Ruch synchroniczny napędów MASTER-SLAVE w falownikach INOVANCE

Inovance
30 czerwca 2025

Czym jest synchronizacja pozycji i prędkości silników sterowanych falownikiem?

 

Synchronizacja pozycji wałów lub prędkości obrotowych dwóch lub więcej silników to jedna z kluczowych funkcjonalności nowoczesnych układów napędowych. Rozwiązanie to, znane również jako wał elektryczny, znajduje zastosowanie w aplikacjach przemysłowych z udziałem co najmniej dwóch silników. W takich układach wały silników nie są ze sobą połączone mechanicznie.

Do typowych przykładów takich aplikacji należą: podnośniki, obrotniki, mosty jezdne, bramownice, suwnice oraz złożone systemy transportowe.

Przemiennik częstotliwości Inovance MD520 oferuje funkcję synchronizacji w trybie Master-Slave, umożliwiającą precyzyjne sterowanie wieloma osiami w układach wielonapędowych.

W niniejszym artykule szczegółowo omówimy sposób konfiguracji tej funkcji oraz najlepsze praktyki jej efektywnego wykorzystania w aplikacjach przemysłowych.

 

1.Podstawowe założenia synchronizacji Master-Slave

 

Synchronizacja Master-Slave polega na sterowaniu osią podrzędną (Slave) w sposób zależny od parametrów ruchu osi nadrzędnej (Master). Oś Slave dostosowuje swoją prędkość, pozycję lub moment obrotowy w odpowiedzi na zmiany zachodzące w osi Master.

    • Master (napęd nadrzędny): Źródło referencyjne, którego parametry ruchu, takie jak prędkość, pozycja lub moment obrotowy, stanowią punkt odniesienia dla osi Slave.
    • Slave (napęd podrzędny): Napęd sterowany w taki sposób, aby ściśle podążać za osią Master, zachowując określone relacje ruchowe (prędkościowe, pozycjowe lub momentowe) zgodnie z założonym algorytmem synchronizacji.

W systemach opartych na falowniku MD520 synchronizacja osi realizowana jest z wykorzystaniem sygnałów z enkodera, który dostarcza informacji zwrotnej o aktualnej pozycji i prędkości silnika. Falownik pracuje w trybie wektorowego sterowania (Vector Control), co umożliwia precyzyjne odwzorowanie momentu, prędkości i pozycji oraz zapewnia wysoką dynamikę i dokładność ruchu.

2. Wymagania sprzętowe


Aby zrealizować synchronizację w falowniku MD520, należy spełnić następujące wymagania:

    • Enkodery: Każdy z silników powinien być wyposażony w enkoder, aby falownik mógł odczytywać rzeczywistą prędkość i pozycję osi.
    • Karty enkoderowe: Falownik MD520 pracujący w trybie Slave powinien być wyposażony w dwie karty enkoderowe: MD38PGMD oraz MD38DW2, umożliwiające podłączenie sygnałów z enkoderów inkrementalnych.

 

3. Aktualizacja firmware falownika
 

Do uruchomienia funkcji synchronizacji pozycji lub prędkości wymagana jest aktualizacja firmware falownika do wersji obsługującej ten tryb.

  1.  Jeżeli posiadasz już falownik MD520 i planujesz wykorzystać funkcję synchronizacji lub zaawansowanego pozycjonowania, skontaktuj się z firmą Eldar. Nasi specjaliści udzielą wsparcia w zakresie aktualizacji oprogramowania oraz konfiguracji urządzenia, aby w pełni wykorzystać jego możliwości.
  2. Planujesz zakup falownika MD520 i chcesz korzystać z trybu synchronizacji lub pozycjonowania? Poinformuj o tym naszego doradcę handlowego już na etapie składania zamówienia. Dzięki temu odpowiednia wersja firmware zostanie zainstalowana w naszej siedzibie, co pozwoli skrócić czas uruchomienia systemu po dostawie.

4. Konfiguracja synchronizacji w falowniku Inovance MD520

 
Krok 1: Przygotowanie systemu

  1.  Wprowadź parametry silnika do falownika zgodnie z kartą katalogową.
  2.  Dla zapewnienia optymalnej kontroli przeprowadź procedurę autotuningu falowników.
  3.  Upewnij się, że oba falowniki są poprawnie skonfigurowane do pracy w trybie wektorowym (Vector Control).
  4.  Podłącz enkodery do odpowiednich wejść w kartach enkoderowych zgodnie z wybraną metodą połączenia:


Opcja 1 — Falownik Master bez karty enkoderowej:

    •   Sygnał z enkodera silnika Master (sygnały różnicowe 5V) podłącz do karty MD38DW2 w falowniku Slave.
    •   Sygnał z enkodera silnika Slave podłącz do karty MD38PGMD2 w falowniku Slave.

 

Opcja 2 — Falownik Master z kartą enkoderową:

    •   Sygnał z enkodera silnika Master podłącz do karty MD38PGMD2 w falowniku Master.
    •   Sygnał wyjściowy z karty MD38PGMD2 w falowniku Master podłącz do karty MD38DW2 w falowniku Slave.
    •   Sygnał z enkodera silnika Slave podłącz do karty MD38PGMD2 w falowniku Slave.

 

Krok 2: Ustawienia osi Master

  1. W falowniku Master należy skonfigurować parametry takie jak: czas przyspieszania i hamowania, tryb sterowania oraz sposób zadawania wartości częstotliwości.

Krok 3: Ustawienia osi Slave

  1. W falowniku Slave włącz kontrolę pozycji, ustawiając parametr B0-01 = 1.
  2. Następnie aktywuj funkcję synchronizacji, ustawiając parametr B0-03 = 1.
  3. Wybierz jeden z trybów synchronizacji, który ma być realizowany w aplikacji: B1-01 = 0 — synchronizacja prędkości,
    B1-01 = 1 — synchronizacja pozycji.
  4. Skonfiguruj parametry wejściowe enkodera, ustawiając odpowiednią wartość parametru B1-02 (np. B1-02 = 0 dla konkretnej karty enkoderowej).
  5. Na koniec przeprowadź test synchronizacji, aby zweryfikować poprawność działania systemu.

 

5. Regulacja parametrów synchronizacji

 

Podczas uruchamiania synchronizacji warto zwrócić uwagę na poniższe parametry, mające wpływ na “sztywność” wału elektrycznego:

    •  Parametry regulatora PID sterowania wektorowego osi Slave, ważne dla obu trybów synchronizacji (prędkości i pozycji): 
    •  F2-00 : wzmocnienie pętli sprzężenia prędkościowego,
    •  F2-01: czas całkowania pętli sprzężenia prędkościowego.
    •  B1-34 (Gain Adjustment): Regulacja wzmocnienia pętli pozycji sprzężenia zwrotnego w osi Slave, wpływająca na sztywność synchronizacji.
    • Dla trybu synchronizacji prędkości możliwe jest ustawienie skalowania (przełożenia) prędkości obrotowej silnika Slave w stosunku do prędkości silnika Master:  parametr w falowniku osi Slave: B1-21 (licznik) oraz B1-22 (mianownik).
    • B1-04: wybór kierunku obrotów napędu nadążnego (wartość 0 - w przód; wartość 1 - w tył)

6. Podsumowanie


Synchronizacja Master-Slave w falowniku MD520 umożliwia precyzyjne i niezawodne sterowanie wieloma osiami w zaawansowanych aplikacjach przemysłowych. Dzięki wykorzystaniu sygnałów z enkoderów oraz zaawansowanych algorytmów sterowania wektorowego (Vector Control), falownik zapewnia wysoką dokładność pozycjonowania oraz stabilną pracę synchroniczną.

Kluczowym elementem uzyskania optymalnych rezultatów jest odpowiednie przygotowanie systemu, w tym prawidłowe dobranie i podłączenie enkoderów, a także staranna konfiguracja parametrów falownika zgodnie z wymaganiami aplikacji.

Jeżeli chcesz poznać więcej szczegółów dotyczących falownika MD520 oraz funkcji synchronizacji Master-Slave, zachęcamy do kontaktu z naszym działem wsparcia technicznego. Nasi eksperci pomogą w doborze sprzętu, aktualizacji firmware oraz profesjonalnej konfiguracji systemu.

ELDAR © 2022