汽车自动化生产线多电机控制的研究分析

邸新伟

摘 要：随着汽车自动化生产线的不断发展，想要做到减员增效的最好结果，单台电机控制已经不能满足生产要求了，大多数的工艺流程则需要多台电机同时控制，目前变频器、PLC与交流异步电机形成的多电机同步控制已经广泛应用于汽车生产中。

关键词：汽车自动化生产线;多电机同步控制

1 变频调速技术

1.1 变频器工作原理

变频器在汽车生产线中因其操作简单、寿命长、费用低而被广泛应用。变频器可以分为间接型变频器与直接性变频器两种类型。间接型变频器就是将工频电源逆变转换成电压可调节的直流电源。直接变频器就是将工频的交流电源转换成能够调频的交流电源。变频器工作原理如图1所示。

1.2 变频器类型

a.根据工况分类。根据不同的工况，变频器的种类也不同，例如，在控制精度不高，负载要求不是很高的情况下，选用自动化传输调速变频器，而电气设计复杂，需要的控制精度非常高，需要的变频器就是高精尖变频器还有高电压变频器、静音变频器等等;

b.根据工作原理分类。变频器工作原理不同和电流比较相似，常见的有两种，分别为交-交变频，交-直变频;

c.根据电机种类分类。这个分类为三相异步电动机变频器和同步电机变频器。

在变频器的研究中，控制系统中，负载是直接影响变频器的，负载太大，变频器选用的太小，就会造成变频器损坏，反之又会造成经济浪费，所以负载是需要精确计算的，公式如下：

2 PLC分析

PLC是实现多电机控制的核心技术，它的作用为负责接收开关量、模拟信号的输入、同时通过控制程序可以对输出单元和元件实现控制，最终达到驱动的作用。图2为PLC的结构图。

在多电机控制系统的工作中，将PLC启动之后，需要将扫描输入进去，通过系统检测执行程序，通过执行程序最后进行输出，整个工作原理图如图3。

在汽车自动化生产线上，PLC是核心，它的主要作用就是对整个生产线实现控制，同时对生产线起到监督的作用，定时器、计数器等等命令的实现，在汽车生产线上使用PLC的主要特点就是稳定性高、通用性强、简单、扩展能力强。

3 多电机驱动与同步

在汽车生产线的多电机控制系统的研究与实现上，方案有很多种，作为常见的有以下三种：（1）相同外部电压，并联控制，这种控制方式是通过外部给定一定电压为前提，同时还可以能够体现控制电机相互之间的联系，并联控制方式在生产线中的应用结构非常清晰、同时在现场实际施工中也简单，系统整体开启后，电机的相应速度快，不会出现滞后的现象，但是同时也会存在负载出现问题时候会给整个系统带来误差。（2）相同外部电压，串联控制，这种控制方式相对于并联，在汽车生产线上应用的比较广泛，这种控制方式也叫主从控制法，主要就是将一个电机作为主控制电机，在选择另一个电机作为从控制电机，在这种控制方法中，速度信号和位移信号是在主电机控制系统中发出的，而从电机系统中发出的信號为速度信号和位移信号的输出信号，在整个系统的控制中，速度调节器进行控制的时候，从电机的气动一般会比主电机要慢，同步性不是很好，不能应用于精密的控制系统中，同时也会受到负载的影响。（3）补偿控制法，这种方式是通过给多个电机施加相同的电压，在不同电机的转速中，对速度进行补偿，从而输入到输出端，这种控制方式最好，不会受到负载而影响，同时在启动上也很多元化，同步性能好，是一个在汽车生产线多电机控制中比较理想的控制方式，如图4。

4 结论

在现代汽车生产线的设计与应用中，多电机同步已经成为必不可少的设计部分，同时也是应用最广泛的系统，传统的生产线采用数字量和模拟量作为控制作为常见，这种控制方式的应用最大的缺点就是控制的精度不是高，通过多电机的使用，可以保证每个环节的控制通过本身的电机进行，达到每个工位的精确控制，实现生产线的并行，在结合PLC的控制方式，可以完成对汽车生产线整体的控制。

参考文献

[1]李志民，张玉洁.同步电机调速系统[M].北京，机械工业出版社，2006.