浅析变频调速器的转矩控制及应用
前 言
随着控制技术的发展，变频器的功能不再仅仅局限于速度控制，转矩控制等功能也得到了发展和应用，尤其在印染行业，解决了印染机械中一些速度控制无法满足工艺要求的难题，实现了较好的工艺及实用效果，下面是我们在某纺织机械厂高速布铗丝光机中利用转矩控制实现恒张力运行的实例。
传动系统的运动状态
众所周知，传动系统的运动状态应满足传动系统的运动方程式，
式中，TM为电机的电磁转矩，TL
为生产机械的负载转矩，包括电机轴及与轴相连的机械系统的转矩，织物张力所形成的反转矩。GD2为转动部分的转动惯量。
由上式可知:如果TM-TL＞0，则系统处于加速状态;如果TM-TL＜0，则系统处于减速状态;如果TM-TL=0，则系统处于静止或匀速运行状态。
在恒转矩负载的起动，停止和调速过程中，当负载转矩TL发生变化时，如果能够控制电机电磁转矩TM恒定，即可获得恒加(减)速运动;在突加负载扰动时，如果能够尽快地提高电磁转矩，即可获得较小的动态速降和较快的恢复时间。丹佛斯VLT5000系列变频器的加速转矩为140%，可以较好满足丝光机的要求，总之，调速系统的动态性能归根结底就是对电磁转矩的控制。
变频器转矩控制应用
随着人们生活水平日益改善，对织品的要求越来越高。因此，印染机械必须与时俱进，适应新的工艺要求，在传动方面，实现恒张力控制尤为重要。丹佛斯VLT5000系列变频器的转矩控制功能在布铗丝光机中的应用是成功可行的，下面进行简单说明。
●结构示意简图
单元一:进步轧车，布铗运行速度为系统主速度。
单元二:带编码器反馈的闭环转矩控制。
单元三:闭环速度控制。
单元四:带编码器反馈的闭环转矩控制。
单元五:落布，闭环速度控制。
●原理分析
如图2(a)所示，是采用松紧架速度调节方式，出布轧车速度是通过轧车与布铗拉幅机间松紧架的调节而自动控制。由于拉幅机和轧车两者惯性差异大，加之三辊松紧架本身有一定速度积累效能。因此在起动，升降速，急停车等过程中，两者之间的织物很难保证恒张力，无法很好满足工艺要求效果。
如果我们将出布轧车采用速度闭环转矩控制，这一问题就得到了很好解决。见图2(b)，取消松紧架，给定出布轧车电机恒定电磁转矩。由转矩平衡关系式可知，当负载转矩大于电磁转矩，轧车电机转速下降;当负载转矩小于电磁转矩，电机转速上升;当两者相等时，那么布铗拉幅机与出布轧车间织物维持恒定张力。具体电气线路如图3所示。
总 结
本系统作为张力控制的一种用法，比较简单，从理论上讲，并不是完全恒张力运行，但由于丹佛斯变频器的响应速度很快，且本系统的织物都能承受一定的张力变化，采用这种方式即可达到工艺要求，并相对提高了系统性能，并具有一定的经济性，实践证明是可行的。
为了避免在紧急停车时，因各单元的转动惯量不同而产生的不良影响，每个单元都应装有制动电阻。
如果要求更高的性能，采用丹佛斯变频器的相关功能卡，并构成多闭环反馈系统。
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