英威腾Goodrive35在太行467型粗纱机上的应用
键词：Goodrive35 粗纱机 断电减速停车 闭环矢量控制
1.引言
在传统的粗纱机传动系统中，多采用机械齿轮传动方式以达到生产工艺对各传动单元同步运转的要求。这一传动方式存在着很多局限和不足，诸多粗纱机的制造厂商也在着力开发新的传动和控制技术以满足对其生产工艺的要求。
多电机型粗纱机，取消传统的锥轮变速机构和成形换向机构，简化机械结构，采用工控机或PLC和变频驱动技术，实现粗纱卷绕规律。目前进入市场并能为用户广泛接受、使用的有：两电机传动、三电机传动，以及四电机传动型粗纱机。
整个系统是由控制器给变频器运行命令的.Goodrive35系列变频器在闭环矢量控制上性能优异。
4.1系统调试
调试主要要解决几个问题：
(1)是多台变频器大数量的通讯问题。
(2)是低频力矩输出能力。
(3)掉电时的四台变频器能同步停车防止断纱。
● 为保证变频器动作的同时性，消除通讯造成的动作滞后，系统采用一台工控机的方式，首先将PLC的命令发给工控机，然后工控机通过四个通讯端口同时发送给四台变频器，实现命令发送和响应的同步；
● 输入电机参数，准确的参数自学习，设置好基本参数，开环试运行，检验电机运行性能，和编码器线的方向，如果反向改变P20.02参数。切换到闭环，观察电机运行性能和稳定性，如有波动及时调整；
● 每次自然原因引起的断纱后都要重新启动，因此粗纱机整个工作周期会频繁的启停多次，对加速过程中加速的均匀性和变频器输出刚性要求一致。否则会造成加速过程中纱线张力不稳。通过修改四台变频器的速度环参数能够改变此性能；
● 四台变频器通过共直流母线的方式，在系统突然断电的时候由大惯量变频产生的电量供给四台变频器维持较短的时间，变频器在这较短的时间内通过实现设置的减速停车时间，同步停车。通过修改非标参数P08.05选择合适的减速时间；
● 配合CCD张力传感器实现张力的闭环控制，实时调节变频器输出。
4.2变频器参数设置
变频器部分关键参数见表1。
1.引言
在传统的粗纱机传动系统中，多采用机械齿轮传动方式以达到生产工艺对各传动单元同步运转的要求。这一传动方式存在着很多局限和不足，诸多粗纱机的制造厂商也在着力开发新的传动和控制技术以满足对其生产工艺的要求。
多电机型粗纱机，取消传统的锥轮变速机构和成形换向机构，简化机械结构，采用工控机或PLC和变频驱动技术，实现粗纱卷绕规律。目前进入市场并能为用户广泛接受、使用的有：两电机传动、三电机传动，以及四电机传动型粗纱机。
图1 太行四变频粗纱机控制系统
2.控制要求
本文仅以英威腾变频器在某棉纺厂粗纱机改造使用现场的要求为例进行说明，如图2所示，具体控制要求有如下：
客户需求两台11千瓦变频器控制锭翼电机和筒管电机，两台4千瓦变频器控制罗拉电机和龙筋升降电机，四台变频器采用共直流母线的方式，并在系统中添加了一个较大的整流桥，变频器采用直流供电。其中对变频器及控制要求主要包括：
a)低频转矩输出较大。
b)加减速过程中速度输出的均匀性。
c)断电维持并减速同步停车。
d)减速同步停车的减速时间精确到小数点后两位。
e)通讯性能优异，多台变频器通讯，抗干扰性能好。
图2 应用现场
3.英威腾Goodrive35变频器介绍
Goodrive35变频器是深圳市英威腾电气股份有限公司新开发的一款高性能闭环矢量变频器，具有V/F，无PG矢量两和带PG矢量三种控制模式，其中在突加减载荷的情况下，速度波动非常轻微；可支持永磁同步电机、变频器电机、直驱电机等，可以为用户减少库存，不再需要为不同的电机备用不同变频器的库存；具有准确的电机参数自学习功能，支持旋转自学习与静态自学习，其中静态自学习可以在电机无法脱开负载的场合准确的学习电机的参数；具有先进的全程三相调制方式，使电机运行更平稳，噪音更小；其他的特性参数、功能如下表所示：
| 调速比 | 1:1000 |
| 速度控制精度 | ±0.02% |
| 伺服控制 | 脉冲串给定，任意位置定位控制 |
| 转矩响应 | <10ms |
| 转矩控制精度 | ≤5% |
| 起动转矩 | 0.00Hz/200% |
| 过载能力 | 150%额定电流1分钟，180%额定电流10秒，200%额定电流1秒 |
| 分频输出 | 编码器脉冲分频输出（H1，D1型端子）。 |
| 速度/位置模式切换 | 支持端子切换 |
| 编码器 |
A1型变频器支持200kHz，B1,C1型变频器支持100kHz， D1型变频器支持500kHz，H1型变频器支持300kHz |
| 定位性能 | 支持Z脉冲及光电开关定位，定位准确无超调 |
整个系统是由控制器给变频器运行命令的.Goodrive35系列变频器在闭环矢量控制上性能优异。
4.1系统调试
调试主要要解决几个问题：
(1)是多台变频器大数量的通讯问题。
(2)是低频力矩输出能力。
(3)掉电时的四台变频器能同步停车防止断纱。
● 为保证变频器动作的同时性，消除通讯造成的动作滞后，系统采用一台工控机的方式，首先将PLC的命令发给工控机，然后工控机通过四个通讯端口同时发送给四台变频器，实现命令发送和响应的同步；
● 输入电机参数，准确的参数自学习，设置好基本参数，开环试运行，检验电机运行性能，和编码器线的方向，如果反向改变P20.02参数。切换到闭环，观察电机运行性能和稳定性，如有波动及时调整；
● 每次自然原因引起的断纱后都要重新启动，因此粗纱机整个工作周期会频繁的启停多次，对加速过程中加速的均匀性和变频器输出刚性要求一致。否则会造成加速过程中纱线张力不稳。通过修改四台变频器的速度环参数能够改变此性能；
● 四台变频器通过共直流母线的方式，在系统突然断电的时候由大惯量变频产生的电量供给四台变频器维持较短的时间，变频器在这较短的时间内通过实现设置的减速停车时间，同步停车。通过修改非标参数P08.05选择合适的减速时间；
● 配合CCD张力传感器实现张力的闭环控制，实时调节变频器输出。
4.2变频器参数设置
变频器部分关键参数见表1。
表1：Goodrive35参数设置情况表
| 功能玛 | 功能说明 | 参数值 | 功能玛 | 功能说明 | 参数值 |
| P0.00 | 速度控制模式 | 3 | P3.21 | 制动转矩 | 220 |
| P0.01 | 运行通道选择 | 2 | P5.04 | S4端子功能 | 62 |
| P0.03 | 频率 | 100 | P8.26 | 断电减速停机使能 | 1 |
| P0.04 | 上限频率 | 100 | P11.03 | 过压失速保护 | 1 |
| P0.06 | 频率源给定方式 | 8 | P20.01 | 编码器线数 | 4096 |
| P0.11 | 加速时间 | 3 | P20.02 | 编码器方向 | 1 |
| P0.12 | 减速时间 | 3 | |||
| P3.00 | 速度环比例增益1 | 26 | |||
| P3.01 | 速度环积分时间1 | 0.15 | |||
| P3.02 | 切换低点频率 | 2 | |||
| P3.03 | 速度环比例增益2 | 40 | |||
| P3.04 | 速度环积分时间2 | 0.1 | |||
| P3.05 | 切换高点频率 | 5 |
本系统变频器具有短路、过载、过压、缺相、失速等多种保护和故障输出功能，能有效保证系统安全高效的运行。
5.结束语
四变频粗纱机是目前粗纱机的主流机型，也是对变频器要求很高的设备，通过在粗纱机上的良好应用，不论对我们变频器提升还是在纺织行业确立较高的技术地位都有很大的促进作用。
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