Точная синхронизация скорости двигателей с преобразователями частоты YASKAWA GA500 и GA700

В данной статье мы хотим обратить ваше внимание на встроенные в преобразователи частоты YASKAWA возможности по точной синхронизации (согласованию) скоростей нескольких электродвигателей, в том числе и с разными передаточными соотношениями.

Новые серии ПЧ GA700 и GA500

Общие сведения

Задачи синхронизации скоростей исполнительных механизмов с различными передаточными соотношениями широко распространены в промышленности:

• для обеспечения равномерности подачи материалов и продукции: подающие конвейера и шнеки;
• в системах перемотки и намотки материалов: текстильное, полиграфическое, упаковочное и тому подобное оборудование;
• формообразующее оборудование: экструдеры и прокатные станы различного типа.

Преобразователи частоты YASKAWA обеспечивают высокую точность задания и контроля скорости вращения электродвигателей, которая в сериях GA700 и GA500 может достигать 0,01 Гц, при соответствующем качестве мотора. Современные векторные алгоритмы управления двигателями, используемые ПЧ серий GA позволяют обеспечить максимальную быстроту реакции на изменение нагрузки для поддержания скорости в любых задачах.

YASKAWA ПЧ GA500 изменение скорости при ударном изменении нагрузки

Для такой точности и диапазона частот (до 590 Гц) аналогового задания скорости уже недостаточно, поэтому используется или частотное задание (до 32 кГц), или цифровое по промышленным протоколам CANopen, CC-link, DeviceNet, EtherCat, Ethernet/IP, MECHATROLINK, Modbus, Powerlink, PROFIBUS-DP, Profinet. Так же при таком задании сигнал менее подвержен помехам, что повышает точность управления и уменьшает количество сбоев в работе.

Синхронизация скорости при использовании частотного сигнала

В отличии от многих других частотников, ПЧ YASKAWA имеют не только частотный вход для задания скорости с возможностью масштабирования сигнала, но и настраиваемый частотный выход, на который можно дублировать приходящее на ПЧ задание или передавать реальную скорость двигателя. Это позволяет легко обеспечить синхронизацию скоростей при последовательном (каскадном) и параллельном подключении группы преобразователей частоты. Транзисторный частотный выход позволяет подключать параллельно до четырех преобразователей серий GA.

Последовательная (каскадная) схема синхронизации скорости

Параллельная схема синхронизации скорости

Список параметров ПЧ на которые нужно обратить вынимание при настройке:

1. Параметр b1-01 определяет из какого источника (пульт, сети, входы) ПЧ будет получать задание частоты. В случае частотного задания скорости в нем нужно установит значение 4, при сетевом задании 2 или 3;
2. Параметр H6-01 определяет назначение частотного входа RP. Для задания скорости ПЧ через RP в нем нужно установить значение равное 0;
3. Параметр H6-02 отвечает за соответствие частоты входного сигнала RP скорости и может быть использован в качестве электронного редуктора. Например, при подаче на вход RP сигнала с частотой 24000 Гц при установленном параметре H6-02 = 24000 преобразователь выдаст 100 % задания, что по умолчанию соответствует 60,00 Гц и коэффициент пересчет в этом случае равен 1/400;
4. В параметр H6-03 задается при необходимости смещение входного сигнала RP. Например, при необходимости изменения скорости в ведомом не в n раз, а на m Гц или об\мин;
5. Параметр H6-07 отвечает за соответствие частоты выходного сигнала MP скорости и может быть использован в качестве электронного редуктора. Например, при скорости 60,00 Гц (100%) и при установленном параметре H6-07=18000 на выходе MP сигнала с частотой 18000 Гц, что соответствует коэффициенту усиления равному 300;
6. В параметр H6-07 задается при необходимости смещение входного сигнала RP;
7. Параметр H6-06 определяет назначение частотного выхода MP. Для получения на выходе входного задания пропорционального RP в нем нужно установить 102, для пропорционального реальной скорости двигателя 105.

Задание скорости и опрос состояний ПЧ по сетевым протоколам при синхронизации

Задание скорости для ведущего (Master) ПЧ может быть, как частотное, так и по цифровому протоколу. Ведомые (Slave) ПЧ, не смотря на то что задание скорости идет по частотному сигналу, могут опрашиваться по цифровым протоколам для диагностики и изменения параметров (например, передаточного соотношения) с основной системы управления. В этом случае проектировщикам так же будет интересна функция, когда, используя одну плату, установленную в ведущий ПЧ, мы можем получать данные еще с четырех ПЧ GA подключенных к нему по встроенному порту RS485 (Modbus RTU).

Пример схемы с заданием скорости по сетевому протоколу

Описанные возможности, дополненные функцией Droop Control и встроенным контроллером ПЧ YASKAWA c ПО DriveWorksEZ, позволяют решить основной объем задач, связанных с точной синхронизацией скоростей электродвигателей без привлечения дополнительного оборудования, то позволяет сократить стоимость системы управления и ускорить процесс проектирования.

В случае решения задач, связанных с синхронизации (согласованием) положения валов двигателя нужно использовать преобразователи частоты с дополнительным ПО (прошивкой) «Электронный вал\ Electronic Line Shaft».