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1，引言
近幾年我國的造紙業及印刷包裝行業取得了飛速的發展，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。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，進而調節傳遞的扭矩。可用于從零開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。還用于通過調節電流的方法調節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。
2.2 原系統存在的主要缺點
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開環矢量變頻器，控制分切機的運行速度。系統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慣量補償、摩擦補償及材料慣量補償等來補償由于系統慣量、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 變頻系統控制框圖(圖2)

3.3 系統說明
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的轉動慣量。如果不加補償，則會出現收卷過程中張力偏小、減速過程中張力偏大的現象。如果起動時張力變小，則增加系統慣量補償系數。摩擦補償主要是克服在整個運行過程中由于系統存在的摩擦力對張力的影響，可通過調節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，采用閉環控制，保證分切機的控制精度。