虚轴和主轴的运动同步控制系统 明扬工控专业设计 专业诚信

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现如今，一说到节能改造应用，想必大家的第一反应是：“

添加变频器”、“增加光伏发电”、“废水自我处理再利用”。但这次，我是给大家讲的是完全靠机械结构（摒弃变频器）就能达到节能效果的一款新型产品。

一、传统节能改造项目中，使用变频器的弊端：

1. 低端变频器变频输出带有很大的高刺谐波，造成EMC电磁环境干扰；

   
   

2. 因变频器自身工作需要带有风扇，其工作的时候还需要做到防尘措施（否则变频器电路板会因尘土而工作不良）；

   
   

3. 工况环境有腐蚀性气体的情况下，变频器的使用寿命会大幅缩减；

   
   

4. 在电网中大规模使用变频器，会对电网的电能质量（尤其是功率因数）造成下降；

   
   

5. 变频器对电机的弱磁区域控制实际效果并不理想…

二、新型节能OEM设备智能制造：虚轴和主轴的运动同步控制

上述对于变频节能控制的弊端，在下面我将要介绍的这款新型节能机械设备中完全迎刃而解。这款节能机械，完全是由国人自主发明，并付出实践得到实际效果的一款新型节能设备。

“电生磁、磁生电”的实验，在中学物理课程中就有所学到，但把它运用到实际工程中（尤其是在当今节能大环境趋势中）可谓是凤毛麟角。

而本次所介绍的OEM机器，其核心工作原理就是利用上述的物理结论：

利用电机旋转将永磁体带有的磁场变为旋转磁场；动力线圈会在旋转磁场的作用下产生反电动势；利用反电动势使带动的最终负载设备旋转。其中对负载设备调速的关键在于：调整旋转磁场的应用距离，从而调整磁通量的强弱程度，达到调整最终负载的转速效果。

在静态环境中，对于调整旋转磁场的强弱程度会显得比较容易；但如果在高速旋转（3000r/min）的动态环境中，调整旋转磁场的强弱程度，这就会需要使用运动控制（Motion Control）中动态追速控制。

追速控制在标准的PLCopen库中没有具体的FB块，这也就需要编程人员根据工艺设计人员提出具体的工艺要求，抽象出一般的控制方式，解析成数学模型，从而将其中的模型算法进行提炼，用高级语言代码编写出来，利用控制器的瞬时运算和实时输出的特性，从而实现高速动态的调速机制。

在此次项目中，将主电机（Master Motor）的速度反馈（编码器），设定为主轴模式（Master Axis）——虚轴（Virtual Axis）；将伺服电机设定为从轴模式（Slave Axis）——实轴（Actual Axis）。主轴的实时反馈的速度基础上叠加20~100转/分钟，从而实现对旋转磁场与动力线圈的距离调节和速度调节。

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