摘要：本文主要讲述台达V系列变频器在冷轧钢机上的直接转矩控制应用,目前在冷轧钢机应用行业，冷轧带肋钢筋生产线中，从放线、钢筋轧制、强度控制、延伸调控、定尺切断、自动推平、二面落料、盘卷收线，可以全部实现自动化。在其中的应用场合，需要对电机进行直接转矩控制，有时不能或不便安装编码器来反馈电机转速，因此希望变频器在开环的情况下对电机实现转矩控制（无编码器反馈），台达V系列变频器具有开环转矩控制功能，正好可以满足部分用户的要求。

　　关键词：台达V系列变频器、直接转矩控制、冷轧钢机

　　1、前言：

　　当前冷轧系列设备中主要产品类型有：冷轧扭系列设备、调直机系列设备和冷轧带肋钢筋生产系列设备。其中冷轧带肋钢筋设备为一条轧钢生产线，材料为原始的成卷钢筋，经过生产线处理后，表面被带肋压花后被定长切断。首先经由一级电机进行直接转矩控制进行拉伸，再经过二级电机拉伸并表面压花处理后，由第三级电机拉伸，最后在生产线末端进行定长切割处理。其中一级电机之前是由力矩电机进行工作，考虑到变频器控制的诸多优越性，因此用变频器来代替其进行转矩控制，鉴于生产线空间的限制，一级与二级两个电机之间不适合安装张力架传感器来反馈，需要用V系列变频器的开环转矩控制来进行直接拖动。

　　2、系统架构：

　　1）冷轧设备生产线流程如下：

　　钢筋原材料→VFD370V43A转矩控制（一级电机） → VFD550B43A速度控制（二级电机）→VFD055B43A速度控制（三级电机）→定长切割→完毕

　　2）变频器配置：VFD370V43A、VFD550B43A、VFD055B43A各一台。

　　3）变频器VFD370V43A外部电气控制部分：

　　A、一个电位器连接+10V 、AVI与ACM来调节转矩命令大小;

　　B、一个按钮来切换速度/转矩模式，并在速度模式情况下，此按钮同时实现点动频率的端子命令;

　　C、短接AVI与AUI端子;

　　D、短接MI1与MI2端子。

　　其外部接线示意图如下：

　　3、工艺要求：

　　冷轧设备生产线流程中，用来拖动一级电机（从动）的变频器VFD370V43A，进行直接转矩控制，在生产过程中牵引钢筋向前拉动。其给定的转矩大小为一个合适值;二级电机（主动）运行起来的时候，一级电机才在系统中跟随二级电机一起运行，从而取代之前使用的力矩电机。并且在实际使用过程中，当一卷钢筋使用完毕，要求在更换材料的时候，能够在速度模式下实现点动运行进料,从而让钢筋平顺的穿过设备中的机械部分。另要求变频器VFD037V43A在最大转矩命令范围内能够单独驱动其较重负载，如负载更换为直径更粗的钢筋。

　　4、调试步骤：

　　1）、对一级电机参数最整定，并设定相应参数：

　　00-10=4（转矩控制方式）;

　　00-20=2（频率命令外部模拟量）;

　　03-00=1（AVI为给定频率/转矩命令）;

　　此时转动外部电位器，输入一个较合适的转矩进行直接转矩控制，此时钢筋在这个转矩下不向前移动，只有在二级拉伸电机速度运行的情况下，一级拉伸电机在转矩模式下带动钢筋向前移动;

　　2）、速度模式下实现点动运行

　　在外部端子MI2切换到速度模式时（02-02=32转矩速度模式切换），

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

　　此时在速度模式下多段速频率一可以正常运行。加上负载后效果亦不错。

　　3）、直接转矩模式下测试能否带动更大负载

　　因钢筋材料的粗细有异，增加负载后，在电机直接给转矩时，逐步转动电位器，增加转矩的命令大小，观察电机的反应。以观察当转矩增加到满转矩前，可否拉动负载。设定参数如下：06-12=250（转矩限制设定为250%）;

　　当电位器旋转到满位时，此时转矩命令已是最大值，但负载没有移动;设置03-02=8（AUI模拟量功能为转矩补偿）;单独调节AUI模拟量时效果不佳，同时调节AVI与AUI模拟量时有效，因外部电路只允许使用一个电位器模拟量输入，因此短接AUI与AVI端子，当外部电位器旋转时，转矩命令和转矩补偿都是在逐步增大，当增到一定值时一级电机带动负载运行。

　　4）、参数设置：

　　控制一级电机的变频器VFD370V43A最终参数设置如下：

　　00-10=4 控制方式为转矩控制

　　00-20=2 频率指定来源为外部模拟输入

　　01-00=50 最大操作频率为50HZ

　　01-01=50 电机额定频率为50HZ

　　01-02=380 电机额定电压为380V

　　02-01=1 多功能输入端子MI1为多段速指令一

　　02-02=32 功能输入端子MI2为转矩速度模式切换

　　03-00=1 模拟AVI输入为频率/转矩命令

　　03-02=8 模拟AUI输入为转矩补偿

　　04-00=1 第一段速为1HZ

　　05-02=16.9 电机无载电流为16.9A

　　05-06=151.8电机R1为151.8mΩ

　　05-07=166 电机R2为166mΩ

　　05-08=471.8电机LM参数471.8mH

　　05-09=29.9 电机LC参数29.9mH

　　05-29=200 震荡补偿因子为200

　　06-12=250 转矩限制为250%

　　5、调试总结：

　　1、台达变频器用直接转矩模式代替力矩电机，性能优越，效果良好。

　　2、生产线运行稳定，维护成本大大降低。

　　3、生产产品的品质很好，最终用户反映良好。

　　6、现场附图如下：

　　图一：右下角为一级拉伸电机（运行方向向左、从动）

　　图二：左下角为二级拉伸电机（方向向右、主动）