多电机负荷分配的耦合特性与控制策略分析.pdf

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1、多电机负荷分配的耦合特性与控制策略分析孟彦京，等多电机负荷分配的耦合特性与控制策略分析AnaIysisoftheCoup¨ngCharacteristicsandControIStrategiesfOrMuIti—mOtOrLOadDisDatch孟彦妻旅游满(陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021)摘要：针对多电机的耦合特性复杂、负荷易失衡的特点，采用总线通信实时控制的方式对电机转矩与转速进行调节。通过分析多电机负荷分配中刚性耦合与柔性耦合的特点，提出了与其对应的总线通信转矩控制和总线通信转速控制的负荷分配控制

2、策略，并对这两种控制策略的稳定性做出了理论性分析。最后通过观测现场实时数据证明了控制策略的可行性。关键词：多电机负荷分配刚性耦合柔性耦合总线通信中图分类号：仰202文献标志码：AAbstract：Inaccordancewiththecomplicationofcouplingcharacte“sticsofmulti—motor，andthefeatureofloadimbalance，thetorqueandmtatingspeedofmotorareregulatedbyadoptingbuscommunica“onre

3、altimecontr01．Throughanalyzingthefeaturesofrigidcouplingandnexiblecouplinginloaddispatchingofmulti—motor，correspondingloaddispatchcontrolstrategiesofbuscommunicationtorquecontrolandbuscommunicationrotatingspeedcontr01areproposed，andthestabilityofthesetwocontrolstrat

4、egiesareanalyzedtheoreticaUy．Thefeasibilityofthecontmlstralegiesisveri6edthmughobservingrealtimeon—sitedata．Keywords：MuIti—motorLoaddispatchRigidcoupiingFlexiblecoupIingBuscommunication0引言在工业生产中，多电机的同步运行与负荷分配问题非常关键，比如在转炉和纸机的电气控制上。要求各部分电机的转速严格同步，而且多台电机要均衡分担负载，否则电机会出现

5、过压、过流现象，产品质量也难以保证[1j。为了解决这些问题，研究多传动系统中电机轴之间的耦合特性．进而提出相应的控制策略就显得尤为重要。据此，笔者根据自身相关经验并结合现场实际观测，对多电机的耦合特性与负荷分配进行了详细分析。1多电机的负荷分配在：F业应用中。同一台设备或同一条生产线通常采用多台电机分别拖动的方式，而这些电机的转速、转矩等参数要相互匹配。这种匹配表现为：在具有刚性耦合与柔性耦合的传动部分，不仅要维持转速的同步，还要具有负荷动态调整的功能。两台不同电机的机械特性如图1所示。对于同步转速n。相同的两台电机修改稿收到

6、日期：2012—07—10。第一作者孟彦京(1956一)，男，2012年毕业于陕西科技大学制浆造纸工程专业．获博士学位，教授：主要从事电力电子与电力传动、风力发电、电机软启动器等方面的研究．来说，由于机械特性硬度的不同，当实际转速都为n，时，电机1的转矩r。要大于电机2的转矩tm3

7、，因此．在拖动同一负载时会出现一台电机负载过轻、另一台电机负载过重。甚至超过额定负载的现象。对此必须进行负荷分配设计。性图1不同机械特性的对比Fig．1Comparisonofdifkrentmechanicalcharacteristics负荷分

8、配的任务是使拖动同一负载的多台电机的负载率相同口一。，即：￡。=鲁=￡：=乏=⋯=L。=乏=丢；c·，￡-2茸“z2麓一一一t2t2母o’式中：P。为第i台电机的负载功率；P。。为第i台电机的额定功率；￡。=}为第i台电机的负载率。实际控制中，电机功率是一间接量，电机的转矩反映了电机负荷的变化情况，可通过对电机转矩的控制l0PRoCESSAUTOMATIoNINSTRUMENTATIoNVoL34No．4April2013多电机负荷分配的耦合特性与控制策略分析孟彦京，等实现负荷分配的调节一。。2负荷分配的耦合特性一个由多电机拖

9、动的系统必须要进行负荷分配设计。而负荷分配的实现不仅需要传动单元对转速和转矩的精确控制，而且还要有各电动机轴之间耦合媒介的力的传递，而电动机轴之间的耦合特性又决定了负荷分配控制策略的选择。根据电动机轴耦合方式的不同，可将其分为刚性耦合与柔性耦合。2．1刚性耦合所谓刚性耦合，就