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摘 要：为了使变频器设备控制电机能达到良好的同步控制以及主从控制效果，应认识到同步控制以及主从控制的重要性，并能結合变频器设备运行特点以及控制操作需要，制定科学的控制方案。本文就变频器设备控制电机实现主动控制以及同步控制的措施进行了分析。
关键词：变频器；电机设备；同步；主从控制
在变频器设备应用，有时需要多台电机设备能实现高效的同步控制或者是主从控制，而在变频器设备不断应用中，逐渐发展出多种控制方式能达到这一目标，让工作人员能结合实际情况进行灵活选择。
1 开环类型同步控制方式
变频器设备在出厂的时候通常都是开环系统，并且在变频器设备运行未超过其实际输出功率以及负载转矩数值的时候，变频器设备能达到频率值状态，变频器设备和电机组件所组成的能让电机设备的实际输出矩阵数值通过内部算法来实现自动调整，并和负载转矩数值保持稳定平衡。因此当变频器设备处于开环状态的时候，变频器设备通过运行转动差值补偿功能以及转矩数值提升功能的发挥，也能让变频器设备既定的运行值。在具体的使用中有多种方式，可以结合实际情况进行灵活的选择。
1.1 共电位形式
一般的变频器设备当中都有0伏到5伏类型或者是0伏到10伏类型的频率设定端子，在向各个变频器设备当中端子部件施放相同大小电位的时候，也就能达到同步控制的效果。这种共电位类型的同步控制在实际使用中有着构成简单的优势，并且不需要为系统提供独立的供电电源，但这种供电方式的不足则是实际连线距离有限。
1.2 电流环链路类型控制形式
这种电流环链路类型控制形式在实际运用中有着结构简单的优势，能满足用户远距离输电方面的需要，并且这种电路还具有抗干扰能力强的优势，能在大部分环境中保持稳定的运行状态。但在这种控制模式使用阶段中，由于需要对每一台变频器设备进行相应的调整，因此会导致工作量增加，使得这种控制在实际使用中较为麻烦，影响了电流环链路类型控制模式的运用、发展。
1.3 外力辅助类型的同步控制方式
火力类电厂当中上煤机设备牵引系统当中，运煤车辆通常包括有四个小轮子，如果小车当中轮子间实际跨度较大，并且希望各个轮子均能独立驱动。那么就可以利用轨道摩擦力具有的平衡作用，使用一个变频驱动设备来对四台异步电机设备进行驱动，这样也就在实现了同步控制。
2 闭环类型控制同步方式分析
存在上机位的变频器设备交流调速系统当中，同步控制有着多种类型组成方式。在使用内置类型PID的时候，可以借助变频器设备当中的PID功能来实现闭环控制。如果所使用的变频器设备没有内置类型PID的时候，则可以通过变频器设备外部闭环来达到目标，闭环节点需要放置到变频器设备的外。而在存在上机位的变频器设备调速系统当中，需要通过上机位来实现闭环控制算法，之后在将相应的信号传输给变频器设备。
2.1 将上机位设定为总闭环的控制模式
这种控制方式的突出优势是有良好的计算速度，并且简单易行。在这种控制方式使用中，变频器设备当中的各个反馈信号均会连接到上位机设备上，之后再由上位机分别传递出控制变频器设备运行的数据信。由于变频器设备运行控制中采用了电压以及电流类型的反馈形式，因此其实际传输范围有限，难以实现大范围分布。
2.2 单机设备就地自闭环控制模式
这种控制模式有着动态反应速度快的优势，并且设备现场调节操作较为简便，能保证具有良好的操作快捷性，同时这种操作模式在使用之后还能实现远距离范围，可以满足大部分使用环境的需要。在这一控制模式中，复杂程度高的控制策略通常会由变频器设备当中的上机位来完成，并且系统检测信号也可以直接传输到上机位当中，这也让这种控制方式有了更强的实用性。
3 电机主从控制方案分析
3.1 变频器主从控制原理分析
变频器主从控制采用直接转矩控制作为其核心控制原理。而直接转矩控制技术是在变频器内部建立了一个交流异步电动机的软件数学模型，根据实测的直流母线电压、开关状态和电流计算出一组精确的电机转矩和定子磁通实际值，并将这些参数值直接应用于控制输出单元的开关状态，变频器的每一次开关状态都是单独确定的，这意味着可以产生实现最佳的开关组合并对负载变化作出快速地转矩响应，并将转矩相应限制在一拍以内，且无超调，真正实现了对电动机转矩和转速的实时控制。在主从控制应用中，外部信号（包括起动、停止、给定信号等）只与主机变频器相连，主机通过光纤将从机控制命令和转速给定值、转矩给定值广播给所有的从机，实现对从机的控制。从机一般不通过主从通讯链路向主机发送任何反馈数据，从机的故障信号单独连至主机的运行使能信号端，形成联锁。
3.2 主从控制连接方式分析
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。利用这些高性能的控制算法，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。主从控制连接方式一般有以下两种：主机和从机的电机轴通过齿轮、链条等进行刚性连接，从机采用转矩控制模式，以使传动单元之间平均分配负载转矩，此时是由机械结构保证转速同步，由于每台电机分别由单独的变频器控制，保证了各电动机承担的负载分配合理，防止出现分配转矩严重不平衡，甚至彼此顶撞现象的发生。当主机和从机的电机轴采用柔性连接时，从机应该采用速度控制方式，在这种情况下，机械结构已经不能保证同步运行的要求，由变频器组成的传动系统除了采用速度控制方式解决转速同步问题，同时还要利用转矩下垂特性实现负载转矩在各个电机上的平均分配。
4 采用通信网络的多级分布式驱动控制系统
根据构成大规模控制系统的需要，现在的通用变频器大多设有通信接口，符合通信自定义协议和标准协议要求，变频器可以与工业控制计算机、PLC等控制设备相连接构成通信网络的多级分布式驱动控制系统。这种系统的优点是：可以任意修改变频器的参数，通过中继器、光纤连接器可以使驱动连接距离大大增加。采用现场总线的系统可以实现整个工厂范围内设备的一体化控制。
5 结束语
在调速精度要求不严的场合。可以利用变频器自身的调整功能构成开环同步控制，这种方法也称为准同步控制。在要求动态过程完全同步或者实现主从跟踪的场合，必须采用闭环跟踪控制方法。
参考文献
[1]李雪峰，于梦琦.变频器控制电机实现同步和主从控制策略研究[J].内蒙古石油化工，2017（10）：29-30.
[2]范红，董伟杰，白晓民，等.基于虚拟同步电动机技术的变频器控制策略研究[J].中国电机工程学报，2017（15）：4446-4453.
[3]王珺.长距离圆管带式输送机变频驱动系统设计分析与实现[J].中国新技术新产品，2016（8）：10-11.
[4]张丽萍，刘涛，陈继祥.基于无刷同步电动机的起动控制方法研究[J].仪表技术，2016（5）：9-10.
作者简介：刘刚，身份证号：230103198704025710。
关键词：变频器；电机设备；同步；主从控制
在变频器设备应用，有时需要多台电机设备能实现高效的同步控制或者是主从控制，而在变频器设备不断应用中，逐渐发展出多种控制方式能达到这一目标，让工作人员能结合实际情况进行灵活选择。
1 开环类型同步控制方式
变频器设备在出厂的时候通常都是开环系统，并且在变频器设备运行未超过其实际输出功率以及负载转矩数值的时候，变频器设备能达到频率值状态，变频器设备和电机组件所组成的能让电机设备的实际输出矩阵数值通过内部算法来实现自动调整，并和负载转矩数值保持稳定平衡。因此当变频器设备处于开环状态的时候，变频器设备通过运行转动差值补偿功能以及转矩数值提升功能的发挥，也能让变频器设备既定的运行值。在具体的使用中有多种方式，可以结合实际情况进行灵活的选择。
1.1 共电位形式
一般的变频器设备当中都有0伏到5伏类型或者是0伏到10伏类型的频率设定端子，在向各个变频器设备当中端子部件施放相同大小电位的时候，也就能达到同步控制的效果。这种共电位类型的同步控制在实际使用中有着构成简单的优势，并且不需要为系统提供独立的供电电源，但这种供电方式的不足则是实际连线距离有限。
1.2 电流环链路类型控制形式
这种电流环链路类型控制形式在实际运用中有着结构简单的优势，能满足用户远距离输电方面的需要，并且这种电路还具有抗干扰能力强的优势，能在大部分环境中保持稳定的运行状态。但在这种控制模式使用阶段中，由于需要对每一台变频器设备进行相应的调整，因此会导致工作量增加，使得这种控制在实际使用中较为麻烦，影响了电流环链路类型控制模式的运用、发展。
1.3 外力辅助类型的同步控制方式
火力类电厂当中上煤机设备牵引系统当中，运煤车辆通常包括有四个小轮子，如果小车当中轮子间实际跨度较大，并且希望各个轮子均能独立驱动。那么就可以利用轨道摩擦力具有的平衡作用，使用一个变频驱动设备来对四台异步电机设备进行驱动，这样也就在实现了同步控制。
2 闭环类型控制同步方式分析
存在上机位的变频器设备交流调速系统当中，同步控制有着多种类型组成方式。在使用内置类型PID的时候，可以借助变频器设备当中的PID功能来实现闭环控制。如果所使用的变频器设备没有内置类型PID的时候，则可以通过变频器设备外部闭环来达到目标，闭环节点需要放置到变频器设备的外。而在存在上机位的变频器设备调速系统当中，需要通过上机位来实现闭环控制算法，之后在将相应的信号传输给变频器设备。
2.1 将上机位设定为总闭环的控制模式
这种控制方式的突出优势是有良好的计算速度，并且简单易行。在这种控制方式使用中，变频器设备当中的各个反馈信号均会连接到上位机设备上，之后再由上位机分别传递出控制变频器设备运行的数据信。由于变频器设备运行控制中采用了电压以及电流类型的反馈形式，因此其实际传输范围有限，难以实现大范围分布。
2.2 单机设备就地自闭环控制模式
这种控制模式有着动态反应速度快的优势，并且设备现场调节操作较为简便，能保证具有良好的操作快捷性，同时这种操作模式在使用之后还能实现远距离范围，可以满足大部分使用环境的需要。在这一控制模式中，复杂程度高的控制策略通常会由变频器设备当中的上机位来完成，并且系统检测信号也可以直接传输到上机位当中，这也让这种控制方式有了更强的实用性。
3 电机主从控制方案分析
3.1 变频器主从控制原理分析
变频器主从控制采用直接转矩控制作为其核心控制原理。而直接转矩控制技术是在变频器内部建立了一个交流异步电动机的软件数学模型，根据实测的直流母线电压、开关状态和电流计算出一组精确的电机转矩和定子磁通实际值，并将这些参数值直接应用于控制输出单元的开关状态，变频器的每一次开关状态都是单独确定的，这意味着可以产生实现最佳的开关组合并对负载变化作出快速地转矩响应，并将转矩相应限制在一拍以内，且无超调，真正实现了对电动机转矩和转速的实时控制。在主从控制应用中，外部信号（包括起动、停止、给定信号等）只与主机变频器相连，主机通过光纤将从机控制命令和转速给定值、转矩给定值广播给所有的从机，实现对从机的控制。从机一般不通过主从通讯链路向主机发送任何反馈数据，从机的故障信号单独连至主机的运行使能信号端，形成联锁。
3.2 主从控制连接方式分析
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。利用这些高性能的控制算法，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。主从控制连接方式一般有以下两种：主机和从机的电机轴通过齿轮、链条等进行刚性连接，从机采用转矩控制模式，以使传动单元之间平均分配负载转矩，此时是由机械结构保证转速同步，由于每台电机分别由单独的变频器控制，保证了各电动机承担的负载分配合理，防止出现分配转矩严重不平衡，甚至彼此顶撞现象的发生。当主机和从机的电机轴采用柔性连接时，从机应该采用速度控制方式，在这种情况下，机械结构已经不能保证同步运行的要求，由变频器组成的传动系统除了采用速度控制方式解决转速同步问题，同时还要利用转矩下垂特性实现负载转矩在各个电机上的平均分配。
4 采用通信网络的多级分布式驱动控制系统
根据构成大规模控制系统的需要，现在的通用变频器大多设有通信接口，符合通信自定义协议和标准协议要求，变频器可以与工业控制计算机、PLC等控制设备相连接构成通信网络的多级分布式驱动控制系统。这种系统的优点是：可以任意修改变频器的参数，通过中继器、光纤连接器可以使驱动连接距离大大增加。采用现场总线的系统可以实现整个工厂范围内设备的一体化控制。
5 结束语
在调速精度要求不严的场合。可以利用变频器自身的调整功能构成开环同步控制，这种方法也称为准同步控制。在要求动态过程完全同步或者实现主从跟踪的场合，必须采用闭环跟踪控制方法。
参考文献
[1]李雪峰，于梦琦.变频器控制电机实现同步和主从控制策略研究[J].内蒙古石油化工，2017（10）：29-30.
[2]范红，董伟杰，白晓民，等.基于虚拟同步电动机技术的变频器控制策略研究[J].中国电机工程学报，2017（15）：4446-4453.
[3]王珺.长距离圆管带式输送机变频驱动系统设计分析与实现[J].中国新技术新产品，2016（8）：10-11.
[4]张丽萍，刘涛，陈继祥.基于无刷同步电动机的起动控制方法研究[J].仪表技术，2016（5）：9-10.
作者简介：刘刚，身份证号：230103198704025710。