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1，引言
     近幾年我國的造紙業(yè)及印刷包裝行業(yè)取得了飛速的發(fā)展，面臨著前所未有的巨大機遇，但相對于世界先進的設備，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。生產設備的生產能力非常強大，但我們的產品基本處于中低端市場。主要原因是技術條件的限制。

2、分切機變頻改造必要性分析
2.1分切機簡介
      分切機是一種將寬幅紙張或薄膜分切成多條窄幅材料的機械設備，常用于造紙機械及印刷包裝機械。
      分切機的傳統(tǒng)控制方案是利用一臺大電機來驅動收放卷的軸，在收放卷軸上加有磁粉離合器，通過調節(jié)磁粉離合器的電流來控制其所產生的阻力，來控制材料表面的張力。

       磁粉離合器及制動器是一種特殊的自動化執(zhí)行元件，它是通過填充于工作間隙的磁粉傳遞扭矩，改變勵磁電流從而改變磁粉的磁性狀態(tài)，進而調節(jié)傳遞的扭矩?？捎糜趶牧汩_始到同步速度的無級調速，適用于高速段微調及中小功率的調速系統(tǒng)。還用于通過調節(jié)電流的方法調節(jié)轉矩以保證卷繞過程中張力保持恒定的開卷或復卷張力控制系統(tǒng)。
2.2 原系統(tǒng)存在的主要缺點
       目前為止，大量的分切機上仍舊使用磁粉制動器來進行收放卷張力控制，限制了設備的運行速度。因為高速運行時易造成磁粉高速磨擦，產生高溫，造成磁粉離合器發(fā)熱而縮短其使用壽命。同時也浪費了能源，而且由于磁粉本身使用壽命的原因，造成了故障率較高的情況。

3、英威騰矢量變頻器在分切機上的應用方案

3.1 變頻控制方案設計
      主驅動壓輥使用英威騰CHE開環(huán)矢量變頻器，控制分切機的運行速度。系統(tǒng)主速度可以用電位器來調整。AO1口輸出運行轉速，作為收、放卷變頻器的線速度給定。
      收、放卷變頻器使用英威騰CHV張力專用變頻器，張力控制采用無張力反饋轉矩模式，變頻器需工作在有PG矢量控制方式（即速度閉環(huán)矢量控制）。
       CHV變頻器配備張力卡構成張力專用變頻器，可以實現(xiàn)恒張力控制。變頻器經過內部計算，獲得材料的卷徑，通過控制變頻器的輸出轉矩來獲得恒定的張力。CHV變頻器還可通過設置系統(tǒng)慣量補償、摩擦補償及材料慣量補償等來補償由于系統(tǒng)慣量、磨擦阻力及材料慣量引起的起動或加速過程中速度不均勻的情況，從而獲得非常平穩(wěn)的張力控制效果。而且恒張力控制基本不受速度的影響，可以實現(xiàn)高速分切。
轉矩計算方程為：T=(F×D)/(2×i)
其中：T 變頻器輸出轉矩指令
F 張力設定指令
D 卷筒轉徑
i 機械傳動比
卷筒轉徑采用線速度計算法，計算方程為：D=(i×N×V)/(π×f)
其中：i 機械傳動比
N 電機極對數
V 線速度
f 當前匹配頻率

3.2 變頻系統(tǒng)控制框圖(圖2)

3.3 系統(tǒng)說明
放卷控制中變頻器實際上只是提供一個反向的拉緊力，所以其控制精度要求不高。
      收卷變頻器工作在轉矩控制模式，在加減速過程中，需要提供額外的轉矩用于克服系統(tǒng)的轉動慣量。如果不加補償，則會出現(xiàn)收卷過程中張力偏小、減速過程中張力偏大的現(xiàn)象。如果起動時張力變小，則增加系統(tǒng)慣量補償系數。摩擦補償主要是克服在整個運行過程中由于系統(tǒng)存在的摩擦力對張力的影響，可通過調節(jié)摩擦補償系數來完成。正常運行時材料張力若小于設定張力，則將摩擦補償系數增大。另外需要補償的是卷軸上材料所產生的轉動慣量，通過設定材料的密度及寬度，變頻器可計算出當前材料的轉動慣量。設定合適的張力錐度，可以控制材料的卷曲質量，避免外緊內松的情況發(fā)生，保證收卷后各層形狀均勻。
       卷徑采用線速計算法獲得，而卷徑又是計算輸出轉矩的直接因素，因此正確設定最大線速度非常關鍵。

3.4 變頻器主要參數設置
主驅動變頻器（CHE）：
P0.00：0（無PG矢量控制）
P0.01：1（端子指令通道）
P0.03： 1（AI1輸入）
P6.02: 2（運行轉速輸出）
放卷變頻器（CHV）：
P0.00: 1（有PG矢量控制）
P0.03: 1（AI1輸入）
PF.00： 1（無張力反饋轉矩控制模式）
PF.01： 1（放卷模式）
PF.11： 機械傳動比按實際情況輸入，此值為電機軸轉速/放卷軸轉速
PF.05： 2（張力設定源AI2輸入）
PF.04： 最大張力根據實際情況設置
PF.13： 0（原始卷曲直徑由PF.14～PF.17設定）
PF.14: 卷軸直徑按實際情況輸入
PF.18: 0(卷徑計算方法選擇線速度計算法)
PF.22: 最大線速度按實際情況輸入
PF.23: 1（線速度輸入源AI1）
PF.33: 機械慣量補償系數根據實際值輸入（百分比相對電機額定轉矩）
收卷變頻器（CHV）：
P0.00: 1（有PG矢量控制）
P0.03: 1（AI1輸入）
PF.00： 1（無張力反饋轉矩控制模式）
PF.01： 0（收卷模式）
PF.11： 機械傳動比按實際情況輸入，此值為電機軸轉速/收卷軸轉速
PF.05： 2（張力設定源AI2輸入）
PF.04： 最大張力根據實際情況設置
PF.09: 0（張力錐度系數由PF.10設定）
PF.10: 張力錐度系數按實際情況設定
PF.13： 0（原始卷曲直徑由PF.14～PF.17設定）
PF.14: 卷軸直徑按實際情況輸入
PF.18: 0(卷徑計算方法選擇線速度計算法)
PF.22: 最大線速度按實際情況輸入
PF.23: 1（線速度輸入源AI1）
PF.33: 機械慣量補償系數根據實際值輸入（百分比相對電機額定轉矩）

4、結束語
      用變頻器來控制分切機的收放卷控制克服了磁粉固有的弱點，使得高速分切的控制成為了現(xiàn)實，同時大大提高了設備的可靠性，而成本并沒有過多的增加，所以越來越多的客戶開始采用變頻器來實現(xiàn)分切機控制。
      用英威騰CHV矢量變頻器對分切機進行變頻改造，系統(tǒng)可以進行恒張力控制，而且極大地提高了分切機的運行速度。同時與編碼器相連，采用閉環(huán)控制，保證分切機的控制精度。