Синхронизация 2-х эл.двигателей

[ANDR]

Добрый день!
Нужна консультация по следующему вопросу. Задача состоит в синхронном управлении двумя двигателями типа АИР 180 Вт и 250 Вт (2800 об/мин). Выбор пока остановил на частотниках VFD-E 002 и 004 соответственно - есть векторное управление (т.к. момент нагрузки может меняться) и возможность подключения энкодеров (см. ниже), а также радует питание от однофазной сети 220 В).

Режим работы двигателей циклический:
- 0,5 секунд разгон,
- 20...40 секунд (устанавливается пользователем) основной цикл на частоте 50 Гц (желательно с точность не хуже 0,1 Гц, а лучше - еще точнее),
- затем пауза в интервале 15...30 секунд.

После этого весь цикл повторяется в течение рабочей смены (с управлением от внешнего контроллера).
А теперь сам вопрос - можно ли достичь (естественно, с применением энкодеров на каждом двигателе) угловых отклонений валов в пределах, не превышающих 5 градусов в каждом рабочем цикле? Меня интересуют как мгновенные значения отклонений по углу, так и общее отклонение за весь рабочий цикл. Выполнима ли такая задача на асинхронных двигателях (привлекает низкая цена) или без синхронного привода не обойтись?
И правильно ли произведен выбор преобразователей частоты?
Спасибо!

[Sergey666]

?1.Вы подключаете энкодер к валу двигателя или к валу исполнительного мех-ма , скажем редуктора.
А вообще при подборе подобных конфигураций надо учитывать разрешающую частоту по входу контроллера , кол-во импульсов на оборот энкодера, да и тип энкодера , а также скорость вращения контролируемого мех-ма.В частотниках VFD-E есть встроенный ПЛК И есть возможность установки дополнительной платы энкодера.Так что можете попробовать .Я реализовывал подобный режим на асинхронном двигателе с использованием такого частотника ,но без задачи угловой синхронизаци .

[AVit]

На оборудовании которое мне приходилось обслуживать подобное решение выглядело так:
Два асинхронных двигателя были оснощены энкодерами установленными на валу двигателей. Один из частотников являлся ведущим, второй ведомым. Сигнал энкодера ведущего двигателя подавался как на ЧРП ведущего двигателя так и на ЧРП ведомого (частотники имели 2 входа для подключения энкодера и 1 выход и это был Lenze), получается ведомый привод получал как сигналы энкодера ведущего привода , так и ведомого и синхронизировался по этим сигналам. Скорость задавалась ведущим приводом.

В вашем случае, при использовании Дельты, можно взять доп платы энкодеров, а синхронизироваться аналоговым сигналом 0-10в от выхода ведущего привода на вход ведомого. Только необходимо проверить позволит ли встроенный ПЛК это сделать..., да и хватит разрядности ЦАП/АЦП чтобы произвести точную синхронизацию.

[ANDR]

Энекодеры предполагается устанавливать непосредственно на вал двигателя. Скорость вращения вала - около 3000 об./мин. Собственно, мне и рекомендовали VFD-E для моей задачи. И рекомендации по подключению энкодеров (и режима ведущий-ведомый) были такие, как указал в своем ответе AVit. Правда, о синхронизации по аналоговому входу не было сказано ни слова... В целом все вырисовывалось достаточно красиво, но продавец-консультант в основном теоретизировал (типа, вроде, должно получиться), а по поводу практической реализации у него, похоже, опыта не было (как мне показалось). Я же с частотниками вообще раньше не связывался, поэтому и постучался в форум...
Основная сложность на мой взгляд - это достаточно точная синхронизация по углу ( общее отклонение не должно превышать 5 градусов). Хотелось бы услышать слова о реальных цифрах, получаемых на практике при синхронизации 2-х асинхронных двигателей. Естественная альтернатива - это синхроприводы. Но там цена "кусачая". Поэтому и надеюсь получить рекомендации специалистов о реалистичности (или невозможности) применения приводов типа VFD-E (или аналогичных) для решения своей задачи.
P.S. Собственно, в предполагаемой конструкции есть возможность подключить энкодеры в валу, вращающемуся с частотой в 4 раза выше, чем сам двигатель. Это упростит задачу или наоборот - усложнит ее выполнение?

[AVit]

Собственно, мне и рекомендовали VFD-E для моей задачи. И рекомендации по подключению энкодеров (и режима ведущий-ведомый) были такие, как указал в своем ответе AVit. Правда, о синхронизации по аналоговому входу не было сказано ни слова...

Синхронизация как бы она реализована не была, определенно нужна, если вы хотите реализовать такую точность какую вы задумали (прикинул тут это 4*10^-4 % за один рабочий ход). Использование VFD совмесно с энкодерами обеспечит только точное регулирование по скорости вращения, но не по положению валов двигателя, тем более если нагрузка на двигателях разная. Скорее всего VFD для этого не подойдет как и любой другой частотник этого ценового диапазона. Лучше остановиться на специализированных системах позиционирования ИЛИ шаговых двигателях, которые оптимальны для управления в задачах позиционирования.

В целом все вырисовывалось достаточно красиво, но продавец-консультант в основном теоретизировал (типа, вроде, должно получиться), а по поводу практической реализации у него, похоже, опыта не было (как мне показалось).

Продавец и не должен иметь такой опыт у него должны быть несколько иные данные.... Он может вам только посоветовать, но однозначно принимать его слова за истину без собственных расчетов не стоит. У консультанта можно только уточнить некоторые параметры оборудования, но не более. Идея и реализация должна быть чисто ваша.
Я бы чесно говоря при ограниченном бюджете за такое бы не взялся, хотя опыт эксплуатации и разработки систем с ЧРП есть...

P.S. Собственно, в предполагаемой конструкции есть возможность подключить энкодеры в валу, вращающемуся с частотой в 4 раза выше, чем сам двигатель. Это упростит задачу или наоборот - усложнит ее выполнение?

Это повлечет за собой удорожание оборудования еще больше.

ЗЫ: Подумайте на счет шаговых двигателей, это будет дороже чем асинхронники, но дешевле чем специализированные сервосистемы.

ЗЫЫ: если все таки надумаете использовать асинхронники, то проверьте можно ли подключить к частотнику тормозные резисторы, иначе при использовании повышающего редуктора будете иметь большой момент при торможении , что приведет к зашитному отключению частотника по превышению напряжения за счет регенерации
Насколько мне помнится VFD-E это не позволяет.

[ANDR]

Скорее всего VFD для этого не подойдет как и любой другой частотник этого ценового диапазона. Лучше остановиться на специализированных системах позиционирования ИЛИ шаговых двигателях, которые оптимальны для управления в задачах позиционирования.

По поводу VFD начинаю соглашаться... А есть шаговые двигатели, обеспечивающие частоту вращения порядка 3000 об./мин и имеющие при такой частоте момент на валу порядка 0,5...0,6 Н.м? Буду признателен за любую информацию! Скорее, это синхроприводы - и я над их применением уже задумываюсь...

Я бы чесно говоря при ограниченном бюджете за такое бы не взялся, хотя опыт эксплуатации и разработки систем с ЧРП есть...

Т.е., сделать такой привод (с такой точностью слежения по углу) действительно реально для асинхронных двигателей? Но не станет ли такая система эквивалентна по цене современным синхроприводам?

[AVit]

А есть шаговые двигатели, обеспечивающие частоту вращения порядка 3000 об./мин и имеющие при такой частоте момент на валу порядка 0,5...0,6 Н.м?

например вот такие http://www.electroprivod.ru/a-privod.htm , но на счет максимальных оборотов необходимо уточнить у продовца. Контроллер идуший в коммплекте позволяет дать 10000Гц при шаге 1.8 градуса это как раз 3000 об/мин , надо только проверить чтобы ШД мог принять такую частоту без пробуксовки ...

Т.е., сделать такой привод (с такой точностью слежения по углу) действительно реально для асинхронных двигателей? Но не станет ли такая система эквивалентна по цене современным синхроприводам?

Синхронизировать по скорости врашения (частоте) при использовании энкодера на валу двигателя возможно без значительных проблем на значение не более 0.05% при изменяющейся нагрузке (из инструкции к какому уже не помню ЧРП) , но как я прикинул вам это будет недостаточно т.к. это 1.5 оборота при 3000 об/мин, да и не про скорость речь. А по углу поворота вала...может пересмотреть систему управления и сделать по принципу возмущения при котором ведущий частотник будет его создавать , а ведомый компенсировать, тогда может и с асинхронниками получится... Чем вообще управляем? сложно что либо советовать.

[i2000]

ANDY - я сомневаюсь, что у какого-нибудь продавца будет практический опыт решения подобных задач с помощью ЧРП.

Потому что ЧРП для этого не предназначены.

Тут правильно затронули вопрос по поводу торможения. У Delt-ы есть режим, когда в случае перенапряжения в звене постоянного тока, движок перестанет тормозиться, но частотник не выключится по ошибке. Но это приведет стопудово к рассинхронизации при набросе нагрузки на одном из движков.

Вобщем правильно вам все сказали, включая продавца - берите или сервопривод или шаговый двигатель.

ЗЫ. Шаговый также нужно чем-то управлять, 10-ки кГц выдавать, может потребоваться по кривой разгонять/тормозить, ключи, ШИМ-ы и прочее....
Кстати, шаговый нужно раскрутить до 3000 оборотов. На тот, что вам советовали - там при шаге 1.8 град нужно подавать 10 кГц , что есть максимумом для предлагаемого привода.


Я голосую за готовую сервосистему той же Дельты - это одни из самых недорогих из качественных. Тем более сервосистемы Дельты делаются полностью на Дельтовском заводе в Японии.