由于從機采用轉(zhuǎn)矩控制，其轉(zhuǎn)速由主機速度和機械耦合度共同決定。當(dāng)機械耦合緊密時，從機速度保持與主機同步；當(dāng)由于機械原因?qū)е埋詈隙茸儾顣r，從機實際負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少，來自主機的給定轉(zhuǎn)矩torqrefused大于從機的實際負(fù)載轉(zhuǎn)矩，從而引起從機轉(zhuǎn)速的迅速升高，直到達(dá)到其轉(zhuǎn)速的限幅值，如圖5（a）所示。此時，從機由轉(zhuǎn)矩控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣瓤刂品绞?，速度給定值為轉(zhuǎn)速限幅值。在工程中，為防止主從機速度相差過大，在從機的速度環(huán)節(jié)中增加了窗口控制功能。窗口控制原理如圖5（b）所示。當(dāng)從機轉(zhuǎn)速超過窗口控制所設(shè)定的轉(zhuǎn)速范圍后，窗口控制功能激活從機轉(zhuǎn)速pi調(diào)節(jié)器輸出torqref2，該輸出值與主機轉(zhuǎn)矩給定值的和作為最終的從機轉(zhuǎn)矩給定值torq ref used，保證從機轉(zhuǎn)速限制在窗口限定的范圍之內(nèi)。



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



　?。?/span>2） 主從機參數(shù)設(shè)置

　　abb acs800系列變頻器主從機參數(shù)設(shè)置如表1～#p#分頁標(biāo)題#e#2所示，具體信息可參考文獻(xiàn)［2］。



　　需要注意的是，當(dāng)從機采用跟隨主機轉(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)，從機遵循主機的轉(zhuǎn)矩給定信號，窗口控制將會保持從機速度調(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)的皮帶運輸機采用兩臺大功率電機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，即主機采用轉(zhuǎn)速控制方式，從機采用跟隨主機轉(zhuǎn)矩和跟隨主機轉(zhuǎn)速的控制方式。傳動系統(tǒng)參數(shù)如下：

　　電機參數(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 從機跟隨主機轉(zhuǎn)矩的控制方式

　　圖7為兩臺電機通過同一個減速機同軸聯(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)測主機和從機在工作過程中的轉(zhuǎn)速（［1］代表主機，［4］代表從機）、電流（［2］代表主機，［#p#分頁標(biāo)題#e#5］代表從機）和輸出轉(zhuǎn)矩（［3］代表主機，［6］代表從機）的波形。圖7中的數(shù)值為相應(yīng)的實測值。主機給定轉(zhuǎn)速為1480r/min。由圖可見，從機跟隨主機的轉(zhuǎn)矩輸出，兩電機分別輸出額定轉(zhuǎn)矩的約37.4%左右，負(fù)載分配基本平衡，兩電機實際輸出電流約為320a左右。由于主從機為剛性連接，主從機轉(zhuǎn)速由機械結(jié)構(gòu)保持同步，實際轉(zhuǎn)速為1480r/min左右。



　　3.2 從機跟隨主機轉(zhuǎn)速的控制方式

　　圖8為兩臺電機通過皮帶機同軸聯(lián)結(jié)（柔性連接）的主從波形圖。采用abb傳動調(diào)試軟件drivewindow監(jiān)測主機和從機在工作過程中的轉(zhuǎn)速（［1］代表主機，［3］代表從機）和輸出轉(zhuǎn)矩（［2］代表主機，［4］代表從機）的波形。圖中的數(shù)值為相應(yīng)的實測值。主機給定轉(zhuǎn)速為200r/min。由圖8可見，由于從機采用轉(zhuǎn)速控制，從機轉(zhuǎn)速保持與主機一致，維持在200r/min左右。由于系統(tǒng)為柔性連接，主從機所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩略有不同，因此，其輸出轉(zhuǎn)矩也略有差別，但基本維持在電機額定轉(zhuǎn)矩的28%左右，兩電機輸出功率基本相同。



4 結(jié)束語

　　由以上分析可知，在工業(yè)應(yīng)用中，針對同軸連接需要同步運行的場合，主從控制是一種最佳的選擇方案，不僅能夠保證多個同軸電機的同步運行，而且可較好地實現(xiàn)負(fù)載的均勻分配，減少了設(shè)備因不同步、負(fù)載分配不平衡而導(dǎo)致的系統(tǒng)故障和產(chǎn)品質(zhì)量差等現(xiàn)象的發(fā)生，保證了生產(chǎn)的正常高效的進(jìn)行。#p#分頁標(biāo)題#e#