点击图片查看大图组成多级同步驱动系统后,超声波振动筛的从驱动电机之间的连接关系看可分为两类:一类是各电机之间相互独立,电机之间不存在物理连接,如钢厂的连铸机、乳钢机都属这类同步驱动;另一类是超声波振动筛各驱动电机依赖链式传送线进行柔性连接,各电机的工作状态具有相互影响,彼此之间存在着严重的顆合作用,许多工厂的生产线、装配线就属这类。多电机同步控制分为机械同步控制和电同步控制。机械同步控制主要指的是机械总轴同步控制,超声波振动筛的电同步主要包括主令参考同步控制、主从同步控制、交叉解稱控制和电子虚拟总轴控制。
(1)机械总轴同步控制
超声波振动筛的机械总轴同步控制是一种传统的控制方式,它以一台大功率主电机作为动力源,通过传动轴及齿轮、链条、皮带和凸轮等机械装置来传递动力,进而改变传动比和速度。当一个负载单元发生扰动变化时,其产生的扭矩通过机械传动作用到总轴上,使超声波振动筛总轴转速发生变化,从而带动其它单元转速随之变化,实现同步,超声波振动筛控制方法的优点是同步性能较好。当时,由于只采用一台电机,使得分配到各个单元的功率较小,加之其拓扑结构和维修不方便,使其传动范围受限。系统中的齿轮、链条、皮带等链接设备过多,含有多处误差形成的积累,机械之间的长期摩擦使机器很容易过早的进入维修阶段,缩短机器的寿命,影响超声波振动筛系统的精度。
(2)主令参考同步控制
在超声波振动筛的同步控制系统中,系统的所有单元共享同一个输入信号,即参考信号。各分区由单个的电机驱动,系统的输入信号直接作用到每个单元的电机上。各单元之间完全没有親合,因此其中一个单元的扰动不会影响其它单元的运动状态。如果忽略超声波振动筛各单元电机的参数差异和作用于各单元的扰动,而只考虑主令参考信号的波动,依靠各单元对主令信号的一致跟随而达到同步。由以上分析可知,当各个单元的跟随性能相似,且仅仅只有给定参考信号出现波动,超声波振动筛的任何单元电动机都不会受到扰动时,该方案能够较好地实现同步功能。但是在分区单元电动机出现扰动的情况下,会出现不同步现象,从而影响系统的正常运行。
(3)主从同步控制
在超声波振动筛的主从同步控制系统中,首先选定一台电机作为主电机,其余电机作为从电机,将主电机的输出转速作为从电机的转速参考值。由此可以推出,任何加在主电机上的速度命令或者是负载扰动都会被从电机反映并且跟随,但是任何从电机上受到的扰动却不会反馈至主电机,也不会影响其它的从电机。超声波振动筛的主从同步控制方案适用于主电机容易受到干扰而从电机不易受到干扰的情况。
(4)交叉稱合控制
这种控制策略最初由Koren在1980年提出。交叉稱合控制策略最主要的特点就是将两台电机的速度或者是位置信号进行比较,从而得到一个差值作为附加的反馈信号。将这个附加的反馈信号作为跟踪信号,超声波振动筛系统能够反映出任何一台电机的负载变化,从而获得良好的同步控制精度。
(5)电子虚拟总轴控制
电子虚拟总轴控制最早由Lorenz和Meyer在1999年提出,并由Valenzuela和Lorenzti%S—步将其发展。超声波振动筛的虚拟总轴方案模拟了机械总轴的物理特性,因而具有与机械总轴相似的固有同步特性。虚拟总轴系统的系统输入信号经过总轴的作用后,得到单元驱动器的参考信号,即参考输入角速度。也即单元驱动器同步的是参考输入信号而非系统的输入信号。由于该信号是经过总轴作用后得到的、经过过滤后的信号,因此该信号更易于为超声波振动筛的单元驱动器所跟踪,从而提高同步性能。
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