機(jī)或PLC和變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粗紗卷繞規(guī)律。目前進(jìn)入市場(chǎng)并能為用戶廣泛接受、使用的有：兩電機(jī)傳動(dòng)、三電機(jī)傳動(dòng)，以及四電機(jī)傳動(dòng)型粗紗機(jī)。
圖1 太行四變頻粗紗機(jī)控制系統(tǒng)
2.控制要求
本文僅以英威騰變頻器在某棉紡廠粗紗機(jī)改造使用現(xiàn)場(chǎng)的要求為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖2所示，具體控制要求有如下：
客戶需求兩臺(tái)11千瓦變頻器控制錠翼電機(jī)和筒管電機(jī)，兩臺(tái)4千瓦變頻器控制羅拉電機(jī)和龍筋升降電機(jī)，四臺(tái)變頻器采用共直流母線的方式，并在系統(tǒng)中添加了一個(gè)較大的整流橋，變頻器采用直流供電。其中對(duì)變頻器及控制要求主要包括：
a)低頻轉(zhuǎn)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(shí)間精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。
e)通訊性能優(yōu)異，多臺(tái)變頻器通訊，抗干擾性能好。
圖2 應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)
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(fā)的一款高性能閉環(huán)矢量變頻器，具有V/F，無(wú)PG矢量?jī)珊蛶G矢量三種控制模式，其中在突加減載荷的情況下，速度波動(dòng)非常輕微；可支持永磁同步電機(jī)、變頻器電機(jī)、直驅(qū)電機(jī)等，可以為用戶減少庫(kù)存，不再需要為不同的電機(jī)備用不同變頻器的庫(kù)存；具有準(zhǔn)確的電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)功能，支持旋轉(zhuǎn)自學(xué)習(xí)與靜態(tài)自學(xué)習(xí)，其中靜態(tài)自學(xué)習(xí)可以在電機(jī)無(wú)法脫開負(fù)載的場(chǎng)合準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)電機(jī)的參數(shù)；具有先進(jìn)的全程三相調(diào)制方式，使電機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)，噪音更小；其他的特性參數(shù)、功能如下表所示：
| 調(diào)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(zhuǎn)矩響應(yīng) | <10ms |
| 轉(zhuǎn)矩控制精度 | ≤5% |
| 起動(dòng)轉(zhuǎn)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(guān)定位，定位準(zhǔn)確無(wú)超調(diào) |
整個(gè)系統(tǒng)是由控制器給變頻器運(yùn)行命令的.Goodrive35系列變頻器在閉環(huán)矢量控制上性能優(yōu)異。
4.1系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試主要要解決幾個(gè)問題：
(1)是多臺(tái)變頻器大數(shù)量的通訊問題。
(2)是低頻力矩輸出能力。
(3)掉電時(shí)的四臺(tái)變頻器能同步停車防止斷紗。
● 為保證變頻器動(dòng)作的同時(shí)性，消除通訊造成的動(dòng)作滯后，系統(tǒng)采用一臺(tái)工控機(jī)的方式，首先將PLC的命令發(fā)給工控機(jī)，然后工控機(jī)通過四個(gè)通訊端口同時(shí)發(fā)送給四臺(tái)變頻器，實(shí)現(xiàn)命令發(fā)送和響應(yīng)的同步；
● 輸入電機(jī)參數(shù)，準(zhǔn)確的參數(shù)自學(xué)習(xí)，設(shè)置好基本參數(shù)，開環(huán)試運(yùn)行，檢驗(yàn)電機(jī)運(yùn)行性能，和編碼器線的方向，如果反向改變P20.02參數(shù)。切換到閉環(huán)，觀察電機(jī)運(yùn)行性能和穩(wěn)定性，如有波動(dòng)及時(shí)調(diào)整；
● 每次自然原因引起的斷紗后都要重新啟動(dòng)，因此粗紗機(jī)整個(gè)工作周期會(huì)頻繁的啟停多次，對(duì)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(huì)造成加速過程中紗線張力不穩(wěn)。通過修改四臺(tái)變頻器的速度環(huán)參數(shù)能夠改變此性能；
● 四臺(tái)變頻器通過共直流母線的方式，在系統(tǒng)突然斷電的時(shí)候由大慣量變頻產(chǎn)生的電量供給四臺(tái)變頻器維持較短的時(shí)間，變頻器在這較短的時(shí)間內(nèi)通過實(shí)現(xiàn)設(shè)置的減速停車時(shí)間，同步停車。通過修改非標(biāo)參數(shù)P08.05選擇合適的減速時(shí)間；
● 配合CCD張力傳感器實(shí)現(xiàn)張力的閉環(huán)控制，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)變頻器輸出。
4.2變頻器參數(shù)設(shè)置
變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)見表1。
表1：Goodrive35參數(shù)設(shè)置情況表
| 功能瑪 | 功能說(shuō)明 | 參數(shù)值 | 功能瑪 | 功能說(shuō)明 | 參數(shù)值 |
| P0.00 | 速度控制模式 | 3 | P3.21 | 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 | 220 |
| P0.01 | 運(yùn)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(jī)使能 | 1 |
| P0.04 | 上限頻率 | 100 | P11.03 | 過壓失速保護(hù) | 1 |
| P0.06 | 頻率源給定方式 | 8 | P20.01 | 編碼器線數(shù) | 4096 |
| P0.11 | 加速時(shí)間 | 3 | P20.02 | 編碼器方向 | 1 |
| P0.12 | 減速時(shí)間 | 3 | |||
| P3.00 | 速度環(huán)比例增益1 | 26 | |||
| P3.01 | 速度環(huán)積分時(shí)間1 | 0.15 | |||
| P3.02 | 切換低點(diǎn)頻率 | 2 | |||
| P3.03 | 速度環(huán)比例增益2 | 40 | |||
| P3.04 | 速度環(huán)積分時(shí)間2 | 0.1 | |||
| P3.05 | 切換高點(diǎn)頻率 | 5 |
本系統(tǒng)變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護(hù)和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。
5.結(jié)束語(yǔ)
四變頻粗紗機(jī)是目前粗紗機(jī)的主流機(jī)型，也是對(duì)變頻器要求很高的設(shè)備，通過在粗紗機(jī)上的良好應(yīng)用，不論對(duì)我們變頻器提升還是在紡織行業(yè)確立較高的技術(shù)地位都有很大的促進(jìn)作用。
科恩電氣
科恩眾和