变频技术在双电机同步驱动控制中的研究

1、价值工程1问题的提出以往薄膜幅宽在5.2m以下的双向拉伸(B0PP或B0PET薄膜成套设备中,通常横向拉伸机(TDO左右链铗的传动是由一台电机通过左右传动轴和齿轮箱及链轮驱动的;当薄膜幅宽超过5.2m后,横向拉伸机(TDO设备宽度相应要增加,而薄膜产量的提高,除了有宽幅的拉膜设备外,还需要大幅提升拉膜设备的生产速度。但生产速度的提高,使得齿轮传动机构和连接轴的体积和质量都相应增加,若继续沿用单电机的驱动方式,使得横向拉伸机(TDO的动态机械负载平衡性及可靠性和机加工精度都很难满足生产工艺要求。为此,采用两台电机分别直接驱动左右齿轮箱和链轮,左右齿轮箱之间用一根传动轴刚性连接,从而降低了传动机械

2、的转动惯量和振动幅度,提高了动态机械负载平衡性及可靠性,降低了机加工难度。但由此引出的新问题是:如何使控制系统满足驱动左右齿轮箱两台同功率电机的负载平衡和同步驱动的要求。2横向拉伸机(TDO对控制系统的要求影响薄膜质量的因素有很多,如生产工艺参数、设备加工和安装精度、生产温度及速度的控制精度、生产操作人员的技能等,都会对薄膜质量产生影响。但从薄膜成套设备的角度来看,横向拉伸机(TDO对薄膜的质量特别是成膜率,有着直接的影响。根据薄膜生产工艺的特点,横向拉伸机(TDO除了与整条生产线要保持速度链关系外,其本身左右链条的两台驱动电机还要保持速度同步和机械动态负载平衡的关系,否则将会出现因两台电机速

3、度不同步,而造成两台电机承受的机械负载不平衡,出现一台电机电流过大,而另一台电机电流过小的情况。严重时还会造成变频器因电流过大而频繁出现过载保护现象,使得控制系统无法正常工作,这对控制系统和电机以及机械设备都是极为有害的。因此,要求横向拉伸机(TDO的速度控制系统要有极高的稳速精度和动态相应品质,确保机械负载的动态平衡。3横向拉伸机(TDO控制系统组成和工作原理3.1变频器的选择采用一般的通用变频器给异步电动机供电时,可以实现电机无级平滑调速。但是,调速时有静差,精度不高,调速范围在h10左右,而且不能像直流调速系统那样提供很高的动态性能。所以,一般V/F控制模式的变频器不论是静态的稳速精度还

4、是动态响应速度,都无法满足薄膜生产工艺的要求。而矢量控制变频器的特点是:采用由转子磁链决定d-轴方向的dq同步旋转坐标系,把异步电机的定子电流分解为其励磁分量和转矩分量,得到类似于直流电机的转矩模型,再采取措施把非线性系统变换成两个独立的转速和转子磁链的子系统,从而模仿直流电机分别用PI调节器进行控制。所以,矢量控制变频器有像直流调速系统那样优异的调速精度和动态响应速度以及很宽的调速范围(h100和完备的转矩控制功能,完全能满足薄膜生产工艺要求。所以在该控制系统中选择西门子6SE70系列矢量控制变频器作为电机的速度控制调节器和转矩控制调节器。3.2双电机同步驱动同一负载的基本要求两台矢量控制变

5、频器驱动2台电机拖动同一个机械负载的基本要求是:两台变频器必须保持严格的同步运行关系;两台变频器之间实现动态和稳态负载的自动平衡分配。4结论根据双向拉伸薄膜横向拉伸机(TDO设备中两台电机同步拖动同一负载的实际情况及薄膜的生产工艺要求,提出了采用两台矢量控制变频器分别驱动两台电机的转矩跟踪控制方案,其中方案二已经实验证实可行,方案三已在一条5.2m双向拉伸薄膜生产线的横向拉伸机(TDO上得到了实际应用。经过数年的运行,证实该控制方案完全满足横向拉伸机(TDO的生产工艺要求,控制效果良好。这些方案也可应用到冶金、起重、造纸、玻璃、装卸等行业中,需用两台电机同步运行并自动保持负载转矩平衡分配拖动同

6、一负载的场合。同时,对其他有类似的控制要求的行业,也有很好的借鉴意义和广泛的应用前景。变频技术在双电机同步驱动控制中的研究Study on the Application of Converter Technique at Double-generator Synchronized Drive Control李林Li Lin(江苏省仪征工业学校,仪征211400(Jiangsu Yizheng Industrial School,Yizheng211400,China摘要:本文分析了双向拉伸薄膜装备横向拉伸机(TDO双电机刚性连接同步驱动同一负载的负载平衡控制问题,提出了采用西门子6SE70系

7、列矢量控制变频器解决负栽平衡控制问题的具体方案,并对各控制方案进行了比较和分析,经应用证实控制效果良好,满足生产工艺要求。Abstract:The paper analyzes the biaxial tension diaphragm equipment TDO double-generator rigid connection synchronized drive simultaneous load balance control problem and proposes the adopting of Siemens6SE70vector control frequency transformer to solve load balance control and compares and analyzes each control plan.The practice proves that the control effect is good which could meet production process demand.关键词:矢量控制变频器;同步驱动;同一负栽;负载平衡Key words:vector control frequency transformer;synchronized drive;simultane