变频器同步控制解决方案

王晓芳

摘 要：采用PF755系列变频器對两台电机进行同步控制，不但可以高速同步数据，还可以实现力矩平衡，增强了系统的精确性和稳定性。文章针对变频器同步控制方案进行分析，希望能够更好的促进变频器发展。

关键词：主从控制；PF755变频器；同步控制；解决方案

1 变频器同步控制概述

变频器由于性能稳定、节能环保、性价比高，在汽车制造行业得到了广泛的应用，随着汽车制造工艺的不断发展，很多应用场合要求两台变频器转矩或转速同步，如四柱式升降机、同步输送等应用场合等。

同步控制一般包括一拖多控制方式和主从控制方式两种方式，一拖多控制方式采用一台大容量变频器带动多台电机，只能采用压频比的控制方式，低速特性及调速特性均不佳。主从控制是为多电机传动系统设计，每台电机分别由单独的变频器控制，因此，主从控制可以采用具有转矩控制能力的矢量控制和直接转矩控制方法。利用这个高性能的控制算法，可在同步运行的机构之间建立合理的负载分配关系，充分发挥各电动机的转矩输出能力。

2 PF755系列变频器主从控制原理

罗克韦尔自动化PF755系列变频器是一款伺服型、高性能的矢量控制变频器，可以分别对电机转速和转矩进行实时控制。同时，该变频器内置的以太网接口可以直接连接另外一台变频器组成主从控制系统。主从变频器均包含16个双字输入，16个双字输出数据寄存器用于同步数据交换。这样，主变频器就可以将命令字、速度给定值等数据实时传送给从变频器，使得主从变频器同时响应。

除了基础的命令字、速度源等数据外，还可以将逻辑处理结果同步传送给从变频器。PF755变频器支持逻辑运算处理功能（DeviceLogix功能），不经过PLC即可完成简单的逻辑运算，这样可以大大提高主从变频器之间的通讯效率，完成设备之间的信号互锁。（见图1）

图1

当主变频器和从变频器控制的电机轴采用柔性连接时，从变频器应该采用速度跟随方式，在这种情况下，机械结构不能保证同步运行的要求，在考虑采用速度控制方式解决同步的问题时候，同时还要考虑两套系统的力矩平衡性。

由于转矩下垂特性允许主机和从机之间存在微小的速度差，这样从变频器可以将主变频器的输出电流和自身的输出电流进行PID调节，运算结果叠加到从变频器的速度上以实现主从变频器的力矩平衡，其原理框图如图2所示。

图2

3 参数设置

基于上述控制原理，主从变频器采用速度同步，并考虑转矩平衡。主从变频器的主要参数设置如表1和表2。

4 结束语

在工业现场中，针对电机轴采用柔性连接的同步运动场合，采用主从控制是一种最佳的选择方案，同时从机根据主机转矩电流再进行PID调节，可以更好的实现负载的均匀分配，增强系统的稳定性。

参考文献

[1]王树.交流调速系统设计及应用[M].北京工业出版社，2005.

[2]李友泉.基于PLC和变频器的多电机速度同步控制[J].制造业自动化，2008，22（3）：55-60.