变频器同步控制原理及港口中的应用分析

李伟

【摘要】 文章首先分析了变频器同步控制的一般原理，进而结合港口翻车机控制系统实例，在分析原控制系统设计方案存在缺陷的基础之上，引入变频器同步控制工作原理，对该翻车机控制系统进行了改造，改造后效果确切，证实了变频器同步控制原理的实践价值。

【关键词】 变频器 同步控制 港口

在大量的电机驱动工程实践应用中，为了确保多个电机负载分配的均衡，电机动作的同步，就需要引入同步控制的工作概念，这对于提高驱动系统的控制精度与稳定性而言都是至关重要的。正确把握变频器同步控制的基本工作原理对于促进其实践价值的发挥有重要意义，望引起重视。本文即针对该问题做系统分析与研究。

一、变频器同步控制原理

对于变频器而言，可以说其是最为常见的变频器控制模式之一。主驱动的控制模式以速度性控制为主，从驱动的控制模式则以转矩控制为主。同步控制可能涉及到的工况有如下几个方面：其一，在变频器主驱动与从驱动的电机轴通过传输带，以柔性方式连接的情况下，两者之间不可避免的会发生一定的速度差。此情况下，传输带自身的张力能够缩短主从电机之间的转矩差距，驱动可以速度控制方式运行，确保转速的稳定与可靠。其二，在变频器主驱动与从驱动的电机轴通过齿轮（或者是链条），以刚性方式连接的情况下，由于连接方式已经排除了发生电机速度差的问题。故而，在从驱动以转矩控制方式运行的过程当中，其可以直接通过输出转矩的方式来维持主驱动负荷水平的平稳，而主驱动则负责以速度控制方式完成控制作业。其三，无论采取的柔性还是刚性连接方式，若主从电机在正常运行状态下无法从机械角度确保转动速度的稳定与一致，对于从驱动而言，除要求以速度控制方式运行以外，还需要支持转矩控制模式，实现变频器在速度控制与转矩控制模式之间的灵活切换。

二、变频器同步控制在港口中的应用

港口二期翻车机系统中每次进行2节车皮的翻卸作业，主要构成结构包括前后梁、平台、底梁、以及端环这几个方面。主体结构直接设置在翻车机回转支撑轮上，受驱动电机的影响执行旋转动作，该港口翻车机通过变频器完成驱动。本设计方案，翻车机运行期间可能存在以下几个方面的问题：其一，主驱动出力以及从驱动出力存在较大的偏差问题，主变频器对应运行电流较从变频器而言明显较高；其二，同样是受主变频器与从变频器受力不均的因素影响，导致变频器相关电器元件使用寿命受到严重不良影响，增大主驱动机械结构受力，加剧磨损，最终导致翻车机驱动常见振动问题；其三，由于变频器的控制模式为转速控制，故无法及时针对驱动力矩的变化做出响应，由此导致翻车机在力矩分配上存在严重的问题，电机正常运行期间还可能发生异常抖动方面的问题。

针对该问题，认为改进设计方案的关键在于：对变频驱动控制系统进行调整与优化。改进的目标在于：提高驱动控制的精度以及控制动作的响应时间。确保主变频器、次变频器对应的电机转动速度完全一致，输出转矩完全一致。故而所采取的设计方案为：其一，从主驱动变频器的角度上来说，运行功率设定为200.0kW，以转矩方式进行控制，速度给定方式为PLC模拟量输出，转矩给定方式为负载以及驱动转矩；其二，从从驱动变频器的角度上来说，运行功率设定为200.0kW，以频率方式进行控制，速度给定方式为力矩计算与机械结构，转矩给定方式为主驱动转矩取值。

变频驱动改造期间，在驱动电机上增设了独立运行的测速编码器，同时采取软件形式设定变频器参数并进行调整。同时，从机械对称的角度上来说，将所对应的编码器接线线路进行对换处理，借助于此种方式确保变频器所检测得出的电机旋转方向与实际方向完全一致，降低运行期间发生编码器错误的故障。通过以上改造，该港口翻车机运行平稳，未再次发生电机抖动方面的问题。变频器输出电流基本一致，能够伴随工作负载变化对应发生变动，证实改造效果确切。

三、结束语

总而言之，变频器同步控制需要在电机负载连接以及控制精度的灵活选择上来实现。通过对变频器同步工作原理的严格控制，能够使包括港口在内的各种设备驱动系统对变频器的应用更加可靠与稳定。

参 考 文 献

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