变频控制技术在双电机同步驱动同一负载中的应用

　　摘要：分析了双向拉伸薄膜装备横向拉伸机（TDO）双电机刚性连接同步驱动同一负载的负载平衡控制问题，提出了采用西门子6SE70系列矢量控制变频器解决负栽平衡控制问题的具体方案，并对各控制方案进行了比较扣分析，经应用证实控制效果良好，满足生产工艺要求。

　　关键词：矢量控制变频器；同步驱动；同一负栽；负载平衡

　　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

　　以往薄膜幅宽在5．2 m 以下的双向拉伸（B0PP或B0PET）薄膜成套设备中，通常横向拉伸机（11）O）左右链铗的传动是由一台电机通过左右传动轴和齿轮箱及链轮驱动的；当薄膜幅宽超过5．2 In后，横向拉伸机（rIDO）设备宽度相应要增加，而薄膜产量的提高，除了有宽幅的拉膜设备外，还需要大幅提升拉膜设备的生产速度。但生产速度的提高，使得齿轮传动机构和连接轴的体积和质量都相应增加，若继续沿用单电机的驱动方式，使得横向拉伸机（TD0）的动态机械负载平衡性及可靠性和机加工精度都很难满足生产工艺要求。为此，采用两台电机分别直接驱动左右齿轮箱和链轮，左右齿轮箱之间用一根传动轴刚性连接，从而降低了传动机械的转动惯量和振动幅度，提高了动态机械负载平衡性及可靠性，降低了机加工难度。但由此引出的新问题是：如何使控制系统满足驱动左右齿轮箱两台同功率电机的负载平衡和同步驱动的要求。对于横向拉伸机（TDO）这样的控制对象，对速度精度、转矩动态响应、负荷自动分配等都有着比较严格的要求，而一般的V 控制的变频器又难以满足此要求。本文着重介绍了采用矢量控制变频技术，实现2台变频器分别拖动2台电机同步驱动同一负载，实现高精度、大转矩调速的问题。

　1 横向拉伸机（TDO）对控制系统的要求

影响薄膜质量的因素有很多，如生产工艺参数、设备加工和安装精度、生产温度及速度的控制精度、生产操作人员的技能等，都会对薄膜质量产生影响。但从薄膜成套设备的角度来看，横向拉伸机（ I1DO）对薄膜的质量特别是成膜率，有着直接的影响。由于横向拉伸机的结构特点是用两台相同功率的交流电机分别驱动左右齿轮传动机构，而左右齿轮传动机构之间有-N性相连的连接轴，这样就使得横向拉伸机在传动结构上和负载的性质上变成了两台电机同时驱动一个负载的形式（如图1）。

如图1所示，这种传动结构形式的好处就是使得左右链条永远I司步运行，而不会出现左右链条之间在运行过程中产生速差使薄膜破裂的现象。根据薄膜生产工艺的特点，横向拉伸机（TD0）除了与整条生产线要保持速度链关系外，其本身左右链条的两台驱动电机还要保持速度同步和机械动态负载平衡的关系，否则将会出现因两台电机速度不同步，而造成两台电机承受的机械负载不平衡，出现一台电机电流过大，而另一台电机电流过小的情况。严重时还会造成变频器因电流过大而频繁出现过载保护现象，使得控制系统无法正常工作，这对控制系统和电机以及机械设备都是极为有害的。因此要求横向拉伸机（TDO）的速度控制系统要有极高的稳速精度和动态相应品质，确保机械负载的动态平衡。

2 横向拉伸机（TDO）控制系统组成和工作原理