台达VFD-B系列变频器在喷涂同步传送设备中的应用

　　1 引言

　　一般设备或部件在出厂前都要经过喷涂处理，自动喷涂设备工作过程是通过输送链条将待喷涂物送入高温烘箱中，经过一系列烘烤过程使涂料附着在待喷涂物上，然后由传动链条送出，经工人从链条上取下检查，其合格品送入仓库。对其电气控制系统要求是能根据不同的喷涂物调节输送链条速度，从而保证足够的高温加热时间，显然输送链条速度慢高温加热时间长，速度快高温加热时间短，从理论上看实现起来似乎应该是非常简单的。但是由于输送链条较长，使用单台电机拖动输送链条非常困难，在设计中一般采用两台电机，其中一台确定为主传动电机，而另一台为从传动电机。问题是如何保证这两台电机同步运行?如果两台电机不同步， 将导致输送链条出现堆积或断裂现象，致使生产无法进行，因此同步控制问题的解决在链条皮带传动中是一个关键性的问题，采用高性能通用变频器的控制策略就可以实现主、从电机运行的同步。

　　2 高性能通用变频器的控制策略

　　由于电机运行是受变频器驱动的，如果两台变频器的输入/输出可以调整就有可能实现主、从电机运行的同步，因此有必要对变频器的性能略作讨论。采用一般的通用变频器给异步电动机供电时，可以实现无级平滑调速，起动和停车都很方便，但是，调速时有静差，精度不高，调速范围不过1:10左右，而且也不能像直流调速系统那样提供很高的动态性能。要实现高动态性能，必须研究实现高性能的控制策略，这里有两种控制策略，即矢量控制和直接转矩控制，各有特色。矢量控制系统的特点是:采用由转子磁链决定d-轴方向的dq同步旋转坐标系，把异步电机的定子电流分解为其励磁分量和转矩分量，得到类似于直流电机的转矩模型，再采取措施把非线性系统变换成两个独立的转速和转子磁链的子系统，从而模仿直流电机分别用PI调节器进行控制。直接转矩控制系统舍去比较复杂的旋转坐标变换，仅在两相静止坐标系上构成转矩和定子磁链的反馈信号，并用双位式砰-砰控制代替线性调节器来控制转矩和定子磁链，根据二者的变化，选择电压空间矢量的PWM(SVPWM)开关状态，以控制电机的转速。值得注意的是，无论是矢量控制系统，还是直接转矩控制系统，都需要转速闭环控制，所需的转速反馈信号来自于电机同轴的速度传感器，对于高性能系统一般都用光电码盘，其成本、安装、可靠性都有问题，如果能取消光电码盘而保持良好的控制性能，显然会大受欢迎，这就是无速度传感器的高性能调速系统。作为高性能的通用变频器都希望采用无速度传感器控制。