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    變頻器如何實現主從控制

    1 主從控制方案概述

    在變頻器的實際使用過程中,經常由于工藝的要求或者變頻器容量的限制,會采用一個傳動設備是由兩個或多個電機驅動共同配合工作的方案,這種情況下,各驅動電機之間需要保證相同的運行速度,以及轉矩的平均分配,為此,我們需要在驅動電機的變頻器上實現需要的速度及轉矩分配控制要求,變頻器的這種應用我們稱之為主從控制應用。

    針對主從控制應用的方案,我們通常在變頻器上采用如下兩種控制方法來實現:

    ·直接轉矩分配

    ·速度偏差與轉矩限幅

    1.1直接轉矩分配

    直接轉矩分配方案主要應用于電機之間是硬連接方式,如齒輪、同軸等,電機之間通過連接器保持相同的轉速。

     在配置直接轉矩控制方式時,需要將主機設定在速度模式工作,從機設定在轉矩模式工作,將主機的轉矩設定值作為從機的轉矩給定值,這樣保證系統運行時,從機轉矩始終與主機一致,同時因為機械結構的原因,從機速度始終與主機相同,這樣就完成了轉矩的分配。

    該方式的特點是,從機轉矩始終跟隨主機轉矩,系統按照主機的速度環運行,轉矩響應比較快。

    1.2速度偏差與轉矩限幅

    速度偏差與轉矩限幅的方案主要應用于電機之間軟連接方式,如皮帶、繩索等,由于是柔性材料產生的耦合關系,電機之間需要有相同的運行速度,同時保證電機力矩的均勻分配,還要有防止連接斷裂時的保護。

    在速度偏差與轉矩限幅方式時,主機從機都工作在速度模式,主從機的速度設定值相同,然后從機在此基礎上附加+/- 百分之5-1百分之0左右的速度偏差(與運行方向有關,附加速度大小由實際情況決定),將主機的轉矩值連接到從機的轉矩限幅上。在啟動后,由于速度偏差的存在,連接的材料迅速拉緊,從機的速度環飽和,輸出的轉矩受轉矩限輻限制,從而保證從機的轉矩跟隨主機的轉矩;從機速度受到連接的牽引,與主機速度相同。當發生斷帶時,主從電機工作在各自的速度環模式下,不會發生飛車現象。

    該模式的特點是,啟動瞬間主機從機的速度環都起作用,張力的建立比較平緩,避免系統產生振蕩。既保證了速度及轉矩的分配,也對系統進行了保護。

    2  S120系統的主從控制方案的配置

    實際使用過程中,根據使用的設備類型不同,常見的有幾種不同的硬件配置方案。

    2.1 CU310主從配置

    使用CU310作為控制單元,主從數據交換可以通過如下兩種方法:

    ·PROFIBUS DP的SLAVE TO SLAVE通訊;

    ·通過TM31端子模塊DI/DO和AI/AO;

    a.PROFIBUS DP連接到PLC上(見圖3),此時可以借助PROFIBUS DP的SLAVE

    TO SLAVE通訊,實現兩個S120設備之間的數據交換

    2.2 CU320主從配置

    使用CU320作為控制單元,主從數據交換可以通過如下幾種方法:

    ·PROFIBUS DP的SLAVE TO SLAVE通訊;

    ·通過TM31端子模塊DI/DO和AI/AO;

    ·Sinamics Link通訊;

    ·TB30端子擴展板的DI/DO和AI/AO;

    ·CU320的多軸直接連接;


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