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关于负荷平衡的理解

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关于负荷平衡的理解本人欲了解负荷平衡的各种情况!PLC控制器从变频器读回电机的实际转矩值,将该数值与三台电机转矩的平均值加以比较,算出每台装置输出转矩与平均值的差值,再取比例系数将转矩偏差换算成速度偏差,最后将速度偏差叠加到各传动装置的速度给定值上!希望给能够给出具体的参数设置!
这只是其中的一种,我们领导说好像有很多种算法,如果大家知道其他的方法,希望各位高手解答!


------PLC控制器从变频器读回电机的实际转矩值,将该数值与三台电机转矩的平均值加以比较,算出每台装置输出转矩与平均值的差值,再取比例系数将转矩偏差换算成速度偏差,最后将速度偏差叠加到各传动装置的速度给定值上! 在PLC逻辑程序里, 完成换算成速度偏差的所有计算。接下来, 通过某个Profibus PZD字发送给6SE70驱动, 比如说: P433= K3003 ( 第3个PZD字 ), 参数P433是斜坡发生器之前的附加给定!



-------6月中旬, 我在SINAMICS论坛里发起过一次讨论, 针对各电机驱动之间的联接情况(柔性? 或是刚性?)以及负载的类型, 限于篇幅太长, 大体总结下来的方法有以下:

方案一:主机为速度控制,从机为力矩控制。主机将速度控制器输出的力矩值, 直接传递给从机作为其力矩给定, 无速度限幅。
( 备注: 为了避免飞车现象,当从机的硬轴连接断裂时,应及时转化为速度控制; 或者使用自由功能块, 如果从机与主机的速度差超过限值+延时, 从机OFF2停机。)

方案二:主机为速度控制,从机也为速度控制。主机将速度控制器输出的力矩值,传递给从机作为其力矩限幅。从机的速度给定略大于主机 (通常大于约2~5%),使其速度环达到饱和。

方案三:主机为速度控制,从机也为速度控制。主机将速度控制器输出的积分量,传递给从机速度控制器作为其积分控制的设定值, 并且从机自己的积分功能取消。

方案四:从机速度环的力矩值减去主机速度环的力矩值,该力矩差值乘上相应的软化系数之后, 负叠加在从机的速度给定上进行控制。

方案五:从机以主机的速度信号作为基准,同时采集主机的电流信号和自己的电流信号进行PID调节,PID的输出乘以一个系数后叠加在自己的速度给定上加以控制。

方案六:电机驱动无主从之分, 均为速度控制, 读取各驱动的实际电流值, 然后算出电流平均值。如果实际电流值大, 那么它的速度附加给定就为-Δn; 如果实际电流值小, 那么它的速度附加给定就为+Δn。

方案七:电机驱动无主从之分, 均为速度控制, 每台驱动都有自己的速度环软化( Droop Compensation ) 。

----------楼主朋友, 你的负荷平衡对应着我们讨论的"方案六", 以电流或力矩来计算都可以。

方案六:电机驱动无主从之分, 均为速度控制, 读取各驱动的实际电流值, 然后算出电流平均值。如果实际电流值大, 那么它的速度附加给定就为-Δn; 如果实际电流值小, 那么它的速度附加给定就为+Δn。

-------我看归结起来负荷平衡就两种方法,1直接控制从机转矩,2从机速度加负荷平衡调节器。
还有一种不调的,靠电机机械特性自己平衡,如rober211的方案7。
每种方法都有不同的实现手段,就像rober211总结的。他们适用于不同的设备,一般硬连接轴适用直接控制转矩,软连接或没用直接连接的机械用负荷平衡调节器附加速度方式。
楼主应用的plc读取电流值、加速度微调量的方式,也适用于软连接方式,因为1网络速度一般较慢 2又经过内部计算,3最后再由给定通道加偏差。这3者都会影响响应的速度。如果需要快速不如将电流传至装置内部由装置计算偏差量直接附加在速调输入,这样只有网络速度影响。或者采用rober211的方案1。
方案2 对负转矩传输需要认真考虑,(附加速度方向,限幅如何加等)。一不小心就会错,慎重使用!

--------谢谢Robert 211 无私的经验总结,封精鼓励!

其实这几种方法里面,最简单、最容易实现也是目前采用最普遍的就是方案一和二。

-----------不错,3楼、6楼关于负荷平衡说,挺有意思。值得共享。

我对方案7,存有疑虑。这种控制要求的是两电机同步?那自己Droop自己,何来同步?好像没什么意义吧?因为两电机既不同轴,也不分主从,那控制什么?不就是自己控制自己吗?Droop不Droop有意义吗?没太明白。

谁能介绍下它的应用场合呢?

------------------我对方案7,存有疑虑。这种控制要求的是两电机同步?那自己Droop自己,何来同步?好像没什么意义吧?因为两电机既不同轴,也不分主从,那控制什么?不就是自己控制自己吗?Droop不Droop有意义吗?

----- 在港口或煤矿的皮带输送机, 通常有头部驱动和尾部驱动从两端来拖动很长的皮带, 两台电机驱动通过长皮带"柔性联接"。那么, 电机驱动之间无主从之分, 均为速度控制, 每台驱动都有自己的速度环软化( Droop Compensation ) 。很多项目上的皮带输送机, 调试之后的转矩分配效果很好!

---------------------方案三和四, 行业应用的特点非常明显。

方案三是广泛地使用在轧钢线的张紧辊系, 活套小车的驱动滚筒。
方案三:主机为速度控制,从机也为速度控制。主机将速度控制器输出的积分量,传递给从机速度控制器作为其积分控制的设定值, 并且从机自己的积分功能取消。

方案四是广泛地使用在纸机线的光压上、下辊, 施胶机上、下辊。
方案四:从机速度环的力矩值减去主机速度环的力矩值,该力矩差值乘上相应的软化系数之后, 负叠加在从机的速度给定上进行控制。

-------------另外,方案4我是理解的,它是在对从机的速度给定做微调补偿。但方案3,我觉得很蹊跷。主和从的积分是一样的,那P值呢?主的和从的一样吗?如果不一样,时间常数还是不同的呀,搞不懂这种负荷分配的工作原理。

总之,这些实际的主从控制方案,很有趣。很值得推敲、研究、借鉴。

------------------这样的系统一前一后(一高一低),如果出现互相“软化”,那不就使皮带(传送带)脉动了吗?会不会这样呢?这样的系统,转速给定是一个源?

--- 皮带的抖动确实有, 调好转矩分配之后, 皮带的抖动只是小幅度的。
--- 头部驱动和尾部驱动的转速给定是同一个源。

--------------------方案3,我觉得很蹊跷。主和从的积分是一样的,那P值呢?主的和从的一样吗?如果不一样,时间常数还是不同的呀,搞不懂这种负荷分配的工作原理。

---- 方案3是个很有趣的应用, 负荷分配的驱动组中每台电机功率是不一样的!
比如说, 轧钢线的酸洗段张紧辊系有4个传动辊子, 从前到后分别为 200KW, 160KW, 200KW, 250KW。带钢建立张力之后, 就开始使用方案3的负荷分配。
每台电机驱动的积分量%百分比是完全一样, 但是积分量绝对值是不同的, 电机驱动之间的转矩差值就是带钢需要的张力; 每台电机驱动有自己的P调节, 对自己的速度偏差可以微调, 因为速度环输出的力矩中积分量是主要的(实际观察约占95%以上)。



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