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(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)力矩平衡，增強了系統(tǒng)的精確性和穩(wěn)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(fā)展。

關(guān)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(wěn)定、節(jié)能環(huán)保、性價比高，在汽車制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著汽車制造工藝的不斷發(fā)展，很多應(yīng)用場合要求兩臺變頻器轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速同步，如四柱式升降機、同步輸送等應(yīng)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(diào)速特性均不佳。主從控制是為多電機傳動系統(tǒng)設(shè)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(zhuǎn)矩控制能力的矢量控制和直接轉(zhuǎn)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(gòu)之間建立合理的負載分配關(guān)系，充分發(fā)揮各電動機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行實時控制。同時，該變頻器內(nèi)置的以太網(wǎng)接口可以直接連接另外一臺變頻器組成主從控制系統(tǒng)。主從變頻器均包含16個雙字輸入，16個雙字輸出數(shù)據(jù)寄存器用于同步數(shù)據(jù)交換。這樣，主變頻器就可以將命令字、速度給定值等數(shù)據(jù)實時傳送給從變頻器，使得主從變頻器同時響應(yīng)。

除了基礎(chǔ)的命令字、速度源等數(shù)據(jù)外，還可以將邏輯處理結(jié)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(jīng)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(shè)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(yīng)該采用速度跟隨方式，在這種情況下，機械結(jié)構(gòu)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(tǒng)的力矩平衡性。

由于轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)，運算結(jié)果疊加到從變頻器的速度上以實現(xiàn)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(shù)設(shè)置

基于上述控制原理，主從變頻器采用速度同步，并考慮轉(zhuǎn)矩平衡。主從變頻器的主要參數(shù)設(shè)置如表1和表2。

4 結(jié)束語

在工業(yè)現(xiàn)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(jù)主機轉(zhuǎn)矩電流再進行PID調(diào)節(jié)，可以更好的實現(xiàn)負載的均勻分配，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]王樹.交流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[M].北京工業(yè)出版社，2005.

[2]李友泉.基于PLC和變頻器的多電機速度同步控制[J].制造業(yè)自動化，2008，22（3）：55-60.