變頻控制技術在雙電機同步驅動同一負載中的應用

　　摘要：分析了雙向拉伸薄膜裝備橫向拉伸機（TDO）雙電機剛性連接同步驅動同一負載的負載平衡控制問題，提出了采用西門子6SE70系列矢量控制變頻器解決負栽平衡控制問題的具體方案，并對各控制方案進行了比較扣分析，經應用證實控制效果良好，滿足生產工藝要求。

　　關鍵詞：矢量控制變頻器；同步驅動；同一負栽；負載平衡

　　Frequency Control Technology in the Two-Synchronous Motor Drive the Same Load of TDO
LONG Cheng-zhong （Guilin Electrical Equipment Scienffic Research Institute，Guilin Cuangxi 541004，China）
Abstract：This paper analyses the load balancing of two synchronous motors when connecting by a steel axes in the transverse direction orienteer（TDO）of biaxially direction stretched filmproduction line，use the Siemens6SE70 series of vector control inverter to solve specific problems of load balancing control and the control programmers were compared and analyzed，the control system can be running well in actual application ．
Keywords：vector control converter ,simultaneously drive，same load，load balancing

　　以往薄膜幅寬在5．2 m 以下的雙向拉伸（B0PP或B0PET）薄膜成套設備中，通常橫向拉伸機（11）O）左右鏈鋏的傳動是由一臺電機通過左右傳動軸和齒輪箱及鏈輪驅動的；當薄膜幅寬超過5．2 In后，橫向拉伸機（rIDO）設備寬度相應要增加，而薄膜產量的提高，除了有寬幅的拉膜設備外，還需要大幅提升拉膜設備的生產速度。但生產速度的提高，使得齒輪傳動機構和連接軸的體積和質量都相應增加，若繼續(xù)沿用單電機的驅動方式，使得橫向拉伸機（TD0）的動態(tài)機械負載平衡性及可靠性和機加工精度都很難滿足生產工藝要求。為此，采用兩臺電機分別直接驅動左右齒輪箱和鏈輪，左右齒輪箱之間用一根傳動軸剛性連接，從而降低了傳動機械的轉動慣量和振動幅度，提高了動態(tài)機械負載平衡性及可靠性，降低了機加工難度。但由此引出的新問題是：如何使控制系統(tǒng)滿足驅動左右齒輪箱兩臺同功率電機的負載平衡和同步驅動的要求。對于橫向拉伸機（TDO）這樣的控制對象，對速度精度、轉矩動態(tài)響應、負荷自動分配等都有著比較嚴格的要求，而一般的V 控制的變頻器又難以滿足此要求。本文著重介紹了采用矢量控制變頻技術，實現(xiàn)2臺變頻器分別拖動2臺電機同步驅動同一負載，實現(xiàn)高精度、大轉矩調速的問題。

　　1 橫向拉伸機（TDO）對控制系統(tǒng)的要求

　　影響薄膜質量的因素有很多，如生產工藝參數(shù)、設備加工和安裝精度、生產溫度及速度的控制精度、生產操作人員的技能等，都會對薄膜質量產生影響。但從薄膜成套設備的角度來看，橫向拉伸機（ I1DO）對薄膜的質量特別是成膜率，有著直接的影響。由于橫向拉伸機的結構特點是用兩臺相同功率的交流電機分別驅動左右齒輪傳動機構，而左右齒輪傳動機構之間有-N性相連的連接軸，這樣就使得橫向拉伸機在傳動結構上和負載的性質上變成了兩臺電機同時驅動一個負載的形式（如圖1）。

　　如圖1所示，這種傳動結構形式的好處就是使得左右鏈條永遠I司步運行，而不會出現(xiàn)左右鏈條之間在運行過程中產生速差使薄膜破裂的現(xiàn)象。根據(jù)薄膜生產工藝的特點，橫向拉伸機（TD0）除了與整條生產線要保持速度鏈關系外，其本身左右鏈條的兩臺驅動電機還要保持速度同步和機械動態(tài)負載平衡的關系，否則將會出現(xiàn)因兩臺電機速度不同步，而造成兩臺電機承受的機械負載不平衡，出現(xiàn)一臺電機電流過大，而另一臺電機電流過小的情況。嚴重時還會造成變頻器因電流過大而頻繁出現(xiàn)過載保護現(xiàn)象，使得控制系統(tǒng)無法正常工作，這對控制系統(tǒng)和電機以及機械設備都是極為有害的。因此要求橫向拉伸機（TDO）的速度控制系統(tǒng)要有極高的穩(wěn)速精度和動態(tài)相應品質，確保機械負載的動態(tài)平衡。

　　2 橫向拉伸機（TDO）控制系統(tǒng)組成和工作原理