大圆机应用

一、现场情况
调试机器与设备：针织大圆机
蓝海华腾变频器型号： V5−H−4T−5.5G/7.5L
二、行业介绍
针织大圆机现已经广泛地应用于纺织行业。大圆机这一个行业，变频器的市场潜力还是相当大的。
三、系统方案和系统接线
目前大圆机有一套比较成熟的控制系统，基本上都是采用单片机控制，或者是PLC+人机界面控制。其对变频器的功能要求很简单，只需要端子控制起停，模拟量给定频率或使用多段频率给定。
在控制性能上，要求变频器能提供较大的低频转矩，因为织布时负载较重，要求点动响应要迅速。在这里我们变频器采用无速度传感器矢量控制模式，以提高电机稳速精度和低频转矩输出。
大圆机要求电机绝对禁止反转和回转现象，否则针床的针将被折弯甚至折断。对于采用了单向轴承的大圆机系统，这方面的影响可以不予考虑，如果系统正反转完全取决于电机控制的话，则要注意适当采用直流制动功能。
在速度控制上，要求系统至少能三段速运行。一是点动运行，频率在5−6Hz左右；二是正常高速织布运行，最高频率可达到80Hz；三是低速收布运行，当布匹织到一定长度时，需以20Hz左右的低速缓慢收布。而对于多段速控制，目前基本上有两种控制方案。一种方案就是利用模拟量给定频率，不管是点动还是高速低速运行，模拟量信号以及运行指令由控制系统给出；另一种方案就是利用变频器自带的多段频率给定，控制系统给出多段频率切换信号，而点动也由变频器自身的点动功能提供，高速织布时的设定频率由模拟量给定或变频器开环频率数字给定。
控制端子接线方式：

图1

四、调试步骤
◆ 根据电机铭牌，设置电机参数，并进行参数的旋转自学习
P0.03=4；P0.04=1；P0.06=1；P5.00=2；P0.08=5；P0.09=0.8；P0.11=65；P0.13=65，P0.10=0.5；P3.03=0.2；Pd.09=50；Pd.14=0.1；PA.09=1；Pd.01=0.8；Pd.03=1；Pd.05=50；Pd.17=10；Pd.33=0。
P0.11和P0.13 65Hz，待大圆机磨合一段时间之后，该最大频率可逐渐升高至80Hz。
P3.03、Pd.09、Pd.14这几项设置是为了改善大圆机起动和停止时刻的动态性能。大圆机要求起动时响应要快，低频大转矩输出，而停机时要平滑、柔和一些，以保护设备针床。于是将起动频率降至0.2Hz，降低矢量控制预激磁时间为0.1S，同时加上S段曲线时间0.5，保证起停时刻频率调节的平滑性，然后降低制动转矩为50%。经过反复实验，该组参数达到了良好的控制性能。
Pd.01、Pd.03和Pd.05这几个功能码是为了改善大圆机高速运行时的振动问题，将ASR切换频率提高，同时降低速度环比例增益，以降低高速时变频器的转矩输出，降低电机的抖动，从而改善整个机器在高速运行时产生的剧烈震动问题。
Pd.33是为了降低衡功率运行时的输出电流
五、现场调试问题的解决
◆ 控制运行模式是应该采用矢量控制1还是矢量控制2？
大圆机对于变频器的控制性能要求一半不高，采用矢量控制1应该就能满足要求了，采用蓝海华腾无速度传感器矢量控制型变频器能更好地提高大圆机的低频大转矩输出和稳速性能，尤其是低频大转矩输出特性，效果良好。
但是现场调试过程中发现，矢量控制2模式下启动时配合直流制动功能后，回转现象可以消除或改善很多，因此现场调试的大圆机全部采用矢量控制2方式。
◆ 起停瞬间的电机轴有轻微回转
对于大圆机系统加装了单向轴承的机器，该轻微回转的影响可以完全忽略，但是某些大圆机，机械上没有禁止反转，完全靠电机控制的时候，这个问题就需要认真对待了，因为轻微的反转可能就会损坏针盘。
在这里，需设置停机直流制动参数，以保证停机时利用直流制动将电机轴上的惯性完全刹住，同时也保证了起动时电机轴的角度与PWM波发出的角度保持一致，解决起动瞬间电机轴回转的问题。
P3.05=2 , P3.06=2 , P3.07=120 , P3.08=0.5，停机时以120%变频器额定电流，0.5Hz时开始直流制动，持续制动时间2s。
经过设置直流制动功能，基本上能将起停瞬间电机轴回转的问题降低到最低，最终效果要比原配套的其它国外品牌变频器的实际效果好。
六、总结：
目前蓝海华腾矢量控制型V5−H变频器，在大圆机上明显是功能性能方面绰绰有余。性价比竞争优势很明显。
此外蓝海华腾还可以通过客户定制，帮助用户降低成本。例如：大圆机都有一整套成熟的控制系统，目前较为先进的控制系统基本上都是采用触摸屏+PLC控制，光是PLC控制器的成本就比较高了。蓝海华腾变频器可结合触摸屏等人机界面，利用485通讯控制，开发出客户化的大圆机行业的控制系统，即人机界面+大圆机行业专用变频器，从而完全省去中间的PLC环节，可大大的降低大圆机系统的成本。