采用主從控制使變頻器得到理想同步控制效果解析方案

圖6為主機(jī)與從機(jī)為柔性連接時，從機(jī)跟隨主機(jī)速度給定的控制原理圖。主機(jī)為速度控制方式，轉(zhuǎn)速給定為speedref3。從機(jī)跟隨主機(jī)的轉(zhuǎn)速給定，給定值為speedref3，主機(jī)轉(zhuǎn)矩給定值無效。在此控制方式中，主機(jī)和從機(jī)轉(zhuǎn)矩下垂功能的使用保證了負(fù)載功率在主從機(jī)上的平均分配。當(dāng)從機(jī)因摩擦力下滑等原因出現(xiàn)部分卸載情況時，從機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩降低，在轉(zhuǎn)矩下垂功能的作用下，實(shí)際給定轉(zhuǎn)速略有升高，實(shí)際輸出功率變化不大。此時，主機(jī)承受的負(fù)載增加，其內(nèi)部輸出轉(zhuǎn)矩相應(yīng)提高，而轉(zhuǎn)矩下垂功能使給定轉(zhuǎn)速下降，從而保證主機(jī)輸出功率的平衡。當(dāng)從機(jī)摩擦力恢復(fù)后，從機(jī)承受的負(fù)載增加，內(nèi)部輸出轉(zhuǎn)矩相應(yīng)增加，實(shí)際給定轉(zhuǎn)速減少;主機(jī)承受負(fù)載減少，內(nèi)部輸出轉(zhuǎn)矩相應(yīng)減少，實(shí)際給定轉(zhuǎn)速相應(yīng)提高。由于轉(zhuǎn)矩下垂功能的存在，主從機(jī)在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載功率的平均分配。

(2) 主從機(jī)參數(shù)設(shè)置

abb acs800系列變頻器主從機(jī)參數(shù)設(shè)置如表1～2所示，具體信息可參考文獻(xiàn)[2]。

需要注意的是，當(dāng)從機(jī)采用跟隨主機(jī)轉(zhuǎn)矩控制時，如采用窗口控制功能，參數(shù)組60.02應(yīng)選擇參數(shù)add，表示窗口控制對轉(zhuǎn)矩控制模式下的從機(jī)進(jìn)行速度監(jiān)視。

在轉(zhuǎn)速偏差在參數(shù)定義的范圍內(nèi)，從機(jī)遵循主機(jī)的轉(zhuǎn)矩給定信號，窗口控制將會保持從機(jī)速度調(diào)節(jié)器的輸入和輸出為零。

若轉(zhuǎn)速偏差超出窗口范圍，窗口控制將誤差傳至速度調(diào)節(jié)器。速度調(diào)節(jié)器輸出將會增加或減少內(nèi)部轉(zhuǎn)矩給定值，將轉(zhuǎn)速限制在窗口定義的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。

3 應(yīng)用主從案例分析

山西朔州中煤集團(tuán)的皮帶運(yùn)輸機(jī)采用兩臺大功率電機(jī)主從連接的傳動方式，保證負(fù)載的分配平衡。由于應(yīng)用場合的差異，該廠采用了兩種不同的主從控制方式，即主機(jī)采用轉(zhuǎn)速控制方式，從機(jī)采用跟隨主機(jī)轉(zhuǎn)矩和跟隨主機(jī)轉(zhuǎn)速的控制方式。傳動系統(tǒng)參數(shù)如下：

電機(jī)參數(shù)：額定電壓為660v;額定電流為720.9a;額定功率為710kw;額定轉(zhuǎn)速為1448r/min;額定頻率為50hz。

變頻器：2 × acs800-07-1700-7

3.1 從機(jī)跟隨主機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制方式

圖7為兩臺電機(jī)通過同一個減速機(jī)同軸聯(lián)結(jié)(剛性連接)的主從波形圖。采用abb傳動調(diào)試軟件drivewindow監(jiān)測主機(jī)和從機(jī)在工作過程中的轉(zhuǎn)速([1]代表主機(jī)，[4]代表從機(jī))、電流([2]代表主機(jī)，[5]代表從機(jī))和輸出轉(zhuǎn)矩([3]代表主機(jī)，[6]代表從機(jī))的波形。圖7中的數(shù)值為相應(yīng)的實(shí)測值。主機(jī)給定轉(zhuǎn)速為1480r/min。由圖可見，從機(jī)跟隨主機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，兩電機(jī)分別輸出額定轉(zhuǎn)矩的約37.4%左右，負(fù)載分配基本平衡，兩電機(jī)實(shí)際輸出電流約為320a左右。由于主從機(jī)為剛性連接，主從機(jī)轉(zhuǎn)速由機(jī)械結(jié)構(gòu)保持同步，實(shí)際轉(zhuǎn)速為1480r/min左右。