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

 

tongchangcongbianpinqitiaosuxitongdeerzhongyunxingzhuangtai，jidiandonghefadian。zaibianpintiaosuxitongzhong，dianjidejiangsuhetingjishitongguozhujianjianxiaopinlvlaishixiande，zaipinlvjianxiaodeshunjian，dianjidetongbuzhuansusuizhixiajiang
，eryouyujixieguanxingdeyuanyin，dianjidezhuanzizhuansuweibian。dangtongbuzhuansuw1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

 

zaidianzijishuzhong，maichongxinhaoshiyigeanyidingdianyafudu
，yidingshijianjiangelianxufachudemaichongxinhao。womenjiangdiyigemaichonghediergemaichongzhijiandeshijianjiangechengweizhouqi;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

 

通tong過guo網wang絡luo設she定ding頻pin率lv是shi一yi種zhong高gao精jing度du的de頻pin率lv設she定ding
，其qi具ju有you通tong訊xun速su率lv高gao，穩wen定ding可ke靠kao
，接jie線xian簡jian單dan等deng優you點dian，而er且qie在zai模mo擬ni量liang控kong製zhi時shi
，輸shu出chu端duan經jing過guo一yi個ge數shu模mo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。