三菱FR-A700变频器闭环矢量控制方式的学习.doc

三菱FR-A700变频器闭环矢量控制方式的学习.doc三菱FR-A700变频器在某工厂铝连铸连轧机上的应用
引言
三菱FR-A700变频器闭环矢量控制方式，主要用于高精度的速度控制、转矩控制、简单伺
服控制等对控制性能要求严格的场合。 在该方式下采用的速度传感器一般是旋转编码器， 并
安装在被控电动机的轴端。通过对铝连铸连轧机上下辊电机的速度和转矩控制来实现铝板的 高精度轧制，并能实现系统的稳定性和可靠性。
1、项目背景
某工厂铝连铸连轧机的主要工作是将经原炉熔炼、 静止炉精炼后的高温铝液在快速冷却的同
时轧制成铝板，最终通过卷取机卷成铝卷。该设备主要有主轧机、 铝液位控制装置、钛丝进
给、铸嘴小车、石墨喷涂及行走、平动液压剪、卷取机、卸卷车等，如图 1所示。
注乂 1铝義位控制装置=2钱眦芙3主机上側4主机下鼬吕石墨喷涂及行走’站 百入口导向7平动液压剪！ E出口遍憲尿9卷取机•心
图1铝板轧机祯
1920mm、板宽1400mm、板厚6〜8mm,轧机上下辊电机
90kW。
针对铸轧机成套电控系统的工艺特点 （长期稳定连续生产、 选择高性能、高可靠性的控制元器件是满足控制要求的关键。 制，上辊采用转矩控制，且都采用带编码器的变频电机。
一旦事故停车将造成严重损失）， 现要求：轧机下辊采用速度控
该轧机的系统技术性能参数：最高轧制速度
、最大卷重 5000kg、卷径 $ 610
轧机传动控制系统的硬件设计

速度和转矩控制是轧机上下辊传动电机的核心控制原理， 其示意如图2所示。M1为主传动，
采用双闭环速度/转矩矢量控制方式，速度环为 V速度给定和PG编码器返回的实际速度的
控制回路，其输出值再乘以一定的比值就是 M2的转矩控制输入值。转矩环为内部闭环。
M2为从传动，速度闭环的输出值并不直接控制转矩，而只是限定 M2转矩的幅度，以最终
保证轧机上下两辊电机在线速度上的紧密性和同步性， M2转矩的输入值是来自主传动 M1
的转矩值，以决定 M2的转矩输出值。
转牴相制 下思电机
图2轧机控制原理存
22硬件选型与设计
本次轧机电机选用国产 YVP系列变频电机，其选用强制风冷和 OMRON差动式编码器
E6B2-CWZ1X，由于三菱变频器所选配电机基本都是国产电动机，并非选用三菱电机，因 此，需要了解清楚编码器。编码器 E6B2-CWZ1X接线原理如图3所示。
ESB2 主旦甜
AM26 LS31 阳斗
r M： Affi 右PE气苗蓼出
JRK 白一
反转tfi出
：BW-
ZM .'
0V
GND
H A IB L 日相： 2ffiH L A*e h
BHIh
_ L
L
>M(+Vcc)
ttdiAHl
'V ?|
WHjAlll
石
谦辿
UaBAI
wimzA
Wh 滙也
OVfCOMMONi
转牴相制 下思电机
欧姆龙编码器E6B2-CWZ1X接线端子功能定义如上图所示，它采用 5VDC电源，输出3对
A、B、Z相差动信号。右图为编码器 E6B2-CWZ1X接线端子功能定义
轧机变频器硬件接线图如下图所示。 VF1下辊变频器的速度设定采用电位器， 并连接了 PLG
差动输入信号作为闭环矢量控制的反馈信号， 跳线设置如图中标识所示， 同时输出转矩信号
给VF2变频器。VF2上辊变频器采用转矩控制，其转矩命令来自于 VF1的输出，速度限幅
来自于VF1的速度。
3、轧机变频控制系统的参数设置
VF1速度控制参数设置如表所示
速虞控刮时
■
J3-~~rr 倾率洽曹飞丄丄 牧宦世定ssLT77 1/2I1KO
转那 （41 垠初FS令］） （士和 V）
带PLG标淮电机<$F-JRJ・W差动线鞭动器的惜况
NrB
擢点
T/U
QlO
PB1
PB2
©
FR：*7^p"'
虫JI HTLC电机
<■ s -irtfcj
矢昂控制专用电机 SF-V5RU | 让Y互补眸
VF1变硕器藝数没置
参数代码
功能简述
设定数据
Pr. 71
胡电机
3〔其他品牌标椎电机）
Pr. 73
模拟zHSf入诜择
1（0昂信号）
Pr. 79
运行模式选择
2〔固定外部运行模式）
Pr. SO
电机容量
90KW
Pr. 81
电机概数
4
Pr. 158
AH端子功能选择
p2〔转矩指令）
Pr. 178
51^<^功能选择
60 （正转）
Pr. 179
STK端子功能选择
61 （反转