[發明專利]多電機同步控制系統

有效

• 申請號: 201210352344.X
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102857171A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 杜心林;鄭曉江;李瑞英
• 申請（專利權）人: 北京合康億盛變頻科技股份有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝

技術領域

本發明應用于工業電氣傳動領域，涉及對多電機的同步控制。

背景技術

電機控制通常有三種方式：V/F控制、無速度傳感器矢量和有速度傳感器矢量控制；在V/F控制方式中，它是一種宏觀控制，用于多電機的同步控制時，在微觀上主機和從機差別不大；同步控制比較容易實現；在有速度傳感器矢量控制中，它的電機速度是通過碼盤測算出來的，精度較高；主機和從機的同步控制也很容易實現；而無速度傳感器矢量控制就不一樣了，它的電機速度是估算出來的，精度與電機參數有關，參數越準精度越高；但電機參數很難精確測量，所以用于多電機同步控制時，因主從電機速度的辨識有偏差，同步控制比較困難。這里所說的同步控制包括：主機和從機同軸（剛性聯接）與不同軸（柔性聯接）的方式。硬件上，主機和從機之間的信號傳送目前廣泛使用的是電傳。

由于無速度傳感器矢量控制免除了安裝碼盤等麻煩，與V/F控制、有速度傳感器矢量控制相比，適用范圍更廣。但由于無速度傳感器失量控制中辯識電機的速度是核心技術，而電機參數的一致性對電機速度的辨識有很大影響，就是同型號同批生產的電機參數也有微小差別，都會影響電機速度的辨識；再有每一臺變頻器的速度環都是相互獨立的，這樣，對多臺電機進行同步控制時，在某一瞬間有一臺在加速而另一臺也可能在減速，這就出現了頂牛等問題。

本發明的目的在于解決現有技術中存在的問題，即使主機和從機通過估算或測得的轉速與實際的轉速有誤差，也能使主機和從機很好地保持同步運行，避免頂牛等問題發生。

發明內容

本發明的技術方案是將主機的電機狀態及時、準確傳遞到各個從機；其中包括：電機起/停、電機轉矩電流、電機轉差率、電機估算轉速。在從機的同步速與主機的同步速的差值大于同步速限幅值時，限制從機的同步速，使從機與主機保持同步。

附圖說明

圖1是本發明的多電機同步控制系統的說明框圖；

圖2是主機控制裝置的系統框圖；

圖3是從機控制裝置的系統框圖；

圖4是從機同步速限幅流程圖；

具體實施方式

如圖1所示，多電機系統由主機1a、從機2a、從機3a、從機4a構成。主機1a、從機2a、從機3a、從機4a同軸剛性聯接分別由主機控制裝置1、從機控制裝置2、從機控制裝置3、從機控制裝置4控制。主機控制裝置1、從機控制裝置2、從機控制裝置3、從機控制裝置4分別采用無速度傳感器失量控制，使主機1a、從機2a、從機3a、從機4a保持同步運行。主機控制裝置1與從機控制裝置(2、3、4)通過光傳相連，主機1a的狀態如，起/停、轉差率、轉矩電流，主機1a的估算速度(辨識速度)等通過光傳，周期性的傳輸到各從機控制裝置(2、3、4)。各從機控制裝置(2、3、4)結合主機1a的狀態，調整從機(2a、3a、4a)的同步速，使從機(2a、3a、4a)與主機1a保持同步運行。在本實施方式中，從機2a、從機3a、從機4a及從機控制裝置2、從機控制裝置3、從機控制裝置4采用相同的結構，以下，以主機控制裝置1、從機控制裝置2為例進行說明。

圖2是主機控制裝置的系統框圖，如圖2所示，主機控制裝置1由主機變頻器1b，主機轉矩電流/勵磁電流計算器1c，主機轉差率計算器1d，主機轉速估算器1e，主機轉速控制器1f，主機轉速PI調節器1g，主機轉矩電流計算器1h，主機勵磁電流計算器1i，主機變頻控制器1j構成。

主機轉矩電流/勵磁電流計算器1c根據主機1a的驅動電流(ia1、ib1、ic1)通過坐標轉換的方法求得主機1a的轉矩電流it1，勵磁電流im1。

主機轉差率計算器1d根據主機1a的轉矩電流it1，勵磁電流im1計算出主機1a的轉差率ωs1。

主機轉速估算器1e根據主機1a的驅動電流(ia1、ib1、ic1)及驅動電壓(va1、vb1、vc1)通過估算的方式計算出主機1的估算轉速ω1。估算方法采用現有技術如利用電機的數學模型進行估算。

估算轉速ω1反饋到主機轉速控制器1f。主機轉速控制器1f計算轉速的目標值ωref與估算轉速ω1之間的差值，該差值作為控制量經主機轉速PI調節器1g比例積分(PI)運算后，由主機轉矩電流計算器1h計算出轉矩電流itref1。主機變頻控制器1j根據主機1a的轉差率ωs1和估算轉速ω1計算主機1a的同步速x，對同步速x進行積分運算求得轉子磁鏈位置θ，由轉子磁鏈位置θ，對主機的轉矩電流itref1和勵磁電流imref1進行坐標轉換產生控制信號對主機變頻器1b進行控制，使主機的轉速與目標值ωref保持一致。