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Compartilhamento de carga | Torque | PowerFlex 755T | TLink | Módulo FO

Aplicação e configuração de um sistema inversor seguidor de torque com PowerFlex 755T- e o uso do módulo TLink (módulo FO)

Configure uma aplicação de compartilhamento de carga usando uma configuração de inversor seguidor de torque. O compartilhamento de carga é um sistema no qual vários inversores e motores são acoplados e usados para uma carga. - [Tempo de implantação: 60 minutos]
Motor elétrico com correia transportadora acionada por engrenagem. Uma imagem em close-up de uma máquina azul, enfatizando o motor e seus recursos de engenharia em detalhes nítidos.
Nesta página:
  • Para que serve isso?
  • Guia de instalação
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Para que serve isso?

O objetivo deste documento é fornecer orientações sobre como configurar uma aplicação de compartilhamento de carga usando uma configuração de seguidor de torque.

Compartilhamento de carga é um termo usado para descrever um sistema em que vários inversores e motores são acoplados e usados para operar uma carga mecânica.

As seguintes suposições são feitas:

  • Os inversores e motores estão devidamente dimensionados para a aplicação
  • Os inversores estão com ajuste de fábrica
  • Os motores estão equipados com dispositivos de realimentação robustos
  • Os inversores estão equipados com módulo opcional TLink e placas de realimentação
powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 1.png

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O exemplo é baseado em uma engrenagem de touro de grande diâmetro com dois motores. Os motores são acoplados por meio de rodas dentadas e caixas de engrenagens.

Isso cria uma conexão rígida entre os motores, ideal para uma configuração de seguidor de torque.

O seguidor de torque (também conhecido como mestre-escravo) é um tipo de configuração de compartilhamento de carga quando usamos um inversor mestre em regulação de velocidade e um inversor seguidor em regulagem de torque.

O comando de torque gerado pela malha de velocidade do mestre é transmitido ao inversor seguidor para ser usado como referência de torque.

powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 2
 

Uma configuração de seguidor de torque faz com que dois ou mais motores atuem como 1 grande motor. Veja abaixo o diagrama de blocos do seguidor de torque.

powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 3
 

Neste exemplo, a referência de torque é transferida do inversor mestre para o inversor seguidor via módulo opcional TLink.

powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 4

Isso foi útil?
Se você estiver trabalhando com sistemas que envolvem vários motores acoplados a uma única carga, este documento será muito útil para você na configuração de uma estratégia de controle eficiente e eficaz.

 

Como posso fazer isso funcionar?

  • Hardware
    • Controle Logix 5580-1756-L8SE
    • Ajuste vetorial de fluxo PowerFlex 755T
    • TLink (módulo FO) - 20-750-TLINK-FOC-5
    • Placa de encoder incremental 20-750-ENC-1
  • Software
    • Studio 5000 (V36)
  • Conhecimento prévio:
    • Conhecimento básico do Studio 5000
    • Conhecimento básico do PowerFlex 755T.

 

Documentos de referência

  • Guia rápido de PowerFlex com controle TotalFORCE, Publicação Rockwell Automation 750-QS100D-EN-P - Janeiro 2023.
  • Manual de programação de PowerFlex com controle TotalFORCE, Publicação Rockwell Automation 750-RM100C-EN-P - Agosto 2022.
  • Técnica de aplicação de ajuste vetorial de fluxo PowerFlex 755T, Publicação Rockwell Automation 750-AT006D-EN-P - Janeiro 2022.
  • Instruções originais do manual do usuário do módulo opcional TLink, Publicação Rockwell Automation 750COM-UM100A-EN-P - Junho 2021.

Guia de instalação 

 
  • Etapa 01

     

    Pasos de configuración VDF

     

    1. Configurações gerais

    Neste exemplo, ambos os inversores estão equipados com um módulo 20-750-TLINK-FOC-5 (Fibra 5 m) localizado na Porta 4 e um cartão de encoder incremental 20-750-ENC-1 na Porta 5.

    As seguintes configurações se aplicam a ambos os inversores.

    - 0:65 [Pri Mtr Ctrl Mode] = 4 “Induction FV”. Isso seleciona o modo do controlador do motor como vetorial de fluxo de indução.
    - Insira os parâmetros de dados do motor em 10:400–10:407.
    - 10:1000 [Pri Vel Fb Sel] = 5:4 [Encoder Feedback]. Isso seleciona o encoder incremental como fonte de realimentação do motor.
    - Insira a resolução do encoder em 5:2 [Encoder PPR].

     

    2. Configuração do inversor mestre

    • 10:30 [PsnVelTrq Mode A] = 1 “Reg Velocidade”. Isso seleciona o modo de controle para regulação de velocidade.
    • Selecione a fonte de referência de velocidade em 10:1800 [Vel Ref A Sel]
    • Defina os limites de velocidade e as taxas de rampa de acordo com a aplicação.
      • 10:1392 [Max Speed Fwd] 
      • 10:1393 [Max Speed Rev] 
      • 10:1915 [VRef Accel Time 1]
      • 10:1917 [Vref Decel Time 1]
    • 10:930 [Direction Mode] = 1 “Bipolar”.Isso seleciona a referência de velocidade que pode ser positiva e negativa.
    • 10:2020 [LdObs Mode] = 1 “LdObs Only”.
    • Esta é a configuração recomendada do Load Observer para aplicações em modo de velocidade. Para mais informações sobre o recurso Load Observer, consulte a publicação Ajuste do vetorial de fluxo PowerFlex 755T, publicação 750-AT006.
    • Defina os limites de torque de saída de acordo com o projeto da máquina, dimensionamento do inversor e do motor. Neste exemplo, −150% a 150%.
    • 10:2083 [Torque Limit Pos] = 150%
    • 10:2084 [Torque Limit Neg] = −150%
     

    3. Configuração do Master Drive do módulo opcional TLink

     

    • 4:1 [TLink Mode] = 1 “Mode A”. O Master envia 2 palavras sincronizadas com atualizações de 50 mµ.
    • 4:2 [TLink Role] = 0 “Master”. Define o papel TLink para o drive, Master fornece dados para os nós.
    • 4:201 [TLink Out Sel 1] = 0 “Trq Ref Out”. Seleciona a saída de referência de torque.
    • 4:202 [TLink Out Sel 2] = 3 “VRef Ramped”. Seleciona a saída de referência de velocidade em rampa.
     

    4. Configuração do inversor escravo

    • 110:30 [PsnVelTrq Mode A] = 2 “Regulagem de torque”.  Isso seleciona o modo de controle para regulagem de torque.
    • 10:2000 [Trq Ref A Sel] = 4:203 [TLink In 1]. Isso obtém a referência de torque do mestre.
    • 10:1800 [VRef A Sel] = 4:206 [TLink In 2]. Isso obtém a referência de velocidade em rampa do mestre.
    • 10:2020 [LdObs Mode] = 0 “Desabilitado”. Esta é a configuração recomendada do observador de carga para aplicações em modo de regulagem de torque.
    • Defina os limites de torque de saída de acordo com o projeto da máquina, dimensionamento do inversor e do motor. Os valores do inversor escravo são definidos um pouco mais altos, pois os valores de comando são limitados pelo inversor mestre.
    • 10:2083 [Torque Limit Pos] = 155
    • 10:2084 [Torque Limit Neg] = −155 %

     

     

    5. Configuração do inversor escravo do módulo opcional TLink 

    • 4:1 [TLink Mode] = 1 “Modo A”. O escravo recebe 2 palavras sincronizadas com atualizações de 50 mµ.
    • 4:2 [TLink Role] = 0 “Escravo”. Define o papel TLink para o inversor; o escravo consome dados do mestre.
    • 4:3 [TLink Status] = 1 “Tx Ativo”. Verifique a transmissão de dados pelo mestre (módulo opcional TLink no inversor mestre)
    • 4:3 [TLink Status] = 3 “Sincronizado”. Verifique se o inversor escravo está sincronizado com o inversor mestre no escravo (módulo opcional TLink no inversor escravo)
     
  • Etapa 02

     

    Etapas de ajuste

    O ajuste é fundamental ao trabalhar no modo de controle vetorial de fluxo. Usaremos a função Autotune para medir as características do motor. O Autotune é composto por vários testes individuais, cada um destinado a identificar um ou mais parâmetros do motor. Esses testes exigem que as informações da placa de identificação do motor sejam inseridas nos parâmetros do inversor. Podemos executar todos os testes no parâmetro 10:910 [Autotune].


    Estas são as etapas recomendadas:

    1- Insira os parâmetros de dados do motor em 10:400–10:407.

    2 - Execute 10:910 [Autotune] = 1 “Direction”. Isso permite determinar se o motor gira na direção desejada. Também permite verificar se a contagem de realimentação do encoder aumenta em valor para um comando de velocidade de avanço.

    3 - Meça os parâmetros elétricos do motor:

    • Defina 10:510 [MtrParam C/U Sel] = 1 “User Entered”
    • Execute 10:910 [Autotune] = 3 “Rotate MtrID” para medir os parâmetros elétricos do motor. Ele inicia o movimento e gira a carga. Para obter a medida mais precisa da corrente de fluxo do motor, desconecte a carga para este teste.
    • Se não puder iniciar o movimento para girar a carga, execute 10:910 [Autotune] = 2 “Static MtrID” para medir os parâmetros elétricos do motor.
    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 5.png

     

    4 - Defina a largura de banda do regulador de corrente 10:445 [VCL CReg BW]

    • 125 quando 10:425 [PWM Frequency]  = 1.33 kHz
    • 250 quando 10:425 [PWM Frequency]  = 2 kHz
    • 375 quando 10:425 [PWM Frequency] = 4 kHz

     

    5 - Execute 10:910 [Autotune] = 4 “InertiaMotor” para medir a inércia do motor. Este teste inicia a rotação momentânea do motor para medir e atualizar 10:900 [Motor Inertia].

     

    Este teste é apenas uma opção se a carga puder ser desconectada para executar o teste. Se a carga não puder ser desconectada, você deve inserir o valor manualmente em 10:900 [Motor Inertia].

     

    6 - No inversor mestre, execute 10:910 [Autotune] = 5 “Inertia Total”. Este teste inicia a rotação momentânea do motor e da carga para medir a inércia total e calcular 10:901 [Load Ratio]. Após selecionar este valor, você deve emitir um comando de partida para iniciar o teste. Realize este teste com a carga conectada ao motor.

     

    10:900 [Motor Inertia] e 10:901 [Load Ratio] são usados para calcular o escalador de torque Kⱼ, um parâmetro interno que compensa os efeitos da inércia e afeta o ajuste geral. Load Ratio também é usado para calcular os ganhos do controlador.

    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 6.png

    Como a aplicação será controlada por 2 motores de compartilhamento de carga, a Load Ratio do inversor mestre medida durante o teste pode ser dividida por 2.

     

    7 - No inversor mestre, execute 10:910 [Autotune] = 6 “BW Calc”. O teste de cálculo da largura de banda calcula os ganhos da malha de controle e os limites dinâmicos.

    8 - Execute o inversor mestre e ajuste a largura de banda do sistema em 10:906 [System BW] se necessário. Diminuir a largura de banda do sistema estabiliza o sistema e aumentá-la melhora o desempenho. Normalmente, um ganho alto resulta em um tempo de resposta mais rápido, mas um ganho excessivo causa instabilidade no sistema.

     

    Para mais informações sobre ajuste, consulte  PowerFlex 755T Flux Vector Tuning, publicação 750-AT006.

  • Etapa 03

     

    Verificações de sinal e etapas de operação

    1. Verificações de sinais

    Execute o motor mestre (somente) até a velocidade nominal. Master Drive: Verifique10:2087 [Trq Ref Limited]durante a aceleração.

     

    2. Operação

    Para iniciar a aplicação de seguidor de torque

    • Inicie o inversor seguidor primeiro. Como o inversor mestre não está em operação, o inversor seguidor não está recebendo nenhuma referência de torque. Nesta etapa, o motor está fluxado e pronto para funcionar.
    • Quando o inversor escravo estiver em operação, inicie o inversor mestre. O regulador de velocidade do inversor mestre gera um comando de torque que é usado no inversor mestre e transferido para o inversor seguidor. Ambos os inversores e o motor assumirão uma parte igual da carga e atuarão como um só grande.

     

    Para interromper a aplicação do triturador seguidor de torque

    • Pare primeiro o inversor mestre. O inversor mestre irá reduzir sua velocidade em rampa e enviará um comando de torque negativo para o inversor escravo para auxiliar. Os valores do comando de torque podem ser limitados pelo regulador de barramento, reduzindo a quantidade de energia regenerativa.
    • Pare o inversor seguidor assim que o inversor mestre não estiver mais ativo. Veja a palavra de status do inversor via a interfaces de comunicação ou via10:354 [Motor Side Sts 1] bit 1 [Active].

     

    Quando um inversor está com falha

    • Se o inversor mestre estiver com falha, o seguidor não receberá nenhuma referência de torque. Nessa condição, o inversor escravo quase irá parar por inércia. Nesta etapa, há duas opções:
    • A falha pode ser eliminada e o inversor mestre pode ser reiniciado; a velocidade será captada imediatamente pelo encoder do motor (não há necessidade de ativação de partida com motor em movimento).
    • O inversor escravo pode ser parado. Para garantir que o inversor escravo pare com uma rampa de desaceleração controlada, verifique se o bit 1 [Torq Mode stop]de 10:40 [Motor Cfg Options]está definido.
    • - Se o inversor escravo estiver com falha, o inversor mestre estará assumindo toda a carga. Ele pode atingir o limite de corrente e potencialmente travar. O inversor pode então desarmar por sobrecarga do motor. O inversor mestre pode ser parado.

     

  • Etapa 04

     

    Carregar o programa Logix no controlador Etapas

     

    1 - No software de desenvolvimento Studio 5000, abrimos o programa “Torque_Follower_with_TLink”. A imagem a seguir é exibida, onde o controlador, uma placa analógica e uma digital, bem como a placa Ethernet onde os inversores PowerFlex 755TS farão parte da rede, já estão adicionados.

     
    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 7.png
     

    2 - Na barra de menu, clique em “comunicação” e escolha “download” nas opções que aparecem, depois clique novamente no botão na janela que se abre, conforme mostrado na imagem a seguir.

    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 8.png
     

    3 - Aguardamos o programa ser baixado para o controlador

    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 9.png
     

    4 - Finalmente, clicamos no botão Yes na janela que aparece após o programa ser carregado no controlador, para alterar o modo do controlador para “Remote Run”

    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 10.png
 
 
 
 
 
 

Aplicação e configuração de um sistema seguidor de torque com PowerFlex 755T e o uso do módulo TLink (módulo FO)

Versão 1.0 - Dezembro de 2024

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O conteúdo deste site foi traduzido usando inteligência artificial (IA) sem revisão nem edição humana. O conteúdo pode conter erros ou imprecisões e é fornecido “da forma como está” sem nenhum tipo de garantia. O texto oficial é a versão em inglês.
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