三菱FR-A700變頻器閉環(huán)矢量控制方式的學(xué)習(xí)

1、.三菱FR-A700變頻器在某工廠鋁連鑄連軋機上的應(yīng)用引言三菱FR-A700變頻器閉環(huán)矢量控制方式，主要用于高精度的速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、簡單伺服控制等對控制性能要求嚴(yán)格的場合。在該方式下采用的速度傳感器一般是旋轉(zhuǎn)編碼器，并安裝在被控電動機的軸端。通過對鋁連鑄連軋機上下輥電機的速度和轉(zhuǎn)矩控制來實現(xiàn)鋁板的高精度軋制，并能實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。1、項目背景某工廠鋁連鑄連軋機的主要工作是將經(jīng)原爐熔煉、靜止?fàn)t精煉后的高溫鋁液在快速冷卻的同時軋制成鋁板，最終通過卷取機卷成鋁卷。該設(shè)備主要有主軋機、鋁液位控制裝置、鈦絲進給、鑄嘴小車、石墨噴涂及行走、平動液壓剪、卷取機、卸卷車等，如圖1所示。該軋機的系統(tǒng)

2、技術(shù)性能參數(shù)：最高軋制速度2.0m/min、最大卷重5000kg、卷徑6101920mm、板寬1400mm、板厚68mm，軋機上下輥電機90kW。針對鑄軋機成套電控系統(tǒng)的工藝特點（長期穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)、一旦事故停車將造成嚴(yán)重損失），選擇高性能、高可靠性的控制元器件是滿足控制要求的關(guān)鍵?，F(xiàn)要求：軋機下輥采用速度控制，上輥采用轉(zhuǎn)矩控制，且都采用帶編碼器的變頻電機。軋機傳動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1控制原理速度和轉(zhuǎn)矩控制是軋機上下輥傳動電機的核心控制原理，其示意如圖2所示。M1為主傳動，采用雙閉環(huán)速度/轉(zhuǎn)矩矢量控制方式，速度環(huán)為V速度給定和PG編碼器返回的實際速度的控制回路，其輸出值再乘以一定的比值就是M

3、2的轉(zhuǎn)矩控制輸入值。轉(zhuǎn)矩環(huán)為內(nèi)部閉環(huán)。M2為從傳動，速度閉環(huán)的輸出值并不直接控制轉(zhuǎn)矩，而只是限定M2轉(zhuǎn)矩的幅度，以最終保證軋機上下兩輥電機在線速度上的緊密性和同步性，M2轉(zhuǎn)矩的輸入值是來自主傳動M1的轉(zhuǎn)矩值，以決定M2的轉(zhuǎn)矩輸出值。2.2硬件選型與設(shè)計本次軋機電機選用國產(chǎn)YVP系列變頻電機，其選用強制風(fēng)冷和OMRON差動式編碼器E6B2-CWZ1X，由于三菱變頻器所選配電機基本都是國產(chǎn)電動機，并非選用三菱電機，因此，需要了解清楚編碼器。編碼器E6B2-CWZ1X接線原理如圖3所示。 歐姆龍編碼器E6B2-CWZ1X接線端子功能定義如上圖所示，它采用5VDC電源，輸出3對A、B、Z相差動信號。右

4、圖為編碼器E6B2-CWZ1X接線端子功能定義2.3軋機變頻器硬件接線圖軋機變頻器硬件接線圖如下圖所示。VF1下輥變頻器的速度設(shè)定采用電位器，并連接了PLG差動輸入信號作為閉環(huán)矢量控制的反饋信號，跳線設(shè)置如圖中標(biāo)識所示，同時輸出轉(zhuǎn)矩信號給VF2變頻器。VF2上輥變頻器采用轉(zhuǎn)矩控制，其轉(zhuǎn)矩命令來自于VF1的輸出，速度限幅來自于VF1的速度。3、軋機變頻控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置VF1速度控制參數(shù)設(shè)置如表所示VF2轉(zhuǎn)矩控制參數(shù)設(shè)置如表所示。4、調(diào)試中出現(xiàn)的問題（1）軋機主傳動M1下輥電機不轉(zhuǎn)動。原因可能是：電機布線錯誤； PLG規(guī)格（選擇開關(guān)FR-A7AP）錯誤； PLG布線錯誤；Pr.369 PLG脈沖

5、數(shù)設(shè)定和使用的PLG脈沖數(shù)不同； PLG電源規(guī)格錯誤或未輸入電源。解決的辦法：（a）布線的確認。輸入正轉(zhuǎn)信號，從電機軸方向觀察，如果是逆時針方向轉(zhuǎn)動，則為正常（順時針方向說明變頻器2次側(cè)接線的相序有誤）。（b）PLG規(guī)格的確認。確認差動/互補的PLG規(guī)格選擇開關(guān)（FR-A7AP）。（c）矢量控制設(shè)定下，在變頻器停止過程中將電機從外部逆時針方向旋轉(zhuǎn)，確認有無FWD的顯示。顯示REV時，說明PLG的相序錯誤。應(yīng)正確布線，或調(diào)整Pr.359 PLG轉(zhuǎn)向的設(shè)定值以保持一致。（d）參數(shù)設(shè)定值比使用的PLG脈沖數(shù)量少時，電機將不會轉(zhuǎn)動。應(yīng)正確設(shè)定Pr.369 PLG脈沖數(shù)量。（e）確認PLG的電源規(guī)格（5V/12V/15V/24V），輸入外部電源。（2）軋機軋制過程不穩(wěn)定。原因可能是：速度控制增益與機械不匹配；由于變頻器的加減速時間，響應(yīng)性變差。解決辦法：實施簡單增益調(diào)整；調(diào)整Pr.820，Pr.821；實施速度前饋控制，模型適應(yīng)速度控制；將加減速時間設(shè)為最佳值。5、結(jié)語有速度傳感器的矢量控制方式，主要用于高精度的速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、簡單伺服控制等對控制性能要求嚴(yán)格的使用場合。