摘要  通过对英威腾张力变频在胶印机领域的现场应用，重点说明张力型变频器在印刷行业的控制技术，提供一种新的应用思路。

关键词 张力变频；控制技术；应用思路

引言

随着变频技术发展，张力变频器在胶印机这样的印刷行业得到越来越广泛的应用，它由单一的驱动功能导入了智能控制技术，张力控制的新方向。

一、       胶印机简介:

胶版印刷机,简称胶印机，也叫柔版印刷机。是将制作好的图文印版（一般为胶质材料）贴在滚筒上，通过网纹辊（也叫网辘）传递油墨的印刷方式，将凸出的图文转印在承印物上的印刷设备。通常主要应用在纸张、薄膜、无纺布材料的包装印刷上。按机械结构分类，主要有平座胶印机和天桥胶印机；按印刷颜色种类，分为单色机、二色机、六色机等。所印颜色越多，对套色的位置精度相对越高，对恒定的张力控制要求也会较高。

二、传统的张力控制：

1、传统的张力控制系统的构成：

传统的放卷张力控制是采用张力控制器与磁粉制动器工作的；其收卷张力是采用力矩控制器与力矩电机来完成控制的。主机的传动控制使用普通变频器和异步电机来实现。

2、传统方案的缺点：

传统的张力控制方式，虽然在某种程度上满足了张力控制的要求，但在实际应用过程中存在以下缺陷：

1）磁粉制动器是根据电磁原理和利用磁粉传递转矩的，依靠磁粉所产生的摩擦力来实现制动的，高速运行时，磁粉所产生的摩擦力较大，产生的高温使离合器发热而影响其使用寿命。容易导致磁粉老化、退磁，原控制张力变小。为设备维护带来不便。

2）力矩电机常需手动调速，操作不方便，长时间运行时力矩电机发热也较高，其控制器也较易损坏，可靠性不高。

     三、张力变频控制方案：

英威腾CHV170张力变频器不仅具备传统变频的驱动功能，还具有张力控制与运算的功能，可克服以上传统张力控制的劣势。结合已在东莞某印刷机械公司的成功推广经验，总结CHV170张力型变频器在胶印机应用的解决方案。

1、  胶印机传动流程图：  

       以上胶印机传动，主要由主机传动、放卷部分与收卷部分组成。收卷一般采用中心轴或表面收卷，放卷通常采用中心轴放卷。传动棍是辅助传动机构，图文印刷在主机传动部分来完成。

2、  胶印机变频控制接线图：

 3、  张力变频系统原理框图：

系统说明：

以上胶印机的传动系统采用的是无张力反馈的转矩控制来完成，属张力开环控制，其张力的控制功能由变频器内部自身来完成。主机变频器的速度由电位器通过AI1通道进行调节，系统运行后，主机将主速度信号通过HDO高速脉冲输出口输出速度脉冲信号，传送到放卷变频器与收卷变频器的HDI1脉冲输入口作为其同步速度的给定。用脉冲传送的优点是能避免在传输过程中信号的干扰。

放卷与收卷张力大小分别由放卷和收卷变频器的AI2通道的电位器进行调节，其设定张力的大小通过变频AO输出口连接到数显仪表上。变频故障信号指示通过3台变频各自的继电器常开点输出。放卷与收卷电机不但与主机速度同步，其速度还与当前卷径大小有关。系统工作时，收卷处于电动状态，放卷处于发电状态。通过共接直流母线的方法，使系统在停止时，变频不会出现跳过压的故障。正常运行时，再生能源可传给电动状态的电机工作，还能达到节能的效果。收放卷均配置PG卡和编码器，能使电机在低频旋转时速度均匀，提高转矩控制的精度。收放卷的反转开关能便于其旋转方向的选择，灵活方便。

4、  张力变频方案的优点：

1）            收放卷张力调整简便，张力与同步控制均在变频器中完成，可靠性与稳定性大大提高；

2）            采用矢量控制，动态响应快、控制精度高，加减速时张力恒定，避免出现套色错位；

3）            张力变频器的使用寿命长，系统使用与维护十分简便。

   4）   可通过变频的脉冲传送数据，可省掉在PLC控制场合所需的模拟量模块，节省成本。

5、调试过程及参数设置：

1）断开负载，输入电机铭牌参数（电机额定功率、额定转速、额定电压、额定电流），装好编码器，进行旋转参数自学习；

2）对有PG矢量控制的成功运行，包括零速（0.00HZ）、低速（0.5HZ）、中速（20HZ）、高速（50HZ）均能保持运行稳定，没有出现抖动现象。

3）将收放卷变频器的P0.17设为3，按”RUN”键进行转矩自学习；

4）设置以下变频器参数：

主机参数：

收卷参数：

放卷参数：

6、常遇问题与处理方法：

1）电机在运转时不均匀：

可检查编码器的接地是否接到PG卡的COM端，编码器是否工作正常（可用万用表量测编码器的A相与B相是否均达到直流5V以上）。尤其是低速运行时若有抖动，可减小P3.00的值，观察工作电流是否平稳。另外还须检查机械传动的自身问题，其链轮是否有偏离，链条过松等。

2）变频一运行，电机抖动很大：

检查编码器是否反相（调整P3.11的值），编码器线数是否设对。

3）不同速度运行时，收卷或放卷的张力大小不相同：

   可检查是否已进行转矩自学习，以消除惯量补偿的影响。

4）收卷或放卷跟不上主机的速度：

      可在主机低速运行时，适当调高相应的收卷或放卷的张力，达到张力的恒定。

参考文献：

《CHV170产品说明书》 （深圳市英威腾电气股份有限公司）