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★ 深圳市英威騰電氣股份有限公司 瞿傳雷

關(guān)鍵詞：

鋰電；輥壓機(jī)；GD350；主從控制

1應(yīng)用場景

隨著2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)的提出，鋰電池行業(yè)迎來了較大的發(fā)展機(jī)遇。鋰電池的生產(chǎn)會(huì)用到正負(fù)極片，而輥壓機(jī)則負(fù)責(zé)把前端正負(fù)極鋁箔涂抹的電極材料進(jìn)行壓實(shí)以增大材料密度。

2設(shè)備原理

電池極片輥壓機(jī)在啟停過程中，根據(jù)工藝需要，必須對兩只軋輥進(jìn)行無級(jí)變速，同時(shí)確保兩只軋輥的線速度一致。電池極片的軋制是軋輥與電池極片之間產(chǎn)生摩擦力，把電池極片拉進(jìn)旋轉(zhuǎn)的軋輥之間，電池極片受壓變形的過程。

輥壓機(jī)包含上下兩個(gè)軋輥，上邊為定輥下為動(dòng)輥，通過液壓調(diào)節(jié)動(dòng)輥來調(diào)節(jié)兩軋輥之間的間隙和壓力。來料為鋁箔涂覆極性材料，鋁箔涂覆長度每約820mm間隔有10mm不涂覆極性材料。來料涂覆厚度約210μm，通過輥壓機(jī)后厚度保持在164～165μm左右，來料厚度的均勻度直接影響輥壓后的厚度是否達(dá)標(biāo)。電機(jī)和軋輥之間通過萬向聯(lián)軸器連接。

3客戶需求

由于原AB分頻控制方案存在主從機(jī)功率平衡度較差、動(dòng)輥和定輥的線速度不一致、定輥和動(dòng)輥處于鋁箔涂料接縫處時(shí)啟動(dòng)困難等問題，所以客戶對新的控制方案提出以下需求：

（1）要求變頻器控制軋輥運(yùn)行速度波動(dòng)小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。

（2）在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)動(dòng)輥和定滾運(yùn)行線速度要一致，運(yùn)行功率平衡。

（3）變頻器需適應(yīng)整個(gè)輥壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行加減速的調(diào)節(jié)，加減速時(shí)間受PLC調(diào)節(jié)。

4英威騰系統(tǒng)方案

4.1系統(tǒng)解決方案

（1）電機(jī)配置編碼器。變頻器采用矢量閉環(huán)控制，配合編碼器對軋輥運(yùn)行速度進(jìn)行精確控制和保證啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

（2）變頻器配置CAN通訊卡。用于兩臺(tái)軋輥的速度控制，以達(dá)到上下軋輥的線速度一致和功率平衡。

（3）配置制動(dòng)單元。變頻器配置制動(dòng)單元，以滿足軋輥配合整條產(chǎn)線的快速停機(jī)要求。

4.2方案系統(tǒng)圖

4.3方案配置表

表1電機(jī)參數(shù)

減速機(jī)：減速比29.95

表2變頻器配置

5方案優(yōu)勢

在使用英威騰主從控制方案之后:

（1）設(shè)備控制更簡單。變頻器主機(jī)接收PLC啟動(dòng)信號(hào)，加減速時(shí)間均為0，加減速時(shí)間受PLC模擬量給定速度的變化速度進(jìn)行控制，從機(jī)跟隨主機(jī)變化而變化。

（2）設(shè)備主從同步調(diào)試步驟更少。在進(jìn)行設(shè)備主從同步調(diào)試時(shí)，只需幾個(gè)參數(shù)就能解決，參數(shù)可復(fù)制性強(qiáng)。

（3）生產(chǎn)穩(wěn)定性高。低頻輸出轉(zhuǎn)矩大，不會(huì)出現(xiàn)在兩極片間隔位置啟動(dòng)時(shí)力矩不穩(wěn)拉扯壞極片的情況。同時(shí)低頻控制更穩(wěn)定，在低速狀態(tài)下檢測極片輥壓厚度更方便，減少不合格極片的產(chǎn)出。

（4）生產(chǎn)效率大幅度提升。全頻率段動(dòng)輥定輥運(yùn)行線速度保持一致，可在系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速內(nèi)任意調(diào)節(jié)軋輥運(yùn)行速度，大大提高了客戶的生產(chǎn)效率。

6結(jié)語

此GD350CAN主從控制方案在鋰電池極片輥壓機(jī)上已成功應(yīng)用。通過軋輥控制變頻器進(jìn)行CAN主從控制技術(shù)的使用，讓客戶關(guān)注的低頻控制穩(wěn)定度、全頻率段動(dòng)輥和定輥線速度的一致性等性能，得到大幅度提升。保障設(shè)備在任意調(diào)節(jié)速度的情況下，軋輥可以良好運(yùn)行。該方案保障了輥壓機(jī)作為整條鋰電池生產(chǎn)線的一個(gè)重要設(shè)備成功運(yùn)行。

精彩對話：

深圳市英威騰光伏科技有限公司總經(jīng)理任衛(wèi)峰

自動(dòng)化博覽：在綠色低碳領(lǐng)域，英威騰主要有哪幾類產(chǎn)品？應(yīng)用到哪些環(huán)節(jié)？取得了哪些突出成績？

任衛(wèi)峰：英威騰光伏板塊，主要有并網(wǎng)逆變器、儲(chǔ)能逆變器、離網(wǎng)逆變器這三類產(chǎn)品。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏逆變器可以將光伏（PV）太陽能板產(chǎn)生的可變直流電壓轉(zhuǎn)換為市電頻率交流電（AC）的逆變器，可以反饋回商用輸電系統(tǒng)，或是供離網(wǎng)的電網(wǎng)使用。自涉足這個(gè)領(lǐng)域，英威騰光伏自主研發(fā)生產(chǎn)的逆變器產(chǎn)品已經(jīng)銷往全球100多個(gè)國家和地區(qū)，解決用戶的用電問題，且綠色低碳，具有很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

自動(dòng)化博覽：目前，用戶在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)方面亟待解決的痛點(diǎn)問題是什么？英威騰的產(chǎn)品/方案將如何幫助用戶？

任衛(wèi)峰：痛點(diǎn)問題主要可能還是成本、意識(shí)和“綠色家庭”的創(chuàng)建。光伏產(chǎn)品的安全與效能直接關(guān)系到用戶的體驗(yàn)和成本，英威騰有20年的技術(shù)底蘊(yùn)，多年來不吝研發(fā)投入，通過產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新來促進(jìn)發(fā)電效率的提升和度電成本的降低。另外，國家雙碳目標(biāo)的提出，對于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系，推動(dòng)能源體系綠色低碳轉(zhuǎn)型，提升全社會(huì)公眾低碳意識(shí)起到至關(guān)重要的作用。英威騰光伏的用戶產(chǎn)品方案順勢推出，符合市場需求，光伏發(fā)電+家庭能量管理，便捷的綠色清潔能源，每一個(gè)用戶，每一個(gè)家庭，都將參與到雙碳目標(biāo)戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。

自動(dòng)化博覽：英威騰在綠色低碳領(lǐng)域的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢是什么？應(yīng)用了哪些先進(jìn)技術(shù)？

任衛(wèi)峰：在低碳領(lǐng)域，英威騰光伏聚焦戶用和工商業(yè)光伏和儲(chǔ)能產(chǎn)品解決方案。產(chǎn)品以高性價(jià)比、高可靠性作為設(shè)計(jì)理念，同時(shí)采用高效調(diào)制算法，提高運(yùn)行效率和發(fā)電量，提升發(fā)電收益。支持智能化的AFCI模塊，防止直流拉弧，確保發(fā)電安全可靠。

自動(dòng)化博覽：您怎么看我國政府的“30·60”雙碳目標(biāo)？您看到哪些潛在機(jī)會(huì)？

任衛(wèi)峰：雙碳目標(biāo)的提出是我國的重大戰(zhàn)略決策。我國是全球碳排放總量最大的國家，預(yù)計(jì)2030年人均GDP為25美元，二氧化碳峰值控制在120億噸左右。據(jù)此計(jì)算2030年我國經(jīng)濟(jì)總量要翻一番，但碳排放總量僅增加20%，這對各行各業(yè)的壓力都比較大。那么“雙碳”目標(biāo)就意味著未來的重點(diǎn)工作是開發(fā)和利用清潔能源，并提前布局儲(chǔ)備各種節(jié)碳技術(shù)、節(jié)水、節(jié)電、節(jié)油。

潛在商業(yè)機(jī)會(huì)：（1）新能源成為能源發(fā)展的航向標(biāo)；（2）能源租賃模式推動(dòng)市場的發(fā)展，特別是戶用市場再次備受追捧；（3）在雙碳目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，碳指標(biāo)成為企業(yè)節(jié)能減排，降低碳排放的重要途徑；（4）儲(chǔ)能市場將成為未來之星。

自動(dòng)化博覽：在踐行雙碳目標(biāo)方面，英威騰有何規(guī)劃？

任衛(wèi)峰：光伏新能源是英威騰的重要業(yè)務(wù)板塊，雙碳目標(biāo)下，新能源裝機(jī)量不斷增加是必然趨勢。我們也會(huì)持續(xù)投入研發(fā)力量在光伏產(chǎn)品上。目前，英威騰光伏自主研發(fā)的全系列升級(jí)版并網(wǎng)逆變器已經(jīng)陸續(xù)推向市場；隨著新型儲(chǔ)能商業(yè)模式加速落地，儲(chǔ)能產(chǎn)品及方案的全新開拓也將是我們的重中之重。

挑戰(zhàn)和機(jī)遇總是并存的。英威騰光伏正處在一個(gè)快速發(fā)展且前景廣闊的賽道上，這是我們的幸運(yùn)，英威騰也將不忘初心，堅(jiān)持發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，做好產(chǎn)品，服務(wù)市場，為雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)一己之力。A

參考文獻(xiàn)：

[1]深圳市英威騰電氣股份有限公司.Goodrive35系列變頻器產(chǎn)品說明書[Z].

摘自《自動(dòng)化博覽》2022年8月刊