Синхронізація двох механічно не зв'язаних осей механізмів за використання частотно-керованого електропривода

Abstract

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, яка пов’язана зі зростаючою потребою у високоточному координованому керуванні електроприводами у промислових установках без жорсткого механічного зв’язку. Зазначено, що такі системи активно впроваджуються у сучасному пакувальному, друкарському, конвеєрному та обробному обладнанні, де важливо забезпечити синхронний рух виконавчих механізмів. У першому розділі розглянуто постановку задачі синхронізації двох механічно незалежних приводів, наведено аналіз методів реалізації керування типу Master–Slave, а також охарактеризовано способи синхронізації за допомогою цифрових сигналів PTO/PTI. Описано компоненти лабораторної установки, до складу якої увійшли частотний перетворювач ATV340 та сервопривід Lexium 32C, а також програмне забезпечення SoMove. У другому розділі описано процедуру конфігурування приводу за допомогою інструментарію SoMove. Проведено експерименти у двох конфігураціях: з ATV340 у ролі Master та з Lexium 32C у ролі Master. В обох випадках досліджено вплив параметрів ПІ-регулятора, часу розгону та фільтрації сигналів на точність слідування і пульсації. Проведено порівняльний аналіз осцилограм, що дозволило визначити оптимальні режими роботи системи. У третьому розділі виконано теоретичний аналіз похибок синхронізації в системі керування з Altivar 340 у режимі Slave. Побудовано структурну модель САР, на основі якої досліджено вплив типових регуляторів на похибки у перехідних процесах. Узагальнено результати моделювання та експерименту. Об’єктом дослідження є система керування приводами з цифровим синхронізованим керуванням. Предметом дослідження є методи і засоби реалізації синхронізації приводів без механічного зв’язку. Мета роботи – експериментально перевірити ефективність синхронізації електроприводів типу Altivar 340 та Lexium 32C при використанні цифрового інтерфейсу керування. Список використаної літератури: 1. Ільїн Ю.І., Кириллов В.В. Електропривод: теорія та системи керування. – Київ: Вища школа, 2018. – 480 с. 2. Бєляєв А.А., Князєв С.П. Промислові системи керування електроприводами. – Дніпро: НМетАУ, 2019. – 412 с. 3. Гребенєв С.В., Марков А.О. Мікропроцесорне керування в електроприводі. – Одеса: ОНПУ, 2021. – 296 с. 4. Мельничук В.П., Мусієнко В.А. Промислова автоматизація з використанням частотних перетворювачів. – Вінниця: ВНТУ, 2020. – 360 с.The introduction outlines the relevance of the research topic, which is driven by the increasing need for precise coordinated control of electric drives in industrial systems without mechanical coupling. Such systems are widely implemented in modern packaging, printing, conveyor, and machining equipment, where the synchronous motion of actuators is crucial. The first chapter presents the formulation of the problem of synchronizing two mechanically unlinked drives. A comparative analysis of Master–Slave control methods and signal synchronization via PTO/PTI is given. The laboratory setup is described, including the Altivar ATV340 frequency converter and Lexium 32C servo drive, as well as the SoMove configuration software. The second chapter discusses the configuration process using SoMove tools. Experiments were conducted in two control configurations: with ATV340 as Master and with Lexium 32C as Master. In both scenarios, the impact of PI controller parameters, acceleration time, and signal filtering on tracking accuracy and ripple was examined. A comparative analysis of oscillograms was conducted to determine the optimal operating modes. The third chapter provides a theoretical analysis of synchronization errors in a control system with Altivar 340 operating as a Slave. A structural model of the automatic speed control system was built to study the influence of standard regulators on transient response errors. Modeling and experimental results were summarized. Object of research – control system with digitally synchronized drives. Subject of research – methods and tools for synchronization of electrically coupled drives without mechanical linkage. Goal of the research – to experimentally verify the effectiveness of synchronizing Altivar 340 and Lexium 32C drives using a digital control interface.