MD330开环转矩控制模式收卷典型应用

MD330开环转矩转矩控制模式控制模式控制模式中心中心中心收卷典型应用收卷典型应用

一. 开环转矩转矩控制控制控制模式简介模式简介

MD330参数设置及调试需要《MD330张力控制专用变频器用户手册》与《MD320用户手册》结

合使用。前者仅介绍与卷曲张力控制有关的部分，其他的基本功能请参考后者来设置。当张力控制模

式选为无效（FH-00＝0）时，变频器的功能与MD320完全相同。

MD330用于卷曲控制，可以自动计算卷径，在卷径变化时仍能够获得恒张力效果。在没有卷径变

化的场合实现恒转矩控制，建议使用MD320或MD380变频器。

选用张力控制模式后，变频器的输出频率和转矩由张力控制功能自动产生，F0组中频率源的选择

将不起作用，即功能码F0-03~F0-07不起作用。

开环转矩转矩控制模式收卷典型应用示意图控制模式收卷典型应用示意图控制模式收卷典型应用示意图：：

开环是指没有张力反馈信号，转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出

频率是跟随材料的速度自动变化。开环转矩控制模式就是指没有张力反馈的条件下，变频器仅靠调节

电机转矩来达到材料恒张力控制。

根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根

据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，

其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。

MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控

制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。

MD330标配MD32PG卡。如需选配另外两种PG卡，购买时请特别说明。另有两种PG卡可供选配：

带分频输出的MD32PGD和长线驱动型的MD32PG3。详见《MD320用户手册》附录A和附录B。

与开环转矩转矩模式有关的功能模块模式有关的功能模块模式有关的功能模块：：

1、张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实

际情况相对应，需由使用者设定。张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型效果。

2、卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，

如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。

3、转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变

频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。摩擦补偿可以克服系统阻力对张力产生的影响。

开环转矩转矩控制模式机械传动比设计需注意的问题控制模式机械传动比设计需注意的问题控制模式机械传动比设计需注意的问题：：

转矩控制模式下机械传动比对变频器输出转矩的影响：

设机械传动比＝电机转速/卷轴转速＝K：1，卷径为R（单位：m）.

矢量控制变频器的转矩控制精度为额定转矩T0的5%以上。若设计的机械传动比K值过大，当控

制的张力过小时，在空卷时变频器应输出的转矩就可能在额定转矩的5%以下，难以控制。为此，需

要满足： 变频器输出转矩 0%5TKRFT>×=

二. 开环转矩转矩控制模式控制模式控制模式收卷变频器接线收卷变频器接线收卷变频器接线方式方式

PG卡与编码器接线 （MD330标配MD32PG卡，当选择闭环矢量控制F0-01=1时，需将电机编码器信号接到PG卡上） R U S V T W DI1 AO1 DI2 GND DI3 DI4 T/A DI5 T/C COM 10V AI1 GND AI2 M

PG卡接口 MD330 控制端子控制端子功能配置功能配置功能配置说明说明说明：：

DI1：正转运行信号 DI2：卷径复位 DI3：预驱动端子 （仅当自动换卷用到预驱动功能时才需要） DI4：故障复位 DI5：PULSE脉冲输入 （当卷径计算方法选择通过线速度计算FH-10=0且线速度输入源选择PULSE输入FH-27=4时，或卷径计算方法选择通过厚度累计计算FH-10=1或PULSE输入FH-10=5时才需要）

AI1：张力设定源（FH-04=1，张力设定源选择AI1） AI2：线速度输入信号 （当卷径计算方法选择通过线速度计算FH-10=0且线速度输入源选择AI2即FH-27=2时需要，一般由主机变频AO或PLC提供）

AO1：运行频率表征信号（视需要使用） TA/TC：故障输出信号（视需要使用）

开路集电极输出编码器连接示意图：

推挽式输出编码器连接示意图：

三．参数设置及调试

1. 正确输入电机相关参数正确输入电机相关参数，，速度模式试运行速度模式试运行，，确保变频器驱动电机正常运转确保变频器驱动电机正常运转。。 序号 功能码 设定值 说 明 0 无速度传感器矢量控制（SVC），必须调谐通过后电机才能正常运转！ 1 F0-01 1 有速度传感器矢量控制（VC），必须调谐通过后电机才能正常运转！ 2 F0-02 0 请保持出厂默认值0，以便能够进行调谐操作！ 3 F1-01 依照电机铭牌输入--电机额定功率 4 F1-02 依照电机铭牌输入--电机额定电压 5 F1-03 依照电机铭牌输入--电机额定电流 6 F1-04 依照电机铭牌输入--电机额定频率 7 F1-05 依照电机铭牌输入--电机额定转速 8 F2-11 编码器线数（每圈脉冲数），当且仅当F0-01＝1时必须输入！

9 F1-11 1或2 静止调谐。将该参数设为1后，会显示“TUNE”并闪烁，按下RUN键，“TUNE”停止闪烁，持续数秒后“TUNE”消失，如果整个过程没有出现报警情况，则表示调谐通过！ 完整调谐。必须脱开电机轴端所有负载必须脱开电机轴端所有负载必须脱开电机轴端所有负载！！如将该参数设为2，按下RUN运行键，听到电机响两声后，电机会旋转起来，运行大概20秒后，电机自动停下，如果整个过程没有出现报警情况，则表示调谐通过！ 确认变频器能否驱动确认变频器能否驱动电机电机电机正常正常正常运转运转运转：：

V/F控制设好电机参数或者矢量控制调谐通过之后，应试运行确认变频器驱动电机运转是否良好。修改F0-08的值，从5Hz→15Hz→30Hz→50Hz变化，按下RUN运行键，通过操作面板查看电机工作电流，如果电流在变频器额定电流的50%之内，则表明电机驱动正常。只有电机正常运转了，才能进行后续的调试工作。 较为常见闭环矢量控制电机运转不正常，多数情况下是电机编码器线数没有设对、编码器断线、编码器AB反相或编码器联轴器松脱打滑导致，请务必多加细致检查。 2. 通用参数设置

序号 功能码 设定值 说 明 10 F0-02 1 端子控制有效 11 F0-10 最大频率 最大频率，出厂默认50Hz.应设为最高线速度下卷径最小时的最大输出频率 12 F0-17 2 设置加速时间（根据实际情况设定） 13 F0-18 2 设置减速时间（根据实际情况设定） 14 F4-00 1 DI1设为正转指令 15 F4-01 31 DI2 设为卷径复位端子 16 F4-02 34 DI3设为预驱动端子，仅当自动换卷用到预驱动功能时才需要 17 F4-03 9 DI4故障复位

30 DI5—脉冲频率输入（当FH-10=0且线速度输入源选择PULSE输入即FH-27=4时，或卷径计算方法选择PULSE输入FH-10=5时） 18 F4-04 35 DI5—计圈信号（当卷径计算方法选择通过厚度累计计算即FH-10=1时） 19 F4-13 实际值 AI1最小输入，张力设定模拟量最小值.( FH-04=1，张力设定源选择AI1) 20 F4-15 实际值 AI1最大输入，张力设定模拟量最大值.( FH-04=1，张力设定源选择AI1) 21 F4-20 10 AI2最大输入，线速度输入模拟信号最大值，通常默认10V符合实际值 22 F4-30 实际值 脉冲输入最大频率 (仅当F4-04=30时需要设定) 3. FH组张力控制张力控制专用专用专用参数设置参数设置 序号 功能码 设定值 说 明 23 FH-00 1 开环转矩控制模式 24 FH-01 0 卷曲模式---收卷 25 FH-03 实际值 机械传动比＝电机转速/卷轴转速，必须根据传动机械准确设置！ 26 FH-04 1 张力设定源选择AI1

27 FH-06 实际值 最大张力，当FH-04张力源选择为模拟量控制或脉冲控制时，此参数确定模拟量最大值或脉冲最大时所对应的张力。范围：0~30,000 N

28 FH-07 0.0% 零速张力提升，用于在起动时克服静摩擦力或在系统零速时保持一定的张力。当控制小张力，启动困难时可适当增加此值。百分值对应实际张力给定值。 0 卷径计算方式---通过线速度计算，通常采用此种方式！ 29 FH-10 1 卷径计算方式---通过厚度累计计算，适用布匹等厚度均匀的材料 30 FH-11 500 最大卷径（根据实际情况设定） 31 FH-12 100 卷轴直径（根据实际情况设定）

32 FH-13 0 初始卷径源，设为0由FH-12~FH-16设定；出厂未使用初始卷径选择端子，因此系统默认初始卷径为系统默认初始卷径为FH-12即空心卷径即空心卷径。如需要初始卷径不从空心卷径开始算起，可定义1或2个DI端子为初始卷径选择端子（32#、33#功能，如此便可切换到由FH-14~FH-16设置的另外三个初始卷径。

33 FH-19 实际值 每圈脉冲数，指卷轴旋转一圈，DI5接入的计圈信号有多少个脉冲。仅当卷径计算方法选择通过厚度累计计算即FH-10=1时需要设置！ 34 FH-22 0.01 材料厚度0，根据实际情况设定。仅当FH-10=1时需要设置！ 2 线速度输入源选择为AI2 ；仅当FH-10=0时需要设置！ 35 FH-27 4 线速度输入源选择为DI5 PULSE输入；仅当FH-10=0时需要设置！

36 FH-28 1000 最大线速度，单位：m/Min指当线速度输入源AI2达到最大值，对应前级变频器最高速度运行时，材料所能达到的最大线速度；

37 FH-29 200 卷径计算最低线速度，为防止低速卷径计算产生较大偏差，一般此值要设为最大线速度即FH-28的20%以上；

38 FH-33 0 机械惯量补偿系数，用以补偿系统本身的转动惯量，包括电机、传动机构、卷轴等，这部分惯量与卷径变化无关。若收卷加速时张力偏小（或减速时张力偏大），则可以加大该系数；设定范围：0~10000，出厂默认0. 39 FH-34 0 材料密度ρ

40 FH-35 0 材料宽度d 这两个参数用于材料惯量补偿；设R为卷径，r为卷轴半径。

则：应补偿材料惯量)(4421rRdJ−⋅⋅⋅⋅=∆πρ

41 FH-36 0.0% 摩擦补偿系数，对于收卷而言，摩擦阻力使材料的张力变小。适当设置摩擦补偿，相当于增大张力来抵消摩擦阻力。百分值相对额定转矩。

42 FH-51 0.0% 高速力矩补偿系数。有的系统高速低速阻力不一致，仅用恒定的摩擦补偿转矩无法全程获得恒定的张力，适当地设置该参数可以弥补系统造成的影响。高速时，阻力可能变小，也可能变大，因材料和传动系统不同而不同；如果阻力变小，该参数设置负值；如果阻力变大，该参数设置正值；百分值相对额定转矩TN。如下式，频率或线速度越大，力矩补偿得越大。