Увеличение момента асинхронного двигателя

Сообщение **Promserg** » 16 фев 2019, 11:00

Добрый день.
У нас на производстве для перемещения мостового крана используются мотор-редуктора DEMAG AUK40DD ZBA80 B4 B020 с асинхронным двигателем 0,75 квт-1410 об.м на обеих сторонах крана. Питаются они от одного частотного преобразователя SEW MOVITRAC MC07B0040-5A3-4-00 на 4 квт. Используется линейный режим разгона и s образный режим торможения. Для торможения двигателя программно рассчитываются точки начала торможения(их 2). По первой точке торможения скорость снижается с 50 Гц на 50 процентов, далее по второй точке снижается с 50% до 5% (2,5-3Гц). После чего кран едет на 2,5-3 Гц до указанной точки где он должен остановиться, при подъезде на указанную точку задание с двигателя снимается и включается механический тормоз.
Но существует проблема, при переходе на 2,5-3Гц крану порой не хватает усилия, например если деталь на кране потяжелее и он не доезжает. Лечиться это поднятием задания с 2,5-3Гц % на 4Гц например. Но при движении и последующем переходе на 4Гц кран порой по инерции проезжает стояночное место. Включается реверс(это заложено программой) и кран докатывается к стояночному месту и может его проехать снова. Выходит ошибка крана на позиционирование. Если ставить 2,5-3Гц или ниже кран просто не сдвинется с места, не хватает момента.
Пытались в частотнике поднять момент за счет увеличения напряжения при низких частотах (параметр 321). Поднимали этот параметр до 30% результата не дало. Может стоит установить двигателю предварительное намагничивание обмотки на пару секунд на время старта ?
Вообще есть еще задумка установить синхронные двигатели на ту же мощность или на 1.1Квт.
Но меня терзают некоторые сомнения относительно выбора синхронного двигателя.
Для запуска синхронного двигателя планируем использовать асинхронный пуск. Но прочитав здесь https://studfiles.net/preview/5338207/page:10/

Стало непонятно следующее: "При включении напряжения трехфазной сети в обмотку статора синхронного двигателя возникает вращающееся магнитное поле, которое, пересекая короткозамкнутую (пусковую) обмотку, заложенную в полюсных наконечниках ротора, индуктирует в ней токи. Эти токи, взаимодействуя с вращающимся полем статора, приведут ротор во вращение. При достижении ротором наибольшего числа оборотов (95—97% синхронной скорости) рубильник переключают так, чтобы обмотку ротора включить в сеть постоянного напряжения."
То есть получается для того что бы двигатель вошел в синхронный режим его надо раскрутить вначале почти до максимальных оборотов. Но дело в том, что нам большой момент необходим при старте двигателя.
Подскажите как можно при низких частотах поднять момент на асинхронном двигателе с помощью частотного преобразователе на время старта. И по поводу синхронного двигателя, подскажите, оправдана ли идея с его выбором?

Сообщение **paul-th** » 16 фев 2019, 14:01

По синхронному движку сложно сказать, двигателя же в паре работают или у вас отдельно на каждый движок ПЧ стоит? Попробовать включить режим VFC, если он не включен. Есть смысл в замене двигателей с 0.75 до 1.1-1.5 квт. в паре получится 3 квт. для форсировки тока возможно понадобится увеличить мощность ПЧ до 5.6 квт. А на этих кранах с перемещением моста не вы одни мучаетесь, какая то сырая разработка.

Синхронные движки работают только с датчиком угла поворота (энкодером) и, соответственно, каждый двигатель подключается к отдельному сервоусилителю.

Чтобы увеличить вращающий момент при старте, нужно поднять напряжение в этот момент.

Векторное управление лучше скалярного тем, что система управления сама подберет нужное напряжение (точнее нужный вектор) для заданного темпа ускорения/торможения. При скалярном управлении эта величина неуправляема. Но есть одна штучка - компенсация скольжения (slip compensation). Не знаю, поможет ли она.

Вариант 1, долгий и сложный, но правильный:
1) На двигатели ставятся энкодеры.
2) К каждому двигателю ставится свой частотник.
3) Частотники настраиваются на векторный режим управления с обратной связью по энкодеру двигателя.
4) Немного магии с синхронизацией скоростей двигателей и настройкой защиты от перекосов при движении.
5) Проблема решена.

Вариант 2: неправильный, но быстрый, и зачастую вполне достаточный:
1) Увеличиваем диапазон ошибки позиционирования (подскажите, на сколько у вас сейчас кран "промахивается" относительно заданного положения и действительно ли это столь критично, либо критично то, что ошибка появляется при позиционировании, а сами "промахи" вполне допустимы?).
2) Ставим предпарковочную скорость на 5 Гц.
3) Проблема решена.

А так по вашей существующей схеме бесполезно пытаться решить эту проблему.
У вас два двигателя работают от одного привода, значит режим управления U/f = const.
В любом случае, нагрузка на моторах в каждый момент разная + кран-то уже не новый, механика уже тоже далека от идеала, тут бывает с одним-то двигателем хоть задирай начальное напряжение, хоть не задирай - не может привод двигатель повернуть на начальной низкой скорости, а тут их тем более два...

Одним словом, все проблемы от этого:

Михайло писал(а): ↑16 фев 2019, 15:42При скалярном управлении эта величина неуправляема.

Ваша механика будет менять свое состояние, перекашиваться, подклинивать, а скалярное управление будет работать так, как настроили изначально. Это плохо.

Два двигателя, параллельно подключенных к одному ПЧ, автоматически (в силу своей природы) выравнивают нагрузку между собой. А при перекосах требуется несколько иная стратегия. Надо молиться, чтобы перекосов не было.

Сообщение **keysansa** » 17 фев 2019, 14:22

Полностью согласен с Parliament74, в части установки энкодеров.
С "точки зрения" момента - общестандартный 3ф двигатель после установки энкодера (не замкнутый контур, но тоже бонус) работал на прессе (которому было необходимо выдерживать скорость перемещения вне зависимости от нагрузки) даже на U/F характеристике.
Да, надо будет ПЧ на каждый двигатель.
Да, надо будет согласовывать положение.

Сообщение **Promserg** » 24 авг 2019, 18:11

Большое спасибо всем за ответы!

paul-th писал(а): ↑16 фев 2019, 14:01 двигателя же в паре работают или у вас отдельно на каждый движок ПЧ стоит?

Двигателя работают в паре на 1 частотнике.

Проблему удалось решить.
В частотнике поменяли режим управления со скалярного на векторный, после перевода в векторный режим подобрали компенсацию скольжения (324 параметр Slip Compensation) в 20rpm. Так же при переходе на медленную скорость сделали задание приводу в 3% (40 об/мин). Вот уже 6 месяцев все работает отлично, ни одного сбоя в работе крана не было.

Нее, ну ПЧ с векторным управлением на два двигателя - это как бы не новость в области электропривода, но не всякий ПЧ такое умеет... Вам просто повезло, что не сбоит.