新年伊始，萬象更新，天拓四方一如既往陪伴大家，與各位粉絲繼續(xù)分享傳動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。2017年和大家分享了變頻器的硬件結(jié)構(gòu)、變頻器常見故障分析、機(jī)械負(fù)載類型。在接下來的幾期中，天拓將為大家介紹有關(guān)變頻器維修現(xiàn)場應(yīng)用中會(huì)常遇到的一些問題、常見的處理方法、典型案例分析等等，希望會(huì)對大家有所幫助。
      18年的*周，我們先來講下傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷平衡及相關(guān)應(yīng)用。

       一、負(fù)荷平衡概述
1. 負(fù)荷，通常指機(jī)器或原動(dòng)機(jī)所克服的外界阻力；而在整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，會(huì)遇到多臺(tái)電機(jī)（一般電機(jī)功率相等）同時(shí)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，需要研究每臺(tái)電機(jī)的實(shí)際出力情況，以及各個(gè)電機(jī)之間相互協(xié)調(diào)的情況，通過變頻器對電機(jī)進(jìn)行控制，從而滿足生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力需求。
2. 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中負(fù)荷平衡本質(zhì)：
在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中，兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上電機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一個(gè)機(jī)械負(fù)載，使得兩臺(tái)(或者多臺(tái)）電機(jī)出力相同，即電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩相同，由變頻器進(jìn)行控制和驅(qū)動(dòng)，zui終拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載平穩(wěn)運(yùn)行的控制方式。（Load Sharing ）
3. 典型負(fù)荷平衡的機(jī)械耦合形式：
A、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性連接：（比如一個(gè)滾筒的兩端驅(qū)動(dòng) ）
 
B、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)靠齒輪嚙合：（比如一個(gè)齒盤回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng) ）
 
C、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)柔性連接：（比如一個(gè)長皮帶的驅(qū)動(dòng) ）
 
二、變頻器實(shí)現(xiàn)負(fù)荷平衡的控制方法
在多機(jī)傳動(dòng)中，速度同步運(yùn)行是zui基本的控制方式，可以根據(jù)不同的耦合方式選擇不同的負(fù)荷平衡方法。一般電動(dòng)機(jī)軸耦合方式分為兩種，一種為剛性耦合，另外一種為柔性耦合，根據(jù)不同的耦合方式，選擇不同的控制方式。
所謂剛性耦合，即電動(dòng)機(jī)軸之間通過萬向節(jié)、傳動(dòng)輥、齒輪等硬連接方式進(jìn)行耦合。在這種情況下，只要其中一個(gè)傳動(dòng)運(yùn)行，另外一個(gè)或幾個(gè)傳動(dòng)也將同時(shí)運(yùn)行，多電機(jī)之間不能有速度誤差。如果電動(dòng)機(jī)軸剛性耦合，其主從控制遵循下列控制方式：
（1）主傳動(dòng)單元為速度控制；
（2）從傳動(dòng)單元跟隨主傳動(dòng)單元的轉(zhuǎn)矩給定。
所謂柔性耦合，即幾個(gè)不同的電動(dòng)機(jī)軸之間通過物料、皮帶等軟連接方式進(jìn)行耦合。在這種情況下，只要其中一個(gè)傳動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，另外一個(gè)或幾個(gè)傳動(dòng)也將被拖動(dòng)，但也有可能打滑，多電機(jī)之間允許存在細(xì)微的速度誤差。如果電動(dòng)機(jī)軸柔性耦合，其主從控制遵循下列控制方式：
（1）主傳動(dòng)單元為速度控制；
（2） 從傳動(dòng)單元跟隨主傳動(dòng)單元的速度給定。
負(fù)荷平衡，主從變頻器采用的控制方式：
轉(zhuǎn)矩耦合模式
（1）主裝置為速度閉環(huán)，速度調(diào)節(jié)器使用PI調(diào)節(jié)器
（2）從裝置為速度閉環(huán)，速度調(diào)節(jié)器使用P調(diào)節(jié)器
（3）將主裝置速度調(diào)節(jié)器輸出的積分量轉(zhuǎn)矩給定作為從裝置的附加轉(zhuǎn)矩給定
（4）主裝置和從裝置分別使用各自的轉(zhuǎn)矩預(yù)控
（5）主裝置和從裝置的速度給定值相同
 
速度飽和轉(zhuǎn)矩限幅模式
（1）      主裝置和從裝置均為速度閉環(huán)，速度調(diào)節(jié)器使用PI調(diào)節(jié)器
（2）      將主裝置速度調(diào)節(jié)器輸出的轉(zhuǎn)矩給定加上預(yù)控轉(zhuǎn)矩作為從裝置的轉(zhuǎn)矩限幅
（3）      主裝置和從裝置分別使用各自的轉(zhuǎn)矩預(yù)控
（4）      從裝置的速度給定值為主裝置速度給定值乘以偏差系數(shù)，使其速度環(huán)飽和
（5）      從裝置速度環(huán)飽和后，其轉(zhuǎn)矩給定值為轉(zhuǎn)矩限幅值
 
三、負(fù)荷平衡的典型應(yīng)用舉例
１、負(fù)荷平衡在盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動(dòng)上的應(yīng)用：
 
2、負(fù)荷平衡在長皮帶驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用：
 
3、負(fù)荷平衡在頂驅(qū)的應(yīng)用：
 
4、負(fù)荷平衡在卷揚(yáng)機(jī)的應(yīng)用：
 
四、負(fù)荷平衡的應(yīng)用注意事項(xiàng)
負(fù)荷平衡不僅僅是轉(zhuǎn)矩的平衡，主從的特性要求一致，這將涉及到眾多因素：
1. 各裝置應(yīng)設(shè)置一致的參考值（速度，電流，轉(zhuǎn)矩，激磁去磁時(shí)間等）。
2. 通過設(shè)置斜坡時(shí)間限制加減速，設(shè)置圓弧平滑時(shí)間防止沖擊，各裝置應(yīng)設(shè)置一致。
3. 關(guān)閉從機(jī)斜坡函數(shù)發(fā)生器跟蹤功能，（P1145=0）防止從機(jī)速度環(huán)退飽和造成的系統(tǒng)波動(dòng)。
4. 多機(jī)負(fù)荷分配控制應(yīng)該設(shè)有單動(dòng)／聯(lián)動(dòng)功能，在調(diào)試檢修過程 中可能需要單獨(dú)起動(dòng)其中一臺(tái)電機(jī)，在正常運(yùn)行中需要同時(shí)啟動(dòng)、同時(shí)停止。
5. 必須采用故障聯(lián)鎖功能，可以監(jiān)控各變頻器的故障狀態(tài)，作為所有設(shè)備聯(lián)動(dòng)運(yùn)行的條件。
6. 對于負(fù)荷平衡的機(jī)械設(shè)備抱閘的控制，需要由外圍PLC單獨(dú)做邏輯控制，防止出現(xiàn)單臺(tái)變頻器故障，單臺(tái)抱閘投入情況。
7. 對于“一主多從”的配置，需要考慮主機(jī)故障時(shí)，任意其他從機(jī)作為主機(jī)，繼續(xù)運(yùn)行保障生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。
8. 負(fù)荷平衡設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)工藝傳動(dòng)要求和工藝操作要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，具體控制設(shè)計(jì)，要根據(jù)實(shí)際的負(fù)載性質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì) 。

9. 不同機(jī)械耦合方式及控制方式對比：

       今天天拓四方為大家分享的傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷平衡及相關(guān)應(yīng)用希望對大家有所幫助，想了解更多西門子產(chǎn)品維修知識(shí)，快來關(guān)注天拓四方公眾號吧：bjttsf2013，了解更多您想了解的傳動(dòng)知識(shí)。天拓四方是西門子*維修中心，可提供上門維修服務(wù)，備件齊全，價(jià)格合理，。