在采用獨立變頻傳動的同時，有二個最重要的問題必須要加以解決：(1)發電及能量反饋的問題;(2)tongbuqianshendewenti。erzhedoushiyouyuhuaxianhoufanggongyidexuyao
，houfangdeyigezhongyaorenwujiushiyaoshixianweisitongguoqianshensududebutonglaidadaogongyiyaoqiu
，zhejiudaozhileyidaoheerdaoqianshenjingchangchuyufadianzhuangtai;同時必須保證4個獨立傳動在加減速和恒速中同比例升速，這就引出了同步牽伸的問題。

 

 

在化纖後紡的4個獨立傳動輥中，為保持一定的牽伸比，通常一道牽伸和二道牽伸處於發電狀態，三道牽伸和卷曲則處於電動狀態。

 

1.1 電動和發電

 

通tong常chang從cong變bian頻pin器qi調tiao速su係xi統tong的de二er種zhong運yun行xing狀zhuang態tai，即ji電dian動dong和he發fa電dian。在zai變bian頻pin調tiao速su係xi統tong中zhong

，電dian機ji的de降jiang速su和he停ting機ji是shi通tong過guo逐zhu漸jian減jian小xiao頻pin率lv來lai實shi現xian的de，在zai頻pin率lv減jian小xiao的de瞬shun間jian，電dian機ji的de同tong步bu轉zhuan速su隨sui之zhi下xia降jiang，而er由you於yu機ji械xie慣guan性xing的de原yuan因yin
，電dian機ji的de轉zhuan子zi轉zhuan速su未wei變bian。當dang同tong步bu轉zhuan速suw1小於轉子轉速w時，轉子電流的相位幾乎改變了180度
，電機從電動狀態變為發電狀態;與此同時，電機軸上的轉矩變成了製動轉矩Te

，使電機的轉速迅速下降，電機處於再生製動狀態。電機再生的電能Pjingxuliuerjiguanquanbozhengliuhoufankuidaozhiliudianlu。youyuzhiliudianludediannengwufatongguozhengliuqiaohuikuidaodianwang，jinkaobianpinqibenshendedianrongxishou，suiranqitabufennengxiaohaodianneng
，dandianrongrengyouduanshijiandedianheduiji
，xingcheng“泵升電壓”，使直流電壓Ud升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。

 

圖1： 變頻器調速係統的二種運行狀態

 

如何處理再生電能呢?最zui簡jian單dan的de辦ban法fa就jiu是shi能neng耗hao製zhi動dong，它ta采cai用yong的de方fang法fa是shi在zai變bian頻pin器qi直zhi流liu側ce加jia放fang電dian電dian阻zu單dan元yuan組zu件jian，將jiang再zai生sheng電dian能neng消xiao耗hao在zai功gong率lv電dian阻zu上shang來lai實shi現xian製zhi動dong
，但dan是shi由you於yu一yi道dao和he二er道dao牽qian伸shen傳chuan動dong始shi終zhong處chu於yu發fa電dian狀zhuang態tai
，其qi發fa電dian功gong率lv是shi相xiang當dang可ke觀guan的de，在zai實shi際ji操cao作zuo中zhong
，需xu要yao有you龐pang大da的de製zhi動dong電dian阻zu群qun。因yin此ci如ru何he將jiang該gai電dian能neng利li用yong起qi來lai，是shi一yi個ge急ji需xu解jie決jue的de問wen題ti。

 

1.2 多電機傳動控製的建構

 

對於頻繁啟動、製zhi動dong
，或huo是shi四si象xiang限xian運yun行xing的de電dian機ji而er言yan，如ru何he處chu理li製zhi動dong過guo程cheng不bu僅jin影ying響xiang係xi統tong的de動dong態tai響xiang應ying，而er且qie還hai有you經jing濟ji效xiao益yi的de問wen題ti。於yu是shi，回hui饋kui製zhi動dong成cheng為wei人ren們men討tao論lun的de焦jiao點dian，然ran而er目mu前qian大da部bu分fen的de通tong用yong變bian頻pin器qi還hai不bu能neng通tong過guo單dan獨du的de一yi台tai變bian頻pin器qi來lai實shi現xian再zai生sheng能neng量liang。為wei解jie決jue這zhe個ge問wen題ti，本ben文wen介jie紹shao了le一yi種zhong共gong用yong直zhi流liu母mu線xian方fang式shi的de再zai生sheng能neng量liang回hui饋kui係xi統tong，通tong過guo這zhe種zhong方fang式shi，它ta可ke以yi將jiang製zhi動dong產chan生sheng的de再zai生sheng能neng量liang進jin行xing充chong分fen利li用yong
，從cong而er起qi到dao既ji節jie約yue電dian能neng又you處chu理li再zai生sheng電dian能neng的de功gong效xiao。

 

多傳動控製回路包括直流輸入回路
、直流母線供電回路、若幹個逆變器(或是具有輸入缺相保護的通用變頻器)，其中電機需要的能量是以直流方式通過 PWM逆(ni)變(bian)器(qi)輸(shu)出(chu)。在(zai)多(duo)傳(chuan)動(dong)方(fang)式(shi)下(xia)，製(zhi)動(dong)時(shi)感(gan)生(sheng)能(neng)量(liang)就(jiu)反(fan)饋(kui)到(dao)直(zhi)流(liu)回(hui)路(lu)。通(tong)過(guo)直(zhi)流(liu)回(hui)路(lu)
，這(zhe)部(bu)分(fen)反(fan)饋(kui)能(neng)量(liang)就(jiu)可(ke)以(yi)消(xiao)耗(hao)在(zai)其(qi)他(ta)處(chu)在(zai)電(dian)動(dong)狀(zhuang)態(tai)的(de)電(dian)機(ji)上(shang)，製(zhi)動(dong)要(yao)求(qiu)特(te)別(bie)高(gao)時(shi)
，隻(zhi)需(xu)要(yao)在(zai)共(gong)用(yong)母(mu)線(xian)上(shang)並(bing)上(shang)一(yi)個(ge)共(gong)用(yong)製(zhi)動(dong)單(dan)元(yuan)即(ji)可(ke)。

 

圖二接線是典型的共用直流母線的製動方式
，根據化纖後紡設備的特點，一道牽伸M1和二道牽伸M2在正常工作時處於發電狀態
，三道牽伸M3和卷曲 M4則處於電動狀態。由於M1和M2發電是由於3道牽伸的電動所引起的，該2台電機所產生的回饋能量足以消耗到處於電動狀態下的M3和M4中，而不會引起直流回路母線電壓的升高，這樣就完全解決了再生能量的製動問題，從而使係統始終處於比較穩定的狀態。

 

圖2： 共用直流母線的多電機傳動方式

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1.3 直流輸入回路

 

直流輸入回路負責提供多電機傳動係統的直流電源
，其主要部件為整流器。但是我們知道，當AC/DC電源啟動時，將產生一個高達係統標稱電流50倍的啟動電流對輸入電容(本文主要是指VF1-VF4變頻器的電解電容)充chong電dian。該gai啟qi動dong電dian流liu會hui導dao致zhi主zhu電dian源yuan上shang電dian壓ya降jiang的de產chan生sheng，從cong而er影ying響xiang連lian接jie到dao同tong一yi個ge電dian源yuan網wang絡luo上shang的de其qi它ta設she備bei的de正zheng常chang工gong作zuo
，甚shen至zhi熔rong斷duan輸shu入ru線xian路lu熔rong絲si。通tong常chang情qing況kuang下xia離li線xian電dian源yuan的de前qian端duan由you一yi個ge橋qiao式shi整zheng流liu器qi和he一yi個ge大da容rong量liang濾lv波bo電dian容rong組zu成cheng，啟qi動dong時shi對dui大da容rong量liang濾lv波bo電dian容rong的de充chong電dian會hui在zai輸shu入ru端duan產chan生sheng一yi個ge稱cheng之zhi為wei啟qi動dong電dian流liu的de浪lang湧yong電dian流liu。如ru果guo不bu限xian製zhi這zhe一yi啟qi動dong電dian流liu，那na麼me輸shu入ru熔rong絲si就jiu可ke能neng熔rong斷duan或huo者zhe可ke能neng觸chu發fa電dian路lu保bao護hu斷duan路lu器qi。因yin此ci直zhi流liu輸shu入ru回hui路lu的de核he心xin問wen題ti是shi控kong製zhi啟qi動dong電dian流liu。解jie決jue該gai問wen題ti的de一yi種zhong方fang案an是shi將jiang阻zu抗kang與yu一yi個ge矽gui通tong路lu元yuan件jian或huo者zhe機ji電dian繼ji電dian器qi並bing聯lian
，再zai與yu整zheng流liu器qi串chuan連lian，這zhe樣yang就jiu可ke以yi大da大da降jiang低di衝chong擊ji電dian流liu
，以yi保bao證zheng直zhi流liu輸shu入ru回hui路lu的de可ke靠kao性xing。

 

1.4 多電機傳動的特點

 

化纖後紡設備采用共用直流母線的多電機傳動控製方式，具有以下顯著的特點：

a. 共用直流母線和共用製動單元

，可以大大減少整流器和製動單元的重複配置
，結構簡單合理
，經濟可靠。

b. 共用直流母線的中間直流電壓恒定
，電容並聯儲能容量大;

c. 各電動機工作在不同狀態下，能量回饋互補
，優化了係統的動態特性;

d. 提高係統功率因數，降低電網諧波電流，提高係統用電效率。

 

 

在化纖後紡設備的四道傳動(三道牽伸加卷曲)zhong，qiqianshenbidequedingbixuyisigechuandongdianjidesudutongbuweijizhun。tongchangqingkuangxia，youyigezhugeidingxinhao，tongbukongzhidemubiaojiushijiangzhegexinhaoanzhaoqianshenbideyaoqiujunyunfenpeidaoM1、M2、M3、M4四個變頻器中去，保證四傳動無論在加速、恒速或者減速過程中都能保持同步的比例性。

 

以下主要討論目前較為常用的三種同步控製方案。

 

圖3：化纖後紡傳動的同步控製方案

 

2.1 模擬量同步控製

 

當一台整機或一條生產線中各個傳動單元分別由獨立的變頻器驅動時，為了保證整機在一個主令轉速的設置下，各單元同步協調工作(這裏為固定的牽伸比)，需要配置同步控製器。該同步控製器可對各單元傳動速度分別整定，以實現各單元以一定的比例速度同步工作，總的主令設定電壓(由電位器決定)通過給定積分器輸出
，可實現軟起動和軟停車。

該同步控製器能輸出多路模擬量信號給變頻器(這裏為VF1-VF4)。模擬量輸入設定方法是一種控製精度較高的方法
，一般情況下可達電壓“11bit+符號”或電流“10bit”級別的分辨率。
 

2.2 脈衝信號同步控製

 

在zai電dian子zi技ji術shu中zhong
，脈mai衝chong信xin號hao是shi一yi個ge按an一yi定ding電dian壓ya幅fu度du，一yi定ding時shi間jian間jian隔ge連lian續xu發fa出chu的de脈mai衝chong信xin號hao。我wo們men將jiang第di一yi個ge脈mai衝chong和he第di二er個ge脈mai衝chong之zhi間jian的de時shi間jian間jian隔ge稱cheng為wei周zhou期qi;而將在單位時間(如1秒)內所產生的脈衝個數稱為頻率。

通常情況下，最大輸入脈衝頻率可以在0.1KHz到50KHz之間選擇。VF1變頻器在主令電位器的控製下輸出同步脈衝數給VF2，VF2接受脈衝數進行運轉並同時輸出同步脈衝數給VF3，直到VF4。由於脈衝信號的數字處理技術和抗幹擾能力強，因此在同步控製中也被廣泛使用。

 

2.3 通訊總線同步控製

 

tongguowangluoshedingpinlvshiyizhonggaojingdudepinlvsheding
，qijuyoutongxunsulvgao，wendingkekao，jiexianjiandandengyoudian，erqiezaimoniliangkongzhishi，shuchuduanjingguoyigeshumo轉換器，經過導線
，進入輸入端(變頻器)又(you)需(xu)要(yao)經(jing)過(guo)一(yi)個(ge)模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)器(qi)才(cai)能(neng)參(can)與(yu)控(kong)製(zhi)。兩(liang)個(ge)轉(zhuan)換(huan)器(qi)位(wei)數(shu)不(bu)同(tong)和(he)導(dao)線(xian)損(sun)耗(hao)都(dou)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)一(yi)定(ding)誤(wu)差(cha)
，而(er)通(tong)訊(xun)傳(chuan)遞(di)直(zhi)接(jie)是(shi)數(shu)字(zi)量(liang)不(bu)需(xu)要(yao)轉(zhuan)換(huan)
，沒(mei)有(you)誤(wu)差(cha)，在(zai)傳(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)會(hui)造(zao)成(cheng)損(sun)耗(hao)，而(er)且(qie)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)率(lv)也(ye)會(hui)很(hen)高(gao)。

 

通常情況下，同步控製可采用RS485總線的異步通訊控製方式，如圖(3)所示。選用變頻器標準內置的RS485可以方便實現與上位機的通訊

，同時也可掛現場總線或局域網，通過網絡進行信息交換，主要有PROFIBUS
、Modbus、FF等對應不同的網絡及總線形式，但必須配用專用接口卡。