一种多电机联机功率平衡控制系统及方法与流程

本发明涉及电气装置控制，尤其涉及一种多电机联机功率平衡控制系统及方法。

背景技术：

1、随着国家发展需要和工业控制系统的日渐复杂，变频器在各行业控制系统中被广泛运用。近几年来，随着工业开发日渐深入，驱动所需功率不断增加，许多场合需要多电机驱动系统，即在一个工艺段内多台电机同步运行，但由于这些场合中负载波动大、各电机设计存在差异、负载丢失、传动滚筒直径误差、新旧滚筒的混用、驱动距离远以及信息传输存在延迟等，使得变频器经常出现功率不平衡现象，导致某一台或几台电机负载过大，严重时甚至烧毁电机。另外系统线路较长且在运行过程中发生系统故障停机后，系统难以在大负载工况下启动，影响煤矿安全生产。

2、为解决上述问题，现有技术提出了采用变频启动工频恒速稳定运行的方法，虽然运行阶段各电机功率较均衡，但由于各电机设计存在差异、滚筒或负载出现波动时，功率平衡难以控制，而且工变频切换工艺复杂，易出现故障。

技术实现思路

1、本发明提供一种多电机联机功率平衡控制系统及方法，不仅解决了多机联动系统大负载启动和运行时功率不平衡的问题，而且还能够根据转矩误差分段自我调整，具有差距小调节细腻、差距大快速响应、过保护值自动停机的特点；系统震荡小，鲁棒性好。

2、此外，本发明降低了大负载启动时的主机电流，解决了驱动滚筒新旧混用和直径比不一致导致的驱动力矩不一致问题。同时，本发明可检测系统内负载丢失导致的电机负载过小问题；并且能够在识别到问题后自动进行一次相关参数调整，以减少维护次数。

3、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

4、本发明第一方面提供一种多电机联机功率平衡控制系统,包括：输送机，头部电机一、头部电机二、尾部电机三和尾部电机四，头部变频器一、头部变频器二、尾部变频器三和尾部变频器四。

5、所述输送机头部与尾部柔性连接，所述头部电机一与所述头部电机二刚性连接，所述尾部电机三与所述尾部电机四刚性连接，所述头部电机一与所述头部变频器一连接，所述头部电机二与所述头部变频器二连接，所述尾部电机三与所述尾部变频器三连接，所述尾部电机四与所述尾部变频器四连接。

6、所述头部变频器一与所述头部变频器二之间为双绞屏蔽线连接，所述尾部变频器三和所述尾部变频器四之间为双绞屏蔽线连接，所述头部变频器一与所述尾部变频器三、所述尾部变频器四之间为光纤连接，所述头部变频器二与所述尾部变频器三、所述尾部变频器四之间为光纤连接。

7、进一步的，所述的多电机联机功率平衡控制系统，包括：

8、所述输送机为皮带输送机或刮板输送机。

9、进一步的，所述的多电机联机功率平衡控制系统，其特征在于，包括：

10、所述柔性连接为皮带柔性连接。

11、进一步的，所述的多电机联机功率平衡控制系统，其特征在于，包括：

12、所述刚性连接为滚筒刚性连接。

13、本发明第二方面提供一种多电机联机功率平衡控制方法,包括：

14、当输送机发送启动指令，各变频器启动后，加大各所述变频器比例系数fka。

15、建立转矩。

16、各电机接收所述输送机发送的实时转矩值，将所述实时转矩值与自身转矩值进行比较，并计算实时转矩误差。

17、根据公式：

18、

19、计算动态调整量△p。式中，se为所述输送机和所述电机转矩误差，ki为各工艺段调节系数、xi为各工艺段误差校正系数。

20、计算各所述电机调整速度值△speed：δspeed＝δp*fko*fka*ratespeed；式中，△p为动态调整量、fko为补偿系数，ratespeed为额定速度，fka为比例系数；

21、根据各所述电机驱动滚筒直径比例，以所述输送机为基准调整自身的输出速度△speed，以实现系统内功率平衡。

22、进一步的，所述的多电机联机功率平衡控制方法,在根据各所述电机驱动滚筒直径比例，以所述输送机为基准调整自身的输出速度△speed之后，还包括：

23、按照预设频率，计算各变频器调整速度值△speed，以实现系统内实时功率平衡。

24、进一步的，所述的多电机联机功率平衡控制方法,在建立转矩之后，还包括：

25、计算系统内所述转矩的方差值。

26、比较所述方差值与保护阈值：

27、若所述方差值大于所述保护阈值，则所述输送机故障停机。

28、进一步的，所述的多电机联机功率平衡控制方法,当所述方差值大于所述保护阈值时，还包括：

29、所述输送机向各所述变频器发送比例系数调整指令，以使所述方差值小于所述保护阈值

30、本发明提供一种多电机联机功率平衡控制系统及方法，不仅解决了多机联动系统大负载启动和运行时功率不平衡的问题，而且还能够根据转矩误差分段自我调整，具有差距小调节细腻、差距大快速响应、过保护值自动停机的特点；系统震荡小，鲁棒性好。

31、此外，本发明降低了大负载启动时的主机电流，解决了驱动滚筒新旧混用和直径比不一致导致的驱动力矩不一致问题。同时，本发明可检测系统内负载丢失导致的电机负载过小问题；并且能够在识别到问题后自动进行一次相关参数调整，以减少维护次数。

技术特征：

1.一种多电机联机功率平衡控制系统,其特征在于，包括：输送机，头部电机一、头部电机二、尾部电机三和尾部电机四，头部变频器一、头部变频器二、尾部变频器三和尾部变频器四；

2.根据权利要求1所述的多电机联机功率平衡控制系统，其特征在于，包括：

3.根据权利要求1所述的多电机联机功率平衡控制系统，其特征在于，包括：

4.根据权利要求1所述的多电机联机功率平衡控制系统，其特征在于，包括：

5.一种多电机联机功率平衡控制方法,其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的多电机联机功率平衡控制方法,其特征在于，在根据各所述电机驱动滚筒直径比例，以所述输送机为基准调整自身的输出速度△speed之后，还包括：

7.根据权利要求5所述的多电机联机功率平衡控制方法,其特征在于，在建立转矩之后，还包括：

8.根据权利要求7所述的多电机联机功率平衡控制方法,其特征在于，当所述方差值大于所述保护阈值时，还包括：

技术总结
本发明公开一种多电机联机功率平衡控制系统及方法，涉及电气装置控制技术领域，不仅解决了多机联动系统大负载启动和运行时功率不平衡的问题，而且还能够根据转矩误差分段自我调整，具有差距小调节细腻、差距大快速响应、过保护值自动停机的特点。方案要点为：输送机，头部电机一、头部电机二、尾部电机三和尾部电机四，头部变频器一、头部变频器二、尾部变频器三和尾部变频器四，输送机头部与尾部柔性连接，头部电机一与头部电机二刚性连接，尾部电机三与尾部电机四刚性连接，头部电机一与头部变频器一连接，头部电机二与头部变频器二连接，尾部电机三与尾部变频器三连接，尾部电机四与尾部变频器四连接。本发明用于多电机功率平衡控制中。

技术研发人员：孙强,谢永昌,白忠伟,李培培,王德明,张金凯,梁柱,孙宏贵,陈美竹
受保护的技术使用者：华夏天信智能物联股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11