Applicazione del variatore di frequenza
GD350 sulla macchina di laminazione per
il materiale delle batterie al litio

Principio del Dispositivo:

Durante il funzionamento della laminatoia per fogli di elettrodi delle batterie, cruciale per la produzione di batterie al litio, le operazioni di avvio e arresto richiedono un controllo continuo e preciso della velocità senza gradini di entrambi i rulli secondo i requisiti tecnologici. Allo stesso tempo, è essenziale garantire una velocità lineare uniforme tra questi rulli. Il processo di laminazione del foglio di elettrodi della batteria comporta la generazione di forze di attrito tra i rulli e il materiale dell’elettrodo, che viene poi tirato nei rulli rotanti dove subisce deformazioni. Questa laminatoia è composta da due rulli: il rullo superiore che funge da elemento fisso e il rullo inferiore, che è regolabile. Meccanismi idraulici regolano le impostazioni di distanza e pressione tra questi rulli. Il materiale in ingresso è costituito da pellicole di alluminio rivestite di materiali dell’elettrodo e ha uno spaziatura di circa 820 mm tra i materiali dell’elettrodo non rivestiti. Lo spessore iniziale del rivestimento del materiale in ingresso è di circa 210 μm. Dopo la laminazione, viene mantenuto con attenzione a circa 164-165 μm. È importante sottolineare che l’uniformità dello spessore iniziale del materiale influisce notevolmente sulla conformità dello spessore della laminazione agli standard richiesti. Il motore è collegato ai rulli attraverso giunti universali per completare questo processo cruciale nella produzione di batterie al litio.

Requisiti del Cliente:

A causa di difetti nella attuale strategia di controllo di divisione di frequenza AB, come ad esempio un bilanciamento di potenza insufficiente tra le unità principali e ausiliarie, diverse velocità lineari dei rulli mobili e fissi e problemi durante l’avvio quando i rulli fissi e mobili si incontrano nella transizione del rivestimento della pellicola di alluminio, il cliente ha i seguenti requisiti per una strategia di controllo aggiornata:

1. Il variatore di frequenza deve mantenere la velocità di laminazione con minime fluttuazioni e garantire una robusta coppia di avviamento.
2. Le velocità lineari sia dei rulli mobili che di quelli fissi devono essere uniformi e sincronizzate in tutto il range di velocità.
3. Il variatore di frequenza deve consentire regolazioni di accelerazione e decelerazione in tutto il sistema della laminatoia, con tempi di accelerazione e decelerazione regolati dalla PLC.

Soluzione di Sistema:

In risposta alle esigenze del cliente, proponiamo la seguente soluzione di sistema: (1) Configurazione del motore con encoder. Utilizzando il controllo vettoriale e gli encoder, il variatore di frequenza regola precisamente la velocità di laminazione e garantisce una robusta coppia di avviamento. (2) Integrazione di un variatore di frequenza con una scheda di comunicazione CAN. Questa scheda è essenziale per controllare la velocità di entrambi i rulli e ottenere una velocità lineare uniforme e un rapporto di potenza bilanciato tra i rulli superiori e inferiori. (3) Implementazione di un modulo freno. Il variatore di frequenza è dotato di un modulo freno per soddisfare i requisiti di arresto rapido di tutta la laminatoia.

Vantaggi di questa Soluzione:

Con l’implementazione della strategia di controllo Invt Master-Slave:

• Semplificazione del controllo del dispositivo:Il variatore di frequenza Master reagisce in modo fluido a un segnale di avvio dalla PLC e imposta i tempi di accelerazione e decelerazione a zero. Questi intervalli di tempo sono ora controllati con precisione dalla segnalazione analogica della velocità della PLC. L’unità Slave segue senza soluzione di continuità le variazioni di velocità del Master.
• Semplificazione della sincronizzazione della configurazione del dispositivo Master-Slave:Il processo richiede ora meno passaggi per la risoluzione dei problemi di sincronizzazione. Un insieme minimo di parametri è necessario per la risoluzione dei problemi, e questi parametri si distinguono per una notevole coerenza e una riproducibilità facile.
• Aumento della stabilità della produzione:Il sistema garantisce una significativa disponibilità di coppia, specialmente a basse frequenze, prevenendo efficacemente instabilità di coppia durante la fase di avvio tra i due fogli di elettrodi. Il controllo a bassa frequenza contribuisce alla stabilità complessiva e facilita la precisa misurazione dello spessore dei fogli di elettrodi a basse velocità, riducendo la produzione di fogli di elettrodi non conformi.
• Aumento significativo dell’efficienza produttiva:Le velocità lineari dei rulli mobili e fissi sono continuamente sincronizzate in tutto il range di velocità. Questa sincronizzazione conferisce alla laminatoia la flessibilità di apportare regolazioni di velocità all’interno del range di velocità specificato, portando a un aumento significativo dell’efficienza produttiva.

Riepilogo:

L’implementazione della soluzione di controllo Invt GD350 CAN Master-Slave nella laminatoia per fogli di elettrodi delle batterie al litio si è dimostrata estremamente efficace. Utilizzando il variatore di frequenza per controllare i rulli tramite la tecnologia di controllo CAN Master-Slave, sono stati notevolmente migliorati vari aspetti delle prestazioni. In particolare, è stata potenziata la stabilità del controllo a bassa frequenza e sono state garantite velocità lineari uniformi sia dei rulli mobili che fissi in tutto lo spettro di frequenze. Questa soluzione consente efficacemente alla laminatoia di operare a velocità variabili, rafforzando il suo ruolo chiave nella produzione completa di batterie al litio.