西門子觸摸屏一級代理|中國地區(qū)代理商根據(jù)2.1節(jié)的動態(tài)與穩(wěn)態(tài)的過程分析，主從控制的目標(biāo)依然是速度及轉(zhuǎn)矩的一致性，需要保證動態(tài)的過渡過程是收斂的，快速進(jìn)入到穩(wěn)定狀態(tài)。
據(jù)此提出如下的主從控制方案：主機(jī)速度調(diào)節(jié)器為PI控制+從機(jī)速度調(diào)節(jié)器為P控制，且將主機(jī)速度調(diào)節(jié)器的積分控制分量傳遞給從機(jī)做轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。
圖4 主從方案配置速度調(diào)節(jié)器PI的控制特點(diǎn)：比例控制P輸出控制量的大小決定于偏差量，即Kp??n(TN)，或者說P控制是一類有差控制；積分控制I輸出控制量是偏差量的累積，KI?∑(i=1,N)?n(Ti)，對于一階激勵來講是可實(shí)現(xiàn)無差控制。
對于主機(jī)來講采用速度調(diào)節(jié)器為PI控制，實(shí)現(xiàn)工藝（一般都是一階激勵）轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速無差控制，在動態(tài)過程中由于從機(jī)的速度調(diào)節(jié)器采用P控制，從而使從機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與通過機(jī)械耦合的主機(jī)轉(zhuǎn)速形成速度偏差，這樣與由上述描述的應(yīng)用場景所造成的偏差趨勢是一致的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了從機(jī)與主機(jī)的“解耦合"，減小主從之間動態(tài)過程所產(chǎn)生偏差的強(qiáng)耦合影響，減小系統(tǒng)振蕩的程度。
穩(wěn)態(tài)時，由于?n→0，那么matchmatch決定于積分控制量。
由于主從采用一致的積分控制，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速一致性與負(fù)荷均勻分配的實(shí)現(xiàn)。
優(yōu)點(diǎn)：有效解決主從驅(qū)動系統(tǒng)的強(qiáng)耦合所帶來的動態(tài)過程的系統(tǒng)振蕩；實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速一致與負(fù)荷均勻分配的控制目標(biāo)；由于都采用速度閉環(huán)控制，原則上不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩控制模式的飛車情況；缺點(diǎn)：主從控制結(jié)構(gòu)的不同，需要額外控制邏輯管理主從關(guān)系等。
2.3 使用條件對于低速大轉(zhuǎn)矩應(yīng)用，控制精度要求較高的情況，推薦采用帶編碼器的矢量控制。
原因在于矢量控制的模型切換，較低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時，若無編碼器運(yùn)行時系統(tǒng)相當(dāng)于開環(huán)控制，速度調(diào)節(jié)器輸出為0，顯然是無法實(shí)現(xiàn)圖4的主從控制方案。
圖5 低速下無編碼器矢量控制的輸出特性2.4 參數(shù)設(shè)置 實(shí)現(xiàn)從機(jī)速度調(diào)節(jié)器P控制，引入主機(jī)的積分控制量作為附件轉(zhuǎn)矩給定的參數(shù)設(shè)置方案。
1）設(shè)置速度調(diào)節(jié)器P模式+附加轉(zhuǎn)矩給定，參數(shù)設(shè)置如下：2）設(shè)置速度調(diào)節(jié)器P模式+積分控制器強(qiáng)置模式，參數(shù)設(shè)置如下：2.5 案例分析轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)是典型大比例減速比齒輪嚙合的多機(jī)傳動系統(tǒng)。
如圖6所示是一類典型傾動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6 轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)驅(qū)動示意圖圖中展示了4套驅(qū)動系統(tǒng)通過齒輪嚙合，共同驅(qū)動傾動機(jī)械及負(fù)載（爐內(nèi)鋼水）。
其控制目標(biāo)是4臺電機(jī)轉(zhuǎn)速一致，負(fù)荷均勻分布。
由于齒輪嚙合方式帶來的問題是齒隙，如圖7所示。
圖7 齒輪嚙合帶來的齒隙這將導(dǎo)致4臺電機(jī)的轉(zhuǎn)速在瞬態(tài)會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不一致的情況。
進(jìn)而負(fù)荷分配不均容易出現(xiàn)打齒，一方面造成系統(tǒng)振蕩，另一方面損耗齒輪箱。
按圖4給出的主從配置方案能夠有效解決上述問題，實(shí)現(xiàn)傾動系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
設(shè)備運(yùn)行過程中4臺電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩曲線如圖8所示。
圖8 4臺傾動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線3 Droop控制3.1 方案配置Droop控制方案即利用變頻器的Droop（軟化/下垂）功能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分配的方案。
Droop方案包括不分主從的各自Droop方案和Droop加補(bǔ)償?shù)闹鲝目刂品桨傅取?br>下面詳細(xì)介紹不分主從的各自Droop方案。
該方案不分主設(shè)備和從設(shè)備，每臺變頻器各自激活Droop功能。
Droop輸入信號源采用自身的轉(zhuǎn)矩設(shè)定值。
按照預(yù)先設(shè)置好的Droop系數(shù)得到一條Droop曲線，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)矩增大時，輸出轉(zhuǎn)速隨之減小。
Droop曲線如下圖所示：圖9 Droop特性曲線實(shí)際運(yùn)行時，如果某臺變頻器運(yùn)行速度比另一臺變頻器高，那么它會拖動另一臺變頻器驅(qū)動的電機(jī)，此時其輸出轉(zhuǎn)矩會增大，受到Droop功能的作用，轉(zhuǎn)矩增大會導(dǎo)致其轉(zhuǎn)速減小，與另一臺變頻器趨于同步。
而轉(zhuǎn)速低的變頻器其輸出轉(zhuǎn)矩小甚至輸出符號為負(fù)的制動轉(zhuǎn)矩，那么受到Droop功能的作用，轉(zhuǎn)矩減小會導(dǎo)致其轉(zhuǎn)速增大，與另一臺變頻器趨于同步。
多臺變頻器各自激活Droop功能時就能時刻通過調(diào)整自己的輸出轉(zhuǎn)速而達(dá)到動態(tài)的平衡。
該方案不區(qū)分主設(shè)備和從設(shè)備，故障時無需切換主從設(shè)備，參數(shù)設(shè)置較簡單。
對于柔性連接效果較好。
實(shí)際運(yùn)行速度無法**控制，根據(jù)負(fù)載工況的變化速度會在一定范圍內(nèi)變化。
3.2 參數(shù)設(shè)置西門子變頻器Droop功能原理圖如下：圖10 西門子變頻器Droop功能原理圖各臺變頻器各自采用Droop的方式，各自轉(zhuǎn)矩設(shè)定值作為Droop輸入信號源，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：3.3 案例分析常見的軟連接負(fù)荷分配應(yīng)用案例包括帶式輸送機(jī)。
如下圖所示的帶式輸送機(jī)，采用3個驅(qū)動輪和一個張緊輪，其中頭部有兩個驅(qū)動輪，尾部有一個驅(qū)動輪。
每個驅(qū)動輪各有一臺電機(jī)驅(qū)動，分別通過一臺變頻器實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的啟停和調(diào)速。