變頻調速典型控制系統（四）

2012-06-26 05:36:38馬小亮

電氣傳動 2012年4期

馬小亮

（天津電氣傳動設計研究所，天津 300180）

第4講多電動機轉速控制系統

多電動機傳動指一個生產機械或一個工藝區段中有多臺電動機，它們的運動不獨立，彼此之間存在約束，例如存在機械軸或通過被加工物體連在一起（另一種機械聯系）。多電動機傳動中的每個電動機調速系統都基于第1講第1.4節介紹之基礎調速系統，為滿足生產工藝要求它們也需要輔以第3講介紹的工藝調速典型轉速控制環節，本節介紹由于彼此約束而需要增加之各調速系統間的協調控制措施。

4.1 有轉速靜差系統

這類系統常用于輥道類傳動，解決電動機之間的負荷分配不均問題。輥道用于輸送貨物，許多輥子排成一列，每個輥子或幾個輥子用一臺電動機驅動，整列輥子多臺電動機以同樣轉速一齊轉動，帶動貨物運動，圖1為其示意圖。

圖1 輥道傳動示意圖

在輸送過程中，貨物逐次通過輥子，當貨物壓在某個輥子上時，驅動該輥子的電動機就有負載，貨物沒來前或離開后電動機空載。如果貨物較長，同時壓在幾臺電動機驅動的輥子上，則由這幾臺電動機共同推動貨物，于是出現負荷分配問題。受貨物和輥子間摩擦力約束，同時受壓的幾個輥子表面的線速度必須相等，受加工誤差和摩損程度不同影響，輥子直徑不會完全相同，因此要求電動機轉速有微小差異。基礎調速系統是轉速無靜差系統，若轉速給定一樣，它們的穩態實際轉速就一樣，把這系統用于輥道傳動，將造成線速度高的輥子拖線速度低的輥子走的情況，兩臺驅動電動機負載差別巨大。輥道傳動用于運送貨物，對轉速精度和調速范圍都要求不高，常采用無轉速傳感器調速系統，由于轉速觀測存在誤差，即使轉速給定一樣，各電動機的實際轉速也不完全相同，也是負荷分配不均的原因。

為解決輥道電動機之間的負荷分配不均問題，希望各臺電動機的調速系統都是有轉速靜差系統，隨負載轉矩加大，轉速逐漸略微下降，它們的外特性示于圖2，圖2中縱坐標v表示輥子表面線速度，橫坐標是負載轉矩T。原來線速度高的輥子的負載轉矩大，轉速下降多，原來線速度低的輥子的負載轉矩小，轉速下降少，從而使得二者線速度實現平衡。設貨物同時壓在輥1和輥2上，二者的外特性略有差別，輥1略高于輥2，壓上貨物后二者線速度相同，則輥1電動機的負載轉矩為Tl，輥2為T2，Tl＞T2。外特性越硬（下垂小），負載差越大；外特性越軟（下垂大），負載差越小。

有轉速靜差系統通過在基礎系統中加入“下垂環節”（“droop環節”）實現，它是從ASR輸出到輸入的負反饋，反饋系數為KB，框圖示于圖3。

圖2 有轉速靜差系統外特性

圖3 有轉速靜差系統框圖

在穩態，ASR之PI調節器輸入＝0，ATL使電動機實際轉矩T等于給定轉矩T＊，

由于電動機的空載轉速n0等于給定轉速n＊，則轉速下垂率

式中：nN和TN為額定轉速和轉矩；nTN為額定轉矩對應的轉速。

在采用相對值計算時nN＝TN＝1，

則

KB越大，轉速下垂率越大，負荷差越小。KB也不能太大，否則從空載到帶載的轉速差太大，對貨物的進入和離開輥道不利，對運貨速度影響也太大。通常設置Δn（%）＝10%～15% 。

除輥道類傳動外，這類有轉速靜差系統還用于其他需要簡單負荷均衡的設備，例如軋機的立輥傳動。立輥裝于水平輥（主軋輥）旁，任務是軋制軋件的邊緣，它的功率遠小于水平輥，當軋件同時位于這兩組輥中時，立輥轉速只能隨水平輥走，受軋輥和軋件材質、尺寸、溫度等參數影響，兩組輥的轉速很難匹配，為防止立輥負載過大或過小，要求立輥采用有轉速靜差系統（主輥為無轉速靜差系統）。

4.2 多單元（分部）協調控制系統［1－2］

生產機械由多個單元（分部）組成，通過被加工的工件連成一體，例如：造紙機、印染機、連續軋鋼機等，各單元之間的運行速度必須保持一定的比例關系。要求各單元的電氣傳動裝置本身運行穩定、魯棒性好、不受電源、負載以及環境變化的影響，并設置各單元之間的協調控制環節。有的機械還要求在生產中同步加減速（在加減速期間也能保持各單元速度比例不變），為此要求各電動機轉速對斜坡給定有良好的動態跟蹤性能。

在造紙機中，紙漿連續地從網部流出，經壓榨部脫水、干燥部烘干、壓光機壓光，最后，由卷紙機卷紙。上述每個部分都稱之為分部，由一臺或多臺電動機驅動，示于圖4。生產時，由于紙張的伸縮，各分部之間應有一定的速度差，通常稱為速度差控制。由于生產是連續進行的，必須保持該速度差穩定不變，不受負載、電網、溫度等擾動影響，否則會影響紙的定量，甚至造成紙張斷頭。這就要求每個分部傳動都是在第3講第3.2節中介紹的穩速系統（卷取機控制參見第5講）。為協調各分部速度，讓它們的轉速給定都來自一個實現速度差控制所需的轉速鏈給定環節。

圖4 分部傳動造紙機

在連續軋鋼機中，鋼材同時在幾個機架中進行軋制，只有通過這些機架的鋼材秒流量相等，才能不出現機架間堆鋼或拉鋼現象，使生產連續進行。連軋機組中Rb和Rc兩個機架的連軋示意圖繪于圖5。

圖5 連續軋鋼示意圖

鋼材經Rb軋制后，厚度、寬度和線速度從ha，wa和Va變為hb，wb和Vb，再經 Rc軋制，進一步變為hc，wc和Vc。秒流量相等指每秒通過軋輥的鋼材體積相等，即

由于Vb比例于Rb的轉速nb，Vc比例于Rc的轉速nc，所以在兩組輥直徑相同時

也就是說，實現連軋生產的條件是各機架間的轉速比要等于各段軋件橫截面面積之反比，并在該軋件的全部軋制過程中維持這種關系不變，不受各種擾動影響。不同于造紙機的平穩負載工況，連續軋鋼機在各機架咬鋼時會受到突加負載沖擊，為避免這種強負載擾動破壞秒流量平衡關系，要求驅動每個機架的調速系統都是在第3講第3.6節中介紹的抗負載擾動系統。為協調各機架速度，讓它們的轉速給定都來自一個實現轉速比控制所需的轉速鏈給定環節。

許多連軋機都是恒速軋制，即在軋制一塊鋼材的全部過程中（從開始咬鋼到軋完拋出）軋制速度不變，只有在改換規格品種時才改變速度。高速帶鋼軋機卻不同，它要求低速咬入，咬入后升至高速軋制，快結束時再降至低速，因此要求所有機架帶鋼同步加減速，在加減速過程中也維持秒流量平衡關系。為此轉速鏈給定環節應具有在加減速期間保持轉速給定比不變的功能，同時每個調速系統應具有優良的對轉速給定跟蹤功能，也就是說需有轉速預控環節（參見第3講第3.4節）。

從上述2個應用實例知道，多單元協調控制系統中各單元應是具有良好抗干擾能力的無轉速靜差調速系統，為連續生產它們的轉速彼此之間應保持一定比例關系，因此需要用一個轉速鏈給定環節協調各單元的轉速給定量。轉速鏈給定環節應具有下列功能。

1）能根據工藝模型設定各單元轉速給定之間的比例關系。

2）由于工藝模型不可能和實際情況完全符合，另外生產中工藝條件（例如被加工材料的成分、溫度、厚度、輥徑等）也在不斷變化，事先設定的轉速鏈需要在生產中不斷進行人工或／和自動修正（加入附加轉速給定），這附加修正量還要參與下一個單元的調節。

由上述兩項要求，綜合出轉速給定鏈關系式

3）所有轉速給定同步升降，即在加減速過程中維持式（6）關系不變，為此用一個斜坡給定RFG產生信號，其他所有轉速給定都按式（6）算出。

轉速給定鏈框圖示于圖6。

圖6 轉速給定鏈框圖

轉速給定鏈的自動修正已廣泛應用，常用的方法有張力控制和活套（或跳輥）控制2種。在設計自動修正系統前，先要依據工藝安排從所有單元中選擇一個基準單元，例如第1個單元或最后一個單元或中間某一個單元，它的轉速給定不修正。在基準單元后面的單元根據該單元前面的張力或活套（或跳輥）高度偏差修正其轉速給定；在基準單元前面的單元根據該單元后面的張力或活套（或跳輥）高度偏差修正其轉速給定。有自動修正后，人工修正通道仍需保留。

第x單元的張力控制示意圖繪于圖7a，其控制框圖繪于圖7b。張力計測出的張力信號與張力給定比較后，經張力調節器AFTRx，產生自動修正的轉速附加給定，它與人工修正量相加得總修正量，送至轉速鏈給定環節，去修正該單元的轉速nx。

圖7 第x單元張力控制示意圖和控制框圖

第x單元的活套控制示意圖繪于圖8a。借助氣動、液動或電動推力把活套臂抬起，繃緊被加工的帶（線）材，根據活套臂抬起角度可以算出活套高度Hx，如果前后單元轉速不合適，Hx就要變化，可以通過活套高度閉環來產生該單元轉速給定的自動修正信號，維持Hx不變，從而實現連續生產。例如發現Hx加大，經調節器產生自動修正信號，去增加后面單元的轉速或減小前面單元的轉速，使Hx恢復到給定值。類似的設備還有跳輥，示于圖8b，借助氣動或液動拉力把跳輥拉下，繃緊被加工的帶（線）材，若跳輥的自重和拉力之和為2FTx，則帶（線）材中的張力等于FTx。在前后單元轉速不匹配時，跳輥高度Hx就要發生變化，也可以通過Hx閉環來產生該單元轉速給定的自動修正信號。活套（或跳輥）控制框圖與圖7b一樣，只是把圖中的張力給定和反饋信號變成活套（或跳輥）高度給定和反饋Hx，調節器的名字改為AHRx，示于圖8c。為避免Hx在平衡位置附近來回跳動，在Hx反饋通道中需加入微分環節DT（微分負反饋）。跳輥有時也用于卷取（開卷）機控制，由于它們的卷徑D是變化量，相應電動機轉速也隨之變化，所以框圖中的轉速給定應根據線速度vx和卷徑D算出＝KDvx／D（KD為比例系數），見第5講第5.3節中式（9）。

圖8 第x單元的活套和跳輥示意圖及其控制框圖

注意：張力控制和活套控制都需要有投入環節，只有在工件已繃緊及張力已建立后才能把轉速自動修正環節投入，并要限制的最大修正范圍（10%左右），否則會帶來振蕩，例如發現工件松了，沒有反饋量了，馬上增加后面單元轉速，工件突然繃緊，張力過大，又趕快減速，造成工件一緊、一松來回振蕩。另外在工件即將過去時，還需設置張力控制或活套控制的退出環節，防止工件過去后，張力突然消失，活套高度突然變化，給調速系統帶來沖擊。

4.3 有機械聯系的多電動機主從控制系統［2－4］

生產中經常遇到有機械聯系的多電動機傳動系統，特點是電動機之間的轉速彼此受約束，主要有如下幾類：

A.2臺或更多臺電動機同軸傳動或經齒輪箱連在一起，例如大型軋機的多電動機主傳動或卷取機傳動、壓下傳動等，電動機間的連軸短、粗，屬于鋼性聯系；

B.大型多點提升機、升船機、雙臂推料機等傳動，其特點是電動機間的連軸細、長，屬彈性聯系；

C.寬軌距行走機構等，每個車輪由一臺電機拖動，輪間無機械軸連接，它們的轉速靠輪子與軌道的摩擦和機構鋼架相互約束，也屬彈性聯系；

D.帶鋼加工、造紙、印刷、印染等生產線中的S輥傳動，每組2或3個輥，彼此間無連軸，其轉速靠套在它們上面帶材的張力相互約束（見圖9），特點是時有機械聯系（套上帶材正常工作時）、時無機械聯系（上料、下料及打滑時），其聯系也有一定彈性。

圖9 S輥示意圖

因電動機轉速受機械聯系約束，這類系統宜釆用主從控制，一臺電動機的控制設計為主系統，由它決定轉速，其他電動機的控制設計為從系統，任務是均衡電動機間負荷。最常用的主從控制系統示于圖10，2套電動機的控制共用1套轉速調節器ASR（主系統有轉速調節器，從系統沒有），其輸出作為2套轉矩控制環ATL1和ATL2共同的轉矩給定，2個轉矩環促使2臺電動機的實際轉矩等于同一給定值，從而實現負荷均衡，稱這系統為經轉矩環負荷均衡的主從系統TLBS（load balancing system via torque loop）。

圖10 TLBS系統框圖

對于剛性聯系（A類）的多電動機傳動，TLBS系統好用，負荷均衡效果好，但對于彈性聯系（B～D類）傳動，它不大好用，負荷雖然也均衡，但機械彈性和間隙會帶來扭振，對于C和D類傳動，它還存在“打滑”后機械聯系斷開，從電動機轉速失控問題（“打滑”后摩擦減小，由于從系統沒有轉速環，它仍產生和主系統一樣的轉矩，造成從電動機的電動轉矩大于負載轉矩，電動機加速，越加速摩擦越小，打滑越嚴重）。

4.3.1 TLBS系統的軸彈性扭振

圖11示出最常見的兩電動機傳動情況，2臺電動機經減速機和機械軸聯在一起，本文以它為例分析彈性扭振產生機理，其結果也可用于更多電動機傳動及C和D類無連軸的傳動。

圖11 有機械軸的兩電動機傳動

在分析中，轉矩T和角速度ω都是相對值，無量綱和單位，角度的單位是弧度（rad）。在分析中把整個轉矩環看成一個時間常數為σT的小慣性環節，由于σT遠小于扭振周期，近似認為扭振時轉矩實際值T無滯后的跟隨其給定值T＊變化，即T＝T＊。

由圖11，寫出兩電動機的運動方程

式中：ω1，ω2為兩電動機角速度；i為減速機減速比；Ts1和Ts2為機械連軸兩端之負載轉矩；TL1，TL2為兩外加負載轉矩；J為折合到電動機軸的慣性時間常數，J＝（2πfN／p）J（m）／TB，J（m）為轉動慣量測量值，（2πfN／p）為角速度基值，fN為電動機額定頻率，p為電動機極對數，TB為轉矩基值。

式（7）和式（8）相減并用微分算子s□代替d□／dt（□為變量名），

式中：ΔTL為折算到電機軸上的外加負載轉矩差，ΔTL＝（TL1－TL2）／i。

考慮到

及在TLBS系統中T1＝T2＝T＊（兩轉矩環ATL1和ATL2的轉矩給定相同），則系統運動方程

式中：Δθ為機械軸扭轉角，rad；ωB為機械軸角速度基值；K為軸彈性系數；s為微分算子。

由于式（11）中沒有s一次項，該運動方程是一個無阻尼的振蕩方程，雖然兩電動機的轉矩相同，負荷均衡，但存在轉速ω和軸轉矩KΔθ振蕩。振蕩角頻率

仿真結果示于圖12，從圖12中可以看到扭振。

圖12 TLBS系統仿真結果

如果機械軸短而粗，彈性系數K非常大，角頻率ωo很高，電動機轉速響應不了，扭振便不會發生，因此這類主從系統適合用于兩電動機“剛性”聯系場合（A類）。

4.3.2 經轉速環負荷均衡的主從系統（SLBS）

彈性聯系（B～D類）傳動宜采用經轉速環負荷均衡的主從系統SLBS（load balancing system via speed loop），其框圖示于圖13，主、從兩套系統都有轉速調節器ASR1～ASR2及轉矩環ATL1～ATL2，但在從系統的轉速調節器輸入端接有兩轉矩給定值之差信號KB（－）。SLBS具有一定抑制扭振能力，并能解決“打滑”時轉速失控問題。

圖13 SLBS系統框圖

圖13中，兩轉速調節器是同樣的調節器，傳遞函數均為

式中：VRn，Tn分別為轉速PI調節器的比例系數和積分時間常數。

由圖13，2套系統的轉矩給定

多數情況下，在扭振發生時［1／（Tns）］?1，則式（14）可以近似改寫為

把式（10）和式（15）代入式（9），則系統運動方程近似為

和式（11）相比，由于增加了s一次方項，式（16）是有阻尼的二階運動方程，阻尼系數

產生阻尼作用的原因是系統通過轉速調節器在兩電動機轉矩差T1－T2中引入了轉速差ω1－ω2信號，相當于引入了轉角差Δθ的微分負反饋，起穩定作用。仿真結果示于圖14，從圖14中看到：在啟動期間，由于轉速調節器飽和，T1－T2＝0，無阻尼作用，KΔθ等幅振蕩；啟動結束后，轉速調節器退出飽和，T1－T2≠0，引入阻尼，轉速和KΔθ振蕩衰減，振蕩頻率與式（12）相同。

圖14 SLBS系統仿真結果

對于C和D類傳動，“打滑”后機械聯系斷開，由于SLBS系統的主、從系統都有轉速調節器，不會發生轉速失控。

該系統的另一特點是容易實現“冗余”要求，即在一套電動機或調速裝置故障時，靠另一套仍能拖動機械繼續工作，并且在切除故障系統時不會給機械運行帶來大的沖擊，因為主、從兩套系統都有轉速調節器。從系統故障時，主系統是無靜差調速系統；主系統故障時，＝0，從系統是有靜差調速系統。這個特點對提升類設備的安全運行尤為重要。TLBS系統在從系統故障時能繼續工作，而主系統故障時不能繼續工作，因為從系統沒有轉速調節器，即使從系統臨時投入轉速調節器也會給系統帶來沖擊。

4.3.3 有轉速差補償環節（SDCB）的主從系統

SLBS系統具有一定抑制扭振能力，多數情況下能有效抑制軸扭振。但它的抑制能力取決于轉速調節器參數，而這些參數是根據調速要求選取的，若不滿足抑制扭振的要求，就需要輔以其他抑制扭振措施，加入轉速差補償環節SDCB（speed difference compensation block）就是常用的一種，它可用于TLBS和SLBS兩種系統。

有SDCB的SLBS系統框圖示于圖15。該系統的2個轉矩給定信號中，分別加入負和正轉速差信號KC（ω1－ω2），則

圖15 有SDCB的SLBS系統框圖

系統運動方程

式中，系數K1的定義同式（15）。和運動方程式（16）相比，s2Δθ項和Δθ項系數沒變，僅sΔθ項系數加大，阻尼作用加強，阻尼系數的大小可以通過改變增益KC來調整，衰減振蕩頻率與式（12）相同。

有SDCB的SLBS系統仿真結果示于圖16，圖16和圖14相比較，加入SDCB后系統對扭振的抑制作用大大加強，且在轉速調節器飽和期間也有抑制作用。

圖16 有SDCB的SLBS系統仿真結果

如果有N臺有機械聯系的電動機（N＞2），則送至第x套調速系統轉矩環ATLx輸入端的轉速差補償信號為，

4.3.4 機械間隙對扭振的影響

造成扭振的因素，除連接軸的“彈性”外，還有機械齒輪和接手的“間隙”。機械間隙的特性表現為死區特性，示于圖17a，圖17a中縱坐標ΔTS為折合到電動機軸上的機械軸扭曲轉矩ΔTS＝（Ts1－Ts2）／i。

式中：θ0為機械軸間隙，rad。

式（7）和式（8）相減，得系統運動方程

由于ΔTS的特性為非線性特性，不便直接解析，宜分段線性化，用相平面分析。

對于TLBS系統，T1－T2＝0，是無阻尼的不衰減振蕩系統（見圖17b）；對于SLBS系統和有SDCB系統，是有阻尼的衰減振蕩系統（見圖17c），阻尼越強衰減越快，直至全阻尼（無振蕩）。3種系統的仿真結果示于圖18，其中，圖18a是TLBS系統；圖18b是SLBS系統；圖18c是有SDCB系統。

圖17 ΔTS特性及系統相平面圖

圖18 有間隙系統仿真

4.3.5 工程應用實例

4.3.5.1 雙電動機傳動

某些大型軋鋼機為了增大功率、減小慣量采用雙電動機驅動模式，2臺電動機的軸直接串聯起來，共同驅動軋機。大型龍門刨床為降低慣性、減少反轉時間，也用雙電動機驅動模式，2臺電動機的軸通過齒輪聯在一起，共同驅動機床。這樣的機械聯系屬“剛性”聯系（A類），都采用圖10所示之TLBS系統，簡單，負荷均衡效果很好，轉矩平穩，無扭振現象。

4.3.5.2 升船機傳動

某升船機由4臺電動機共同驅動，提升及下放水槽，電動機間相距較遠，通過細長的機械軸彼此相連，屬彈性聯系（B類）。由于機械間的彈性和間隙會給系統帶來什么影響沒把握，設計了TLBS系統（見圖10）和SLBS系統（見圖13）2套控制方案。試驗結果表明：2種系統都能實現負荷均衡；SLBS系統運行比TLBS系統更平穩，水槽中的水晃動小（這對船在水槽中的安全很重要）；在運行中途切除主系統，靠余下的3套從系統仍能把水箱平穩拖至終點，切除時系統無沖擊（“冗余”功能），水槽中的水不晃動。在圖19中示出提升時2＃電動機的轉矩波形，從圖19中看到，TLBS系統有扭振，SLBS系統無扭振，轉矩波形較平滑。

圖19 升船機實驗波形（2＃電動機）

4.3.5.3 鋼水包主提升傳動

某煉鋼廠鋼水包主提升機有2個主吊鉤，分別鉤住鋼水包兩邊，每個主鉤由1臺電動機驅動，兩低速軸通過1根細長的機械軸聯在一起。它的原設計是傳統TLBS系統（見圖10），投產后高速時機械聲響很大，振動明顯，電動機與減速機之間的聯軸器處有響聲，提升時兩電機的轉速和轉矩電流波形示于圖20。主系統轉速波動小，因為它有轉速反饋；從系統轉速波動大，因為它無轉速反饋；二者轉矩波動基本一樣，因為通過機械軸傳遞的扭曲轉矩一樣，只是符號相反。

改用SLBS系統（見圖13）后，速度和轉矩振蕩消除，機械振動明顯減小，聯軸器處的聲響消失，兩電機的轉速和轉矩電流波形示于圖21（從系統波形圖中的中間波形為放大了的兩電動機轉速差）。

4.3.5.4 S輥傳動

圖20 TLBS系統波形

圖21 SLBS系統波形

S輥是帶材生產線中常用設備，用來控制帶材在某生產段的速度。它由2個或3個輥組成，每輥由1臺電動機驅動（見圖9），帶材包在這幾個輥外，以擴大帶材和輥面接觸的面積，增加摩擦，從而增加對帶材的拉力。這幾臺電動機間的機械聯系靠帶材的摩擦力和張力實現，特點是在生產不正常時可能出現“打滑”情況，機械聯系斷開，另外在穿帶和卸帶時也無機械聯系，屬D類時有機械聯系、時無機械聯系的傳動，其聯系也有一定彈性。這類傳動的控制都釆用圖13所示SLBS系統，由于主、從系統都有轉速環，故在機械聯系斷開時它們仍能正常工作，不失控，并有一定抑制彈性振蕩能力。從運行情況知：電機負荷均衡，帶材運行平穩，無扭振，“打滑”時電動機轉速不失控。

S輥傳動的另一個特點是，幾臺驅動電動機的額定功率往往不同，負荷均衡的含意不是幾臺電動機轉矩（電流）大小相同，而是與電動機額定值成比例。只要在調試時按相對值設定轉矩參數，且取額定轉矩為相對值的基值，這個要求就自然滿足。

4.4 大型軋機的單輥傳動系統［1－2］

大型軋機的上下軋輥傳動分為成組傳動和單輥傳動2類。在成組傳動中，1臺電動機通過齒輪基座同時傳動上、下2個軋輥。在單輥傳動中，無齒輪基座，2臺電動機各自驅動1個軋輥，示意圖繪于圖22。與成組傳動相比，單輥傳動可以獲得更大軋制功率、更小轉動慣量。

圖22 單輥傳動示意圖

單輥傳動的特點是，上、下輥傳動之間時有機械聯系，時無機械聯系。在咬鋼之前和拋鋼以后，上、下輥傳動獨立，無機械聯系；在軋鋼時，通過軋件與軋輥的摩擦把上、下輥傳動聯系起來，彼此轉速受約束。前面介紹的S輥傳動也是時有、時無機械聯系的多電動機傳動，但它的無聯系工況很少出現，正常工作時多是有聯系工況，所以它采用主從工作模式。有機械聯系時，從系統只起負荷均衡作用，在機械聯系斷開時，由于采用SLBS系統，從系統也能正常運行，但因主從系統結構不同，二者轉速可能略有差別。單輥傳動則不同，每軋一塊鋼就要出現一次無聯系工況和一次有聯系工況，因此希望咬入前（無機械聯系時）上下輥傳動是一樣的轉速控制系統，咬入軋件（有機械聯系）后兩個系統都承擔負荷均衡任務，不分主從。

圖23 單輥傳動控制系統框圖

單輥傳動控制系統框圖示于圖23，其中ST是負荷均衡環節的投入信號。咬入前電動機空載，負載轉矩小于門檻值，ST＝0，負荷差反饋回路斷開，上下系統都是獨立的轉速控制系統；咬入鋼材后電動機帶軋制負載，轉矩大于門檻值，ST＝1，負荷差反饋回路接通，上下系統的轉速調節器輸入都接受負荷差信號，從而實現負荷均衡。

［1］陳伯時，仲明振，中國電氣工程大典編委會.中國電氣工程大典：第15卷.電氣傳動自動化［M］.北京：中國電力出版社，2009.

［2］馬小亮.高性能變頻調速及其典型控制系統［M］.北京：機械工業出版社，2010.

［3］馬小亮.驅動彈性負載的調速傳動［J］.電氣傳動，2008，38（7）：3－7.