可編程控制器解決車輛分散驅(qū)動(dòng)的同步控制問題

當(dāng)車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用分散驅(qū)動(dòng)時(shí), 受電機(jī)轉(zhuǎn)速不同步的影響, 可導(dǎo)致車體運(yùn)行不協(xié)調(diào), 進(jìn)而使電機(jī)轉(zhuǎn)速偏離正常值, 嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備損壞。因此,解決車輛驅(qū)動(dòng)電機(jī)在分散驅(qū)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電機(jī)轉(zhuǎn)速不同步問題具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文介紹一種利用 plc解決車輛分散驅(qū)動(dòng)時(shí)電機(jī)速度同步的先進(jìn)實(shí)用的控制方法。

2 問題的提出

　　目前, 車輛的運(yùn)行設(shè)備一般采用集中驅(qū)動(dòng)（ 見圖1） 和分散驅(qū)動(dòng)（ 見圖2） 兩種方式。集中驅(qū)動(dòng)變頻器與電機(jī)的關(guān)系是“一拖多”; 分散驅(qū)動(dòng)時(shí)兩者的關(guān)系是“一拖一”。

“ 一拖多”的優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單, 操作維護(hù)方便,但采用集中驅(qū)動(dòng)布置, 要求車體具備較大的空間。當(dāng)車輛負(fù)載很大或者車體空間受到限制的時(shí)候, 通常采用“一拖一”的分散驅(qū)動(dòng)方式, 因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊,布局簡(jiǎn)單。但一拖一對(duì)變頻器和電機(jī)有較高的要求, 特別是同步問題難以解決。如果電機(jī)轉(zhuǎn)速不一致, 會(huì)出現(xiàn)變頻器相對(duì)逆向做功, 輸出電流過大導(dǎo)致跳閘, 影響車輛的工作效率和電氣設(shè)備的使用壽命。如果轉(zhuǎn)速偏差過大, 則導(dǎo)致車體變形, 影響使用。

為實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)牽引電機(jī)的速度同步, 采用兩臺(tái)變頻電機(jī)牽引, 并分別采用變頻器調(diào)速進(jìn)行矢量閉環(huán)控制, 用PLC直接控制兩臺(tái)變頻器。在控制中, PLC與變頻器之間采用Profibus 聯(lián)接, 保證輸出信號(hào)源的同步性。以牽引電機(jī)1 的速度為目標(biāo)速度, 由牽引電機(jī)2 的變頻器來調(diào)節(jié)其速度以跟蹤牽引電機(jī)1的速度。將兩臺(tái)增量式旋轉(zhuǎn)編碼器與電機(jī)同軸聯(lián)接, 使編碼器1 和編碼器2 分別采集兩臺(tái)電機(jī)的速度脈沖信號(hào), 并將該信號(hào)送到PLC 的高速計(jì)數(shù)模塊中。PLC 以這兩個(gè)速度信號(hào)數(shù)據(jù)作為輸入控制量,進(jìn)行比例積分控制運(yùn)算（ PID） , 運(yùn)算結(jié)果作為輸出信號(hào)送至PLC 的模擬量模塊, 以控制牽引電機(jī)2 的變頻器。這樣, 就可以保證牽引電機(jī)2 的速度跟蹤并隨著牽引電機(jī)1 速度的變化而發(fā)生變化。使兩個(gè)速度保持同步。

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