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负荷分配控制的原理与实现

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发表于 2012-1-1 09:38:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、负荷分配问题的产生     在纸机传动控制系统中经常遇到由几台电机同时拖动同一负载的情况。如网部真空伏辊、驱网辊同时带一条网;压榨部真空吸移、真空压榨等复合压榨;光压上、下辊;施胶机上、下辊;等都属于多电机传动。所以类似这样的传动只有电动机速度同步并不能满足实际系统的工作要求,实际系统还要求各传动点电机负载率相同,否则会出现某台电机出力大,某台电机出力小的情况。影响正常抄纸,甚至有可能撕坏毛布或造成断纸。这些传动组中各分部要求有负荷分配控制。      二、负荷分配控制原理     在多电机传动控制过程中各分部电机的负载率相同,即δ=P/Pa相同(P为电机所承担的负载功率,Pa为电机额定功率)。在负荷分配调节过程中不能影响本传动组以外各分部的速度。     负荷分配控制:选取传动组中的一个分部作为主传动,连接在主速度链上,其余各分部作为辅传动。如图所示,分部1和分部5传动组的前一级和后一级,负荷分配以分部2为主传动,分部3和分部4,处于速度链的子链上。P2a、P3a、P4a为三台电机额定功率,Pa为额定总负载功率,Pa=P2a+P3a+P4a。P为实际总负载功率,P2、P3、P4为电机实际负载功率,则P=P2+P3+P4。系统工作要求P2=P* P2a/ Pa,P3=P* P3a/ Pa,P4=P* P4a/ Pa。负荷分配的目的就是使P2、P3、P4满足上述要求。     在实际控制过程中,电机功率是间接量,实际控制的是电机的转矩(或转据电流)百分量。           三、负荷分配功能常用的几种方法    1、使用PLC通讯控制变频器    现在大多数造纸机传动控制系统都用二级控制,即PLC+变频器。主要是通过变频器本身的物理接口或扩展通讯板,将变频器接入现场总线, 变频器与PLC进行通讯,交换数据。负荷分配的思路是通过通讯,PLC读取各分部的转矩值,将主、辅传动的转矩进行比较,再通过PLC通讯调节各辅传动的给定频率,加大或减小该分部电机的转差率,从而调节该分部电机的转矩。    这种控制方法目前使用广泛,工作可靠,控制精度高。    2、使用高性能变频器的转矩控制功能    SIEMENS公司的6SE70系列工程型变频器和ABB公司的ACS600系列变频器,这些变频器可以通过转矩控制方式实现负荷分配的目的。    方法是:以一台变频器作为主传动,这台变频器为速度控制模式,其余的辅传动选用转矩控制模式,将主传动的转矩输出作为辅传动的转矩给定,这样辅传动的给定信号是转矩而非频率。辅传动跟随主传动的转矩的变化而变化,起到负荷分配控制的目的。    这种控制方式的控制精度高,动态响应快,但适用范围小,对负载有一定的要求。这是因为辅传动负载转矩较大时,电机转速低,负载转矩较小时,电机转速高,空载时甚至可以达到最大频率,这种特性有些像直流调速上的速度调节器饱和的电流控制方法。所以要求负载载运行时必须一直处于加压状态或类似刚性连接,比如光压上、下辊。    3、利用各种系列变频器的特殊软件实现负荷分配控制    许多公司都有解决多电机传动的负荷分配控制的方案,如SIEMENS公司的PID自由功能块、ABB公司的主从应用宏软件。其控制原理与负荷分配原理是一样的,同样可以获得非常好的控制精度。像SIEMENS公司的PID自由功能块和ABB公司的主从应用宏在目前的负荷分配控制中应用非常广泛。    4、使用PLC扩展A/D模块实现负荷分配控制    有些变频器没有通讯功能,负荷分配控制只能通过端口控制。我们利用PLC作为负荷分配控制器,在PLC上扩展A/D模块,采用电机电流,依据负荷分配控制原理经过PLC运算处理,完成负荷分配控制功能。    5、通过转矩限幅间接实现负荷分配功能    这种方法是通过让辅传动的速度不比主传动的慢,可以稍微快一点点,然后给辅传动加上转矩限幅使得主辅传动的转矩基本保持平衡,以达到负荷分配的目的。    四、负荷分配控制功能的要求     造纸机传动控制系统负荷分配要求速度稳定,分配平衡。纸机负载多变,传动情况复杂,所以要求负荷分配快速稳定无振荡,能够随时适应负载变化。
 楼主| 发表于 2012-1-1 16:10:52 | 显示全部楼层
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发表于 2012-1-2 20:38:57 | 显示全部楼层
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发表于 2012-1-16 19:03:39 | 显示全部楼层
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发表于 2012-3-27 21:29:25 | 显示全部楼层
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发表于 2012-7-18 13:00:55 | 显示全部楼层
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发表于 2014-8-8 14:33:15 | 显示全部楼层
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