采用主從控制使變頻器得到理想同步控制效果解析方案
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abbacs800系列變頻器主從控制采用直接轉矩(dtc)作為其核心控制原理。而直接轉矩控制技術是在變頻器內部建立了一個交流異步電動機的軟件數學模型，根據實測的直流母線電壓、開關狀態和電流計算出一組精確的電機轉矩和定子磁通實際值，并將這些參數值直接應用于控制輸出單元的開關狀態，變頻器的每一次開關狀態都是單獨確定的，這意味著可以產生實現最佳的開關組合并對負載變化作出快速地轉矩響應，并將轉矩相應限制在一拍以內，且無超調，真正實現了對電動機轉矩和轉速的實時控制。控制原理如圖3所示。
在主從控制應用中，外部信號(包括起動、停止、給定信號等)只與主機變頻器相連，主機通過光纖將從機控制字和轉速給定值、轉矩給定值廣播給所有的從機，實現對從機的控制。從機一般不通過主從通訊鏈路向主機發送任何反饋數據，從機的故障信號單獨連至主機的運行使能信號端，形成聯鎖。一旦發生故障，聯鎖將停止主機和從機的運行。
主機發送給從機的的控制字是一個16位字，其中僅b3(run)、b7(reset)、b10(remote-cmd)使用，當從機參數10.01(ext1start/stop/dir)或10.02(ext2start/stop/dir)設置為comm.cw時，控制字命令有效。給定值是包括1個符號位和15個整數位的16位字，給定1為速度給定，給定2為轉矩給定。在從機中，要將給定1定義為從機的外部速度給定，需將參數11.03(extref1 select)設置為comm.ref;要將給定2定義為從機的外部轉矩給定，需將參數11.06(ext ref2select)設置為comm.ref。
圖4為主機和從機為剛性連接時，從機跟隨主機轉矩給定的控制原理圖。主機采用速度控制方式，即速度給定speedref3與實際速度actual speed相比較，通過pi調節器得到轉矩給定值torqref3，該值經過頻率限幅、直流電壓限幅、功率限幅和轉矩限幅后，得到最終的轉矩給定值torq refused。該值和定子磁通給定值分別同相應的實際值在滯環比較器內進行比較，得到最優的pwm信號，最終通過驅動逆變器的開關器件達到調節轉速的目的。主機速度環輸出的最終轉矩給定值torqref used同時作為從機的轉矩給定值，實現主機和從機的負載轉矩平衡分配。
由于從機采用轉矩控制，其轉速由主機速度和機械耦合度共同決定。當機械耦合緊密時，從機速度保持與主機同步;當由于機械原因導致耦合度變差時，從機實際負載轉矩減少，來自主機的給定轉矩torqrefused大于從機的實際負載轉矩，從而引起從機轉速的迅速升高，直到達到其轉速的限幅值，如圖5(a)所示。此時，從機由轉矩控制方式轉變為速度控制方式，速度給定值為轉速限幅值。在工程中，為防止主從機速度相差過大，在從機的速度環節中增加了窗口控制功能。窗口控制原理如圖5(b)所示。當從機轉速超過窗口控制所設定的轉速范圍后，窗口控制功能激活從機轉速pi調節器輸出torqref2，該輸出值與主機轉矩給定值的和作為最終的從機轉矩給定值torq ref used，保證從機轉速限制在窗口限定的范圍之內。
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