[发明专利]多电机同步控制系统

说明书

技术领域

本发明应用于工业电气传动领域，涉及对多电机的同步控制。

背景技术

电机控制通常有三种方式：V/F控制、无速度传感器矢量和有速度传感器矢量控制；在V/F控制方式中，它是一种宏观控制，用于多电机的同步控制时，在微观上主机和从机差别不大；同步控制比较容易实现；在有速度传感器矢量控制中，它的电机速度是通过码盘测算出来的，精度较高；主机和从机的同步控制也很容易实现；而无速度传感器矢量控制就不一样了，它的电机速度是估算出来的，精度与电机参数有关，参数越准精度越高；但电机参数很难精确测量，所以用于多电机同步控制时，因主从电机速度的辨识有偏差，同步控制比较困难。这里所说的同步控制包括：主机和从机同轴（刚性联接）与不同轴（柔性联接）的方式。硬件上，主机和从机之间的信号传送目前广泛使用的是电传。

由于无速度传感器矢量控制免除了安装码盘等麻烦，与V/F控制、有速度传感器矢量控制相比，适用范围更广。但由于无速度传感器失量控制中辩识电机的速度是核心技术，而电机参数的一致性对电机速度的辨识有很大影响，就是同型号同批生产的电机参数也有微小差别，都会影响电机速度的辨识；再有每一台变频器的速度环都是相互独立的，这样，对多台电机进行同步控制时，在某一瞬间有一台在加速而另一台也可能在减速，这就出现了顶牛等问题。

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，即使主机和从机通过估算或测得的转速与实际的转速有误差，也能使主机和从机很好地保持同步运行，避免顶牛等问题发生。

发明内容

本发明的技术方案是将主机的电机状态及时、准确传递到各个从机；其中包括：电机起/停、电机转矩电流、电机转差率、电机估算转速。在从机的同步速与主机的同步速的差值大于同步速限幅值时，限制从机的同步速，使从机与主机保持同步。

附图说明

图1是本发明的多电机同步控制系统的说明框图；

图2是主机控制装置的系统框图；

图3是从机控制装置的系统框图；

图4是从机同步速限幅流程图；

具体实施方式

如图1所示，多电机系统由主机1a、从机2a、从机3a、从机4a构成。主机1a、从机2a、从机3a、从机4a同轴刚性联接分别由主机控制装置1、从机控制装置2、从机控制装置3、从机控制装置4控制。主机控制装置1、从机控制装置2、从机控制装置3、从机控制装置4分别采用无速度传感器失量控制，使主机1a、从机2a、从机3a、从机4a保持同步运行。主机控制装置1与从机控制装置(2、3、4)通过光传相连，主机1a的状态如，起/停、转差率、转矩电流，主机1a的估算速度(辨识速度)等通过光传，周期性的传输到各从机控制装置(2、3、4)。各从机控制装置(2、3、4)结合主机1a的状态，调整从机(2a、3a、4a)的同步速，使从机(2a、3a、4a)与主机1a保持同步运行。在本实施方式中，从机2a、从机3a、从机4a及从机控制装置2、从机控制装置3、从机控制装置4采用相同的结构，以下，以主机控制装置1、从机控制装置2为例进行说明。

图2是主机控制装置的系统框图，如图2所示，主机控制装置1由主机变频器1b，主机转矩电流/励磁电流计算器1c，主机转差率计算器1d，主机转速估算器1e，主机转速控制器1f，主机转速PI调节器1g，主机转矩电流计算器1h，主机励磁电流计算器1i，主机变频控制器1j构成。

主机转矩电流/励磁电流计算器1c根据主机1a的驱动电流(ia1、ib1、ic1)通过坐标转换的方法求得主机1a的转矩电流it1，励磁电流im1。

主机转差率计算器1d根据主机1a的转矩电流it1，励磁电流im1计算出主机1a的转差率ωs1。

主机转速估算器1e根据主机1a的驱动电流(ia1、ib1、ic1)及驱动电压(va1、vb1、vc1)通过估算的方式计算出主机1的估算转速ω1。估算方法采用现有技术如利用电机的数学模型进行估算。

估算转速ω1反馈到主机转速控制器1f。主机转速控制器1f计算转速的目标值ωref与估算转速ω1之间的差值，该差值作为控制量经主机转速PI调节器1g比例积分(PI)运算后，由主机转矩电流计算器1h计算出转矩电流itref1。主机变频控制器1j根据主机1a的转差率ωs1和估算转速ω1计算主机1a的同步速x，对同步速x进行积分运算求得转子磁链位置θ，由转子磁链位置θ，对主机的转矩电流itref1和励磁电流imref1进行坐标转换产生控制信号对主机变频器1b进行控制，使主机的转速与目标值ωref保持一致。