控制装置均有速度调节,但以主动装置的电流环给定值作为从动装置电流环的电流限幅值。控制装置均有速度调节,以控制系统的负载电流平均值之差作为负载平衡的反馈,改变装置的速度给定,从而达到负载平衡的目的。
负载平衡控制理论及应用负载平衡的理论依据在正常的工作中,负载平衡控制的任务是计算出不同操作模式下提供给相应传动装置的附加给定,通过所有装置的实际电流可以计算出平均电流,然后依据每台传动装置的电流修正值计算出它的实时速度给定,如1。
实现1的功能可分为两个部分完成,负载平均值功能部分以及计算△n功能部分。
M1-+Δn1Δn1=(Mg-K12×M1)×KpΔn2=(Mg-K22×M2)×KpΔn3=(Mg-K32×M1)×KpMg=(K11×M1+K21×M2+K31×M3)MACRASRRGenM2-+Δn2MACRASRRGen-+Δn3M3负载平衡控制LBC②计算参与负载平衡控制的传动装置数量;③计算各装置实际电流及无功电流的差值;④各装置有功电流均值的计算;其计算关系式如下MEAN[A]=X_0x-CALIB_0xQ_CNT""""(1)MEAN[A]各装置的有功电流平均值X_0x第x号装置的电流实际值CALIB_0x第x号装置的无功电流Q_CNT参与负载平衡控制的装置数量计算△n功能主要是计算速度修正值其计算关系式如下:Δn[rpm]=(MEAN-DELTA_0x)×nRATIRAT
(2)Δn[rpm]速度修正值MEAN各装置的电流平均值[A]DELTA_0x装置实际电流及无功电流的差值(有功分量)nRAT电机额定速度IRAT电机额定电流在西门子公司的传动装置SIMOREG中,推荐使用的负载平衡方法就是第一种方案。其优点是易于实现,缺点是速度无法同步时,很难保证负载平衡。而连铸拉矫机的拉矫辊在打滑时线速度并不完全一致而导致负载有时不能平衡(主动控制装置的电机打滑时,会造成总的拉矫转矩不够而造成拉矫辊拉不动负载。从动控制装置的电机打滑时,会造成拉矫辊速度不稳定而造成系统的不稳定)。这种方式适用于速度一致的系统,比如:转炉的负载平衡。
第二种方案的优点是易于实现,且能较好地实现负载平衡。但是也不能解决主动控制装置拖动的电机打滑时而造成限制其他装置的出力。致使拉矫转矩小于负载转矩而导致停机故障。
第三种方案克服了方案一、二的缺点,既能较好地实现负载平衡,又不要求速度绝对一致,是一种较好的负载平衡控制方案。他适用于多种场合,其缺点是软件编程较复杂,在驱动同轴性负载时,由于电机特性的差异,相同给定下的电机实际转速n有差异,就会导致各个电机为达到转速同步而出现负载电流差异,严重时有的甚至会起反作用,影响整个系统的运行。这时通过微调传动装置的速度给定,使每个电机的实际转速n的差异减小,让传动装置平均分担整个系统的负载,来达到负载均衡,这是第三种Mg转矩电流平均值;M1、M2、M3各个电机的转矩电流;K11、K21、K31参与负载平衡控制电机个数的倒数;K12、K22、K32负荷的分配系数(这里全取1);Kp控制系数(一般取0.1);RGen给定积分,Ramp-FunctionGenerator;ASR速度调节器。根据这种思想,应首先确定两个参数:传动装置负载电流差ΔI与调整量Δn之间的关系。也就是Δn=Kp×ΔI。
系统的组成本次应用对象是三钢1#六基六流连铸机,每个流有三台拉矫机,每台拉矫电机都用西门子6SE70的变频器单独进行矢量控制。变频器和PLC之间采用的是PROFIBUS通讯。PLC对变频器的控制及数据交换就是通过PROFIBUS协议完成的。而变频器之间的通讯是通过西门子通讯板SLB(SIMOLINK板)组成,以完成低层数据的快速交换。
SIMOLINK环网的构成SIMOLINK接口主要是用于传动设备之间的数据快速交换。特点就是抗干扰能力强、数据交换快(实际使用的扫描周期为3.2ms)。它是基于将所有的用户集成为一个闭合的环形回路。通讯板SLB(SIMOLINK板)用于将传动装置接到SIMOLINK网络上。
SLB板之间是采用光纤连接,来完成用户之间的数据交换。这里要注意的是每块SLB板要外接24V电源,以保证某个装置停电时SIMOLINK网络正常工作。SIMOLINK的网络如2。
负载平衡的参数设置与连接基于以上的理论,为了提高了系统的控制精度,所有逻辑控制和数据运算都是用变频器内部的自由功能块搭建而成。这样运算的结果可以通过SIMOLINK网快速送到各个参与控制的变频器装置,从而达到快速调节作用,提高控制系统的快速性和控制精度。3就是用底层自由功能块搭建的求电流平均值功能。
求负载平均值功能U951.04=3U186(0)B0104B7200B7600B001U951.78=3。01Memory。03。02。04U168(0)B3300U951.19=3U169(0)K0000KK0153。01。02K0522K0539U001=50U951.15=3U951.29=3U951.16=3U950.85=3U187(0)KK0001KK0401KK0001KK0402KK0401U950.31=3U002=33.333KK0402U950.32=3。01。02。03。04。05。06。07。08012345762120U107(0)KK0522KK0539。01X1。02X2KK0467X1*X2100%B3300=1(来自PLC)辊道下且有拉速选择该电机是否参与负荷平衡运算装置本身RUN2#装置投入3#装置投入将每台电机的电流乘以参与平衡控制电机台数的倒数并通过SIMOLINK送出U090(0)K0467KK7001。01。02+KK0450U091(0)KK0450KK7005。01。02+KK0451U094(0)KK0451KK0153。01。02+KK0454U166(0)B3300U167(0)K0000KK0454辊压下且有拉速B3300=1。01。02010K052173Page42007年第6期总第124期2007年第6期总第124期冶金动力冶金动力2007年第6期总第124期冶金动力冶金动力冶金动力2007年第6期总第124期冶金动力冶金动力METALLURGICALPOWER4计算速度修正值功能块U004=10U950.34=3KK0404K0404K0521U111(0)U951.05=3。01X1。01X2X1*100%K0471K0503U130X2÷计算Δn×KpΔnU129=100K0502K0471K0503K0502XU951.74=3。01(503)。02(0)。03(502)XB+B-Yx>B+x<B-YXB-B+K0501P0434=4%K0501速度附加给定P0433.B(0)-1同时把从SIMOLINK接收的其他参与平衡控制的有功电流相加来得到平均有功电流KK0451,然后用有功电流的平均值KK0451和本身有功电流KK0153相减得到最后的差值K0454。如果在正常生产中一台装置出现故障跳闸,负载平衡控制会自动按2台计算,而不影响正常的生产。
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