變頻控制技術(shù)在雙電機(jī)同步驅(qū)動同一負(fù)載中的應(yīng)用

　　摘要：分析了雙向拉伸薄膜裝備橫向拉伸機(jī)（TDO）雙電機(jī)剛性連接同步驅(qū)動同一負(fù)載的負(fù)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(fù)栽平衡控制問題的具體方案，并對各控制方案進(jìn)行了比較扣分析，經(jīng)應(yīng)用證實控制效果良好，滿足生產(chǎn)工藝要求。

　　關(guān)鍵詞：矢量控制變頻器；同步驅(qū)動；同一負(fù)栽；負(fù)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(shè)備中，通常橫向拉伸機(jī)（11）O）左右鏈鋏的傳動是由一臺電機(jī)通過左右傳動軸和齒輪箱及鏈輪驅(qū)動的；當(dāng)薄膜幅寬超過5．2 In后，橫向拉伸機(jī)（rIDO）設(shè)備寬度相應(yīng)要增加，而薄膜產(chǎn)量的提高，除了有寬幅的拉膜設(shè)備外，還需要大幅提升拉膜設(shè)備的生產(chǎn)速度。但生產(chǎn)速度的提高，使得齒輪傳動機(jī)構(gòu)和連接軸的體積和質(zhì)量都相應(yīng)增加，若繼續(xù)沿用單電機(jī)的驅(qū)動方式，使得橫向拉伸機(jī)（TD0）的動態(tài)機(jī)械負(fù)載平衡性及可靠性和機(jī)加工精度都很難滿足生產(chǎn)工藝要求。為此，采用兩臺電機(jī)分別直接驅(qū)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(jī)械的轉(zhuǎn)動慣量和振動幅度，提高了動態(tài)機(jī)械負(fù)載平衡性及可靠性，降低了機(jī)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(qū)動左右齒輪箱兩臺同功率電機(jī)的負(fù)載平衡和同步驅(qū)動的要求。對于橫向拉伸機(jī)（TDO）這樣的控制對象，對速度精度、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)、負(fù)荷自動分配等都有著比較嚴(yán)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(shù)，實現(xiàn)2臺變頻器分別拖動2臺電機(jī)同步驅(qū)動同一負(fù)載，實現(xiàn)高精度、大轉(zhuǎn)矩調(diào)速的問題。

　　1 橫向拉伸機(jī)（TDO）對控制系統(tǒng)的要求

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

　　如圖1所示，這種傳動結(jié)構(gòu)形式的好處就是使得左右鏈條永遠(yuǎn)I司步運行，而不會出現(xiàn)左右鏈條之間在運行過程中產(chǎn)生速差使薄膜破裂的現(xiàn)象。根據(jù)薄膜生產(chǎn)工藝的特點，橫向拉伸機(jī)（TD0）除了與整條生產(chǎn)線要保持速度鏈關(guān)系外，其本身左右鏈條的兩臺驅(qū)動電機(jī)還要保持速度同步和機(jī)械動態(tài)負(fù)載平衡的關(guān)系，否則將會出現(xiàn)因兩臺電機(jī)速度不同步，而造成兩臺電機(jī)承受的機(jī)械負(fù)載不平衡，出現(xiàn)一臺電機(jī)電流過大，而另一臺電機(jī)電流過小的情況。嚴(yán)重時還會造成變頻器因電流過大而頻繁出現(xiàn)過載保護(hù)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(jī)以及機(jī)械設(shè)備都是極為有害的。因此要求橫向拉伸機(jī)（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(yīng)品質(zhì)，確保機(jī)械負(fù)載的動態(tài)平衡。

　　2 橫向拉伸機(jī)（TDO）控制系統(tǒng)組成和工作原理