一、复合机概述
复合机是包装印刷行业中重要设备，所谓复合是指通过某种工艺方法，将两种或两种以上的材料层合在一起，形成新的一体材料，经过复合后的材料一方面保持原有材料的优点，另一方面还能弥补彼此的缺点。
一般复合机放卷部分采用磁粉离合器加张力控制器做张力控制。磁粉离合器是靠磁栗子的结合力和磁粒子与工作面间的摩擦力来传递转矩的，在高速运行时，磁粉高速摩擦，产生高温，造成磁粉离合器发热进而缩短其寿命。同时，磁粉作为一种磨料，产生微细粉末通过转子密封处泄露到轴承或其他间隙部位，对工艺过程产生污染。随着电子技术的发展，变频器的控制精度越来越高，变频器在很多场合已经可以替代磁粉离合器，实现张力的精确控制。
二、技术要求
以东莞一家机械制造商为例，设备放卷材料是厚度为0.08mm，宽度为900~1200mm 的薄纸，对放卷有如
下要求：
1、放卷速度稳定。放卷速度为20~200m/min，可平稳启动停止。
2、张力均衡并可调。按照设定的张力，保持最小的波动范围，保证纸张放卷的松紧度。同时，根据材料的宽幅和最大卷径不同，可方便调节设定张力。
3、放卷辊力矩方向能切换。纸张上胶水面不同时，需要翻转，力矩方向就必须改变。
4、由于是被动放卷，放卷电机是工作在发电状态，为保证变频器不过压，必须加刹车电阻。
三、系统方案
放卷变频器用张力专用型，功率为11kw。采用开环张力转矩控制模式，被动放卷，并加编码器，做闭环矢量控制，保证转矩的稳定性。生产速度由原系统主驱动变频器西门子G120 给定。下图为系统配置的原理图。
开环张力转矩控制不需要张力反馈，变频器靠输出转矩达到控制张力的效果，故系统结构简单。但当前转矩的输出值依赖卷径计算，设置好卷径计算相关参数是非常重要的。在该案例中，采用线速度信号方法计算当前卷径。即采用主驱动变频器西门子G120 的运行频率模拟输出信号作为线速度信号，将G120 的最高频率对应的最大线速度200m/min 输入参数P50.16 即可。
四、电气配线图
张力变频器通过端子进行启停控制，张力方向切换，初始卷径复位，故障输出，故障复位，主驱动线速度给定，电气配线图如下：
说明：编码器PG输出为集电极开路信号，端子上A+和B+都短接到+5C 端子
五、参数设置
张力专用型变频器，参数设置包括电机参数和编码器设置、端子功能设置、张力专用参数设置及刹车电阻设置。
功能码 | 功能描述 | 设定值 | 设置参数说明 |
P00.00 | 菜单模式选择 | 1 | 显示所有功能参数 |
P02.00 | 电机与模式选择 | 0001 | 带 PG矢量控制，异步电机 |
P02.02 | 运行命令通道选择 | 1 | 端子运行命令通道 |
P02.13 | 加速时间 | 8 | 根据实际情况设定 |
P02.14 | 减速时间 | 5 | 根据实际情况设定 |
P03.00 | 电机额定功率 | 11 | 根据实际情况设定 |
P03.01 | 电机额定电压 | 380 | 根据实际情况设定 |
P03.02 | 电机额定电流 | 21.9 | 根据实际情况设定 |
P03.03 | 电机额定频率 | 60 | 根据实际情况设定 |
P03.04 | 电机额定转速 | 1470 | 根据实际情况设定 |
P04.00 | 速度反馈编码器选择 | 10 | 本地差分编码器 |
P04.01 | PG每转脉冲数 | 1024 | 根据实际情况设定 |
P04.02 | PG旋转方向 | 1 | B超前 A |
P08.20 | 能耗制动使用率 | 100 | 使用率 100% |
P09.00 | 多功能输入端子 X1功能选择 | 1 | 正转 FWD |
P09.01 | 多功能输入端子 X2功能选择 | 109 | 张力方向切换 |
P09.02 | 多功能输入端子 X3功能选择 | 107 | 卷径复位 |
P09.03 | 多功能输入端子 X4功能选择 | 22 | 故障复位 |
P09.20 | 继电器R2输出功能选择 | 16 | 变频器故障 |
P16.01 | LED运行显示参数选择 | 300 | 显示设定张力和卷径 |
P16.02 | LED停机显示参数选择 | 3009 | 显示设定张力和卷径 |
P50.00 | 张力控制选择 | 1 | 开环张力转矩模式 |
P50.01 | 卷曲模式 | 1 | 放卷模式 |
P50.02 | 张力设定选择 | 2 | 数字设定，键盘 UP,DOWN可调 |
P50.13 | 线速度输入选择 | 1 | AI模拟量设定 |
P50.16 | 最大线速度 | 200 | 主驱动变频器输出最大频率时系统的线速度 |
P50.17 | 卷径计算最小线速度 | 20 | 低于此线速度，不计算卷径 |
P50.18 | 卷径来源选择 | 1 | 线速度计算 |
P50.19 | 最大卷径 | 600 | 根据实际情况设定 |
P50.20 | 空心卷径 | 95 | 根据实际情况设定 |
P50.21 | 卷径滤波时间 | 20 | 卷径计算的滤波时间 |
P50.30 | 初始卷径选择 | 0 | 数字设定，键盘 UP,DOWN可调 |
P50.34 | 当前卷径 | 根据实际情况设定 | |
P50.36 | 机械传动比 | 1.36 | 根据实际情况设定 |
P50.44 | 高速力矩补偿系数 | 20 | 设置高速摩擦补偿转矩系数 |
P50.67 | AI1张力功能选择 | 23 | 线速度输入 |
六、结束语
张力型专用变频器，对张力有很好的控制精度，在该客户复合机生产线 200m/min的线速度下张力控制效果良好，替代了客户原来采用的三菱磁粉离合器加三菱张力控制器的方案，为客户节约了成本并解决了线速度高时磁粉离合器发热严重等问题。
