變頻器同步控制解決方案

王曉芳

摘 要：采用PF755系列變頻器對兩臺電機進行同步控制，不但可以高速同步數據，還可以實現力矩平衡，增強了系統的精確性和穩定性。文章針對變頻器同步控制方案進行分析，希望能夠更好的促進變頻器發展。

關鍵詞：主從控制；PF755變頻器；同步控制；解決方案

1 變頻器同步控制概述

變頻器由于性能穩定、節能環保、性價比高，在汽車制造行業得到了廣泛的應用，隨著汽車制造工藝的不斷發展，很多應用場合要求兩臺變頻器轉矩或轉速同步，如四柱式升降機、同步輸送等應用場合等。

同步控制一般包括一拖多控制方式和主從控制方式兩種方式，一拖多控制方式采用一臺大容量變頻器帶動多臺電機，只能采用壓頻比的控制方式，低速特性及調速特性均不佳。主從控制是為多電機傳動系統設計，每臺電機分別由單獨的變頻器控制，因此，主從控制可以采用具有轉矩控制能力的矢量控制和直接轉矩控制方法。利用這個高性能的控制算法，可在同步運行的機構之間建立合理的負載分配關系，充分發揮各電動機的轉矩輸出能力。

2 PF755系列變頻器主從控制原理

羅克韋爾自動化PF755系列變頻器是一款伺服型、高性能的矢量控制變頻器，可以分別對電機轉速和轉矩進行實時控制。同時，該變頻器內置的以太網接口可以直接連接另外一臺變頻器組成主從控制系統。主從變頻器均包含16個雙字輸入，16個雙字輸出數據寄存器用于同步數據交換。這樣，主變頻器就可以將命令字、速度給定值等數據實時傳送給從變頻器，使得主從變頻器同時響應。

除了基礎的命令字、速度源等數據外，還可以將邏輯處理結果同步傳送給從變頻器。PF755變頻器支持邏輯運算處理功能（DeviceLogix功能），不經過PLC即可完成簡單的邏輯運算，這樣可以大大提高主從變頻器之間的通訊效率，完成設備之間的信號互鎖。（見圖1）

圖1

當主變頻器和從變頻器控制的電機軸采用柔性連接時，從變頻器應該采用速度跟隨方式，在這種情況下，機械結構不能保證同步運行的要求，在考慮采用速度控制方式解決同步的問題時候，同時還要考慮兩套系統的力矩平衡性。

由于轉矩下垂特性允許主機和從機之間存在微小的速度差，這樣從變頻器可以將主變頻器的輸出電流和自身的輸出電流進行PID調節，運算結果疊加到從變頻器的速度上以實現主從變頻器的力矩平衡，其原理框圖如圖2所示。

圖2

3 參數設置

基于上述控制原理，主從變頻器采用速度同步，并考慮轉矩平衡。主從變頻器的主要參數設置如表1和表2。

4 結束語

在工業現場中，針對電機軸采用柔性連接的同步運動場合，采用主從控制是一種最佳的選擇方案，同時從機根據主機轉矩電流再進行PID調節，可以更好的實現負載的均勻分配，增強系統的穩定性。

參考文獻

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