摘要：本文主要講述臺達V系列變頻器在冷軋鋼機上的直接轉矩控制應用,目前在冷軋鋼機應用行業，冷軋帶肋鋼筋生產線中，從放線、鋼筋軋制、強度控制、延伸調控、定尺切斷、自動推平、二面落料、盤卷收線，可以全部實現自動化。在其中的應用場合，需要對電機進行直接轉矩控制，有時不能或不便安裝編碼器來反饋電機轉速，因此希望變頻器在開環的情況下對電機實現轉矩控制（無編碼器反饋），臺達V系列變頻器具有開環轉矩控制功能，正好可以滿足部分用戶的要求。

　　關鍵詞：臺達V系列變頻器、直接轉矩控制、冷軋鋼機

　　1、前言：

　　當前冷軋系列設備中主要產品類型有：冷軋扭系列設備、調直機系列設備和冷軋帶肋鋼筋生產系列設備。其中冷軋帶肋鋼筋設備為一條軋鋼生產線，材料為原始的成卷鋼筋，經過生產線處理后，表面被帶肋壓花后被定長切斷。首先經由一級電機進行直接轉矩控制進行拉伸，再經過二級電機拉伸并表面壓花處理后，由第三級電機拉伸，最后在生產線末端進行定長切割處理。其中一級電機之前是由力矩電機進行工作，考慮到變頻器控制的諸多優越性，因此用變頻器來代替其進行轉矩控制，鑒于生產線空間的限制，一級與二級兩個電機之間不適合安裝張力架傳感器來反饋，需要用V系列變頻器的開環轉矩控制來進行直接拖動。

　　2、系統架構：

　　1）冷軋設備生產線流程如下：

　　鋼筋原材料→VFD370V43A轉矩控制（一級電機） → VFD550B43A速度控制（二級電機）→VFD055B43A速度控制（三級電機）→定長切割→完畢

　　2）變頻器配置：VFD370V43A、VFD550B43A、VFD055B43A各一臺。

　　3）變頻器VFD370V43A外部電氣控制部分：

　　A、一個電位器連接+10V 、AVI與ACM來調節轉矩命令大小;

　　B、一個按鈕來切換速度/轉矩模式，并在速度模式情況下，此按鈕同時實現點動頻率的端子命令;

　　C、短接AVI與AUI端子;

　　D、短接MI1與MI2端子。

　　其外部接線示意圖如下：

　　3、工藝要求：

　　冷軋設備生產線流程中，用來拖動一級電機（從動）的變頻器VFD370V43A，進行直接轉矩控制，在生產過程中牽引鋼筋向前拉動。其給定的轉矩大小為一個合適值;二級電機（主動）運行起來的時候，一級電機才在系統中跟隨二級電機一起運行，從而取代之前使用的力矩電機。并且在實際使用過程中，當一卷鋼筋使用完畢，要求在更換材料的時候，能夠在速度模式下實現點動運行進料,從而讓鋼筋平順的穿過設備中的機械部分。另要求變頻器VFD037V43A在最大轉矩命令范圍內能夠單獨驅動其較重負載，如負載更換為直徑更粗的鋼筋。

　　4、調試步驟：

　　1）、對一級電機參數最整定，并設定相應參數：

　　00-10=4（轉矩控制方式）;

　　00-20=2（頻率命令外部模擬量）;

　　03-00=1（AVI為給定頻率/轉矩命令）;

　　此時轉動外部電位器，輸入一個較合適的轉矩進行直接轉矩控制，此時鋼筋在這個轉矩下不向前移動，只有在二級拉伸電機速度運行的情況下，一級拉伸電機在轉矩模式下帶動鋼筋向前移動;

　　2）、速度模式下實現點動運行

　　在外部端子MI2切換到速度模式時（02-02=32轉矩速度模式切換），

　　設定外部端子MI1，02-01=1（多段速指令一）;04-00=1（第一段速為1HZ）;

　　此時在速度模式下多段速頻率一可以正常運行。加上負載后效果亦不錯。

　　3）、直接轉矩模式下測試能否帶動更大負載

　　因鋼筋材料的粗細有異，增加負載后，在電機直接給轉矩時，逐步轉動電位器，增加轉矩的命令大小，觀察電機的反應。以觀察當轉矩增加到滿轉矩前，可否拉動負載。設定參數如下：06-12=250（轉矩限制設定為250%）;

　　當電位器旋轉到滿位時，此時轉矩命令已是最大值，但負載沒有移動;設置03-02=8（AUI模擬量功能為轉矩補償）;單獨調節AUI模擬量時效果不佳，同時調節AVI與AUI模擬量時有效，因外部電路只允許使用一個電位器模擬量輸入，因此短接AUI與AVI端子，當外部電位器旋轉時，轉矩命令和轉矩補償都是在逐步增大，當增到一定值時一級電機帶動負載運行。

　　4）、參數設置：

　　控制一級電機的變頻器VFD370V43A最終參數設置如下：

　　00-10=4 控制方式為轉矩控制

　　00-20=2 頻率指定來源為外部模擬輸入

　　01-00=50 最大操作頻率為50HZ

　　01-01=50 電機額定頻率為50HZ

　　01-02=380 電機額定電壓為380V

　　02-01=1 多功能輸入端子MI1為多段速指令一

　　02-02=32 功能輸入端子MI2為轉矩速度模式切換

　　03-00=1 模擬AVI輸入為頻率/轉矩命令

　　03-02=8 模擬AUI輸入為轉矩補償

　　04-00=1 第一段速為1HZ

　　05-02=16.9 電機無載電流為16.9A

　　05-06=151.8電機R1為151.8mΩ

　　05-07=166 電機R2為166mΩ

　　05-08=471.8電機LM參數471.8mH

　　05-09=29.9 電機LC參數29.9mH

　　05-29=200 震蕩補償因子為200

　　06-12=250 轉矩限制為250%

　　5、調試總結：

　　1、臺達變頻器用直接轉矩模式代替力矩電機，性能優越，效果良好。

　　2、生產線運行穩定，維護成本大大降低。

　　3、生產產品的品質很好，最終用戶反映良好。

　　6、現場附圖如下：

　　圖一：右下角為一級拉伸電機（運行方向向左、從動）

　　圖二：左下角為二級拉伸電機（方向向右、主動）