一种高压变频器的主从控制方法与流程

本发明涉及高压变频器技术领域，尤其涉及一种高压变频器的主从控制方法。

背景技术：

高压变频器是通过有效控制电力半导体器件的通断，将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。因为被拖动电机的转动频率可调，因此负载能有效地节约用电，实现最高的工作效率。

目前，高压变频器恒v/f控制、矢量控制、直接转矩控制、无速度传感器矢量控制等多种控制方式，在面向皮带机、管带机等恒转矩负载时，由于需要多个电机共同驱动同一负载，经常需要多台变频器的主从控制，从而实现多个电机的同步运转。

传统的主从控制方式，一般是采用主机速度控制、从机转矩跟随的策略。由于转矩响应滞后的原因，速度同步精度不高，应对大负荷重载启动时，易造成皮带的拉伸或堆积，严重时造成皮带断裂，从而无法满足某些高精度同步控制场合的要求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种高压变频器的主从控制方法。

具体技术方案如下：

一种高压变频器的主从控制方法，适用于高压变频器的控制系统中，其中，具体包括以下步骤：

步骤s1、提供一主机变频器与一从机变频器，所述从机变频器通信连接所述主机变频器；

步骤s2、所述主机变频器接收所述控制系统发送的速度指令，并对所述速度指令进行初步处理；

同时，向所述从机变频器同步发送初步处理之后的所述速度指令，以同步控制所述从机变频器的速度；

步骤s3、所述主机变频器通过一主机速度调节器获取主机速度检出值，所述从机变频器通过一从机速度调节器获取从机速度检出值，并将所述从机速度检出值反馈至所述主机变频器；

步骤s4、所述主机变频器接收所述从机速度检出值，并根据所述主机速度检出值以及转矩补偿指令对所述从机速度检出值进行计算，以输出一补偿结果；

步骤s5、所述主机变频器将所述计算结果发送至所述从机变频器，以对所述从机变频器的转矩指令进行补偿。

优选的，所述主机变频器采用无速度传感器矢量控制方式调节。

优选的，所述从机变频器采用无速度传感器矢量控制方式调节。

优选的，所述主机变频器与所述从机变频器通过光纤通讯连接。

优选的，所述主机变频器上设置一主机光转换器。

优选的，所述从机变频器上设置一从机光转化器，所述从机光转换器通过光纤通讯连接所述主机光转换器。

优选的，于所述步骤s2中，所述主机变频器对所述速度指令进行加减速曲线处理。

优选的，于所述步骤s3中，所述转矩补充指令通过以下公式计算得到：

torque_cmp＝2*(i1-i2)/(i1+i2)*ars_out；

其中，

torque_cmp用于表示所述从机变频器的转矩补偿量；

i1用于表示所述主机变频器的电流检出值；

i2用于表示所述从机变频器的电流检出值，其中，i1≠i2；

ars_out用于表示主机速度调节器的输出值。

优选的，所述主机速度调节器的输出值通过以下公式计算得到：

其中，

ars_out用于表示所述主机速度调节器的输出值；

kp用于表示所述主机速度调节器的比例系数；

ki用于表示所述主机速度调节器的积分系数；

用于表示速度设定指令；

n1用于表示所述主机变频器的速度检出估算值。

本发明的技术方案有益效果：提供一种高压变频器的主从控制方法，采用特定的主从控制方法，通过在控制回路中综合考虑速度、转矩的同步控制，并通过高速光纤通讯方式，实时检测并交换主、从电机的速度、转矩等运行数据，保持速度同步，同时进行转矩补偿，最终通过无速度传感器矢量控制，实现主、从电机的高精度同步控制。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明的实施例的高压变频器的主从控制方法的步骤流程图；

图2为本发明的实施例的高压变频器的主从控制方法的无速度传感器矢量控制方式的原理框图；

图3为本发明的实施例的高压变频器的主从控制方法的控制原理框图；

图4为本发明的实施例的高压变频器的主从控制方法的管带机的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明包括一种高压变频器的主从控制方法，适用于高压变频器的控制系统中，其中，具体包括以下步骤：

步骤s1、提供一主机变频器与一从机变频器，从机变频器通信连接主机变频器；

步骤s2、主机变频器接收控制系统发送的速度指令，并对速度指令进行初步处理，例如主机变频器对速度指令进行加减速曲线处理；

同时，向从机变频器同步发送初步处理之后的速度指令，以同步控制从机变频器的速度；

步骤s3、主机变频器通过一主机速度调节器获取主机速度检出值，从机变频器通过一从机速度调节器获取从机速度检出值，并将从机速度检出值反馈至主机变频器；

步骤s4、主机变频器接收从机速度检出值，并根据主机速度检出值以及转矩补偿指令对从机速度检出值进行计算，以输出一补偿结果；

步骤s5、主机变频器将计算结果发送至从机变频器，以对从机变频器的转矩指令进行补偿。

通过上述高压变频器的主从控制方法的技术方案，结合图1-3所示，主机变频器与从机变频器通过光纤通讯进行交互，能够达到主机变频器与从机变频器之间远距离的传输，能够提高数据的传输精度。

进一步地，主机变频器接收控制系统发送的速度指令，并对速度指令进行初步处理，例如主机变频器对速度指令进行加减速曲线处理，同时向从机变频器同步发送初步处理之后的速度指令，以同步控制从机变频器的速度。

进一步地，主机变频器通过主机速度调节器获取主机速度检出值，从机变频器通过从机速度调节器获取从机速度检出值，并将从机速度检出值反馈至主机变频器；进一步地，通过实时检测并交换主机变频与从机变频器的速度等运行数据，能够保持速度同步，能够将主机变频器与从机变频器的速度精度道道1％左右，从启动过程到稳定运行都能达到较好的同步精度。

进一步地，主机变频器接收从机速度检出值，并根据主机速度检出值以及转矩补偿指令对从机速度检出值进行计算，以输出一补偿结果，主机变频器将计算结果发送至从机变频器，以对从机变频器的转矩指令进行补偿。

其中，转矩补充指令通过以下公式计算得到：

torque_cmp＝2*(i1-i2)/(i1+i2)*ars_out；

其中，

torque_cmp用于表示从机变频器的转矩补偿量；

i1用于表示主机变频器的电流检出值；

i2用于表示从机变频器的电流检出值，其中，i1≠i2；

ars_out用于表示主机速度调节器的输出值。

进一步地，主机速度调节器的输出值通过以下公式计算得到：

其中，

ars_out用于表示主机速度调节器的输出值；

kp用于表示主机速度调节器的比例系数；

ki用于表示主机速度调节器的积分系数；

用于表示速度设定指令；

n1用于表示主机变频器的速度检出估算值。

进一步地，采用特定的主从控制方法，通过在控制回路中综合考虑速度、转矩的同步控制，并通过高速光纤通讯方式，实时检测并交换主、从电机的速度、转矩等运行数据，保持速度同步，同时进行转矩补偿，最终通过无速度传感器矢量控制，实现主、从电机的高精度同步控制。采用通用的高压变频器主从控制模式，主、从电机的速度、转矩同步精度在5％左右，采用本发明的高压变频器主从控制方法，主、从电机的速度、转矩的同步精度可达到1％左右，从起动过程到稳定运行都能达到较好的同步精度。

上述技术方案中，作为较优的实施方式，主机变频器与从机变频器采用无速度传感器矢量控制方式调节。

该实施例中，如图2所示，无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上的电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流的目的。这种控制方式调速范围宽，起动转矩大，工作可靠。

在一种较优的实施例中，主机变频器上设置一主机光转换器。

上述技术方案中，作为较优的实施例中，从机变频器上设置一从机光转化器，从机光转换器通过光纤通讯连接主机光转换器。

该实施例中，如图4所示，该管带机项目中包括主机高压变频器、从机高压变频器，其分别连接至ac10kv/50hz的三相电路上，其中主机高压变频器上设置主机光转换器，从机高压变频器上设置从机光转换器，主机光转换器与从机光转换器之间通过多模石英光缆进行传输，即多模石英光缆用于远距离传输用，其中主机光转换器与主机高压变频器通过塑料光纤进行通讯连接，从机光转换器与从机高压变频器通过塑料光纤进行通讯连接。

进一步地，因为管带机的控制精度比较高，客户要求使用高精度的主从控制方式，即采用该高压变频器的主从控制方法可以达到1％的速度同步精度，达到客户要求。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。