最近在忙着弄别的的变频器，被提醒了就手画了一个机械的示意图，看着比较邪恶，像跳房子一样的。

2个电机（M1和M2）连接到齿轮箱gear box的输入端，齿轮箱的输出端接一根大轴，大轴的前端安装了一个绞刀。电机和齿轮箱之间的联轴器自带液压式离合器，脱轴很容易。

项目是挖泥船，这个大轴长约40米，目的要把绞刀送到海底海床旋转以搅碎硬物体。这个看看央视播出的大国重器就知道了，类似天鲲号，不过比天鲲号要大一些。大轴直径有700mm的样子。粗、长的条件就为扭振埋下了伏笔。

以下是过程：

• 脱轴，单独空转2台电机，一切正常。

• 合排（联轴的意思），大轴前没有安装绞刀（绞刀也是个大惯量的家伙），单电机带着空轴转，一切正常；

• 合排，不带刀头，2台电机同步起来正常运行；

• 休假来了后，绞刀头被安装上了，单电机带着绞刀就开始扭了，表现在转速呈现正弦性质的大周期的波动，转矩电流也跟随着波动。类似动态平衡。在特定转速范围内开始异响，尤其是低速。还有一个问题是，启动时的静摩擦力相当大，初始的PID调节不好控制也会激发扭振。

尝试过的方法如下：

• 优化电流环、速度环；

• 设定速度环自适应KPTI；

• 陷波滤波器，FFT找到扭振的频点，滤转速，滤电流设定值。都没有明显效果。滤转速，转矩电流波动更大。滤电流设定值，转矩电流实际值波动更大。两头都滤，也没有效果。（可能描述有错误，本意是相互影响，trace也不好上图）；

• 使用负载观测器，对负载冲击进行转矩动态补偿。论坛里有介绍。有一点点效果，但是不怎么明显。优化负载观测也没有非常明显的效果。转矩补偿的速度要快于速度调节器的调节速度，理论上可以解决速度调节器调节太慢（这里是指时间，而不是动态响应的慢）而导致的速度调节与实际的负载作用同步了的效果，意思是不能都往一个方向使劲儿。

翻遍了能找到的文献中介绍的各种方法，什么坎贝尔图，瀑布图，研究过，也基本都试过了。实在没辙，回头看看400多页图的扭振计算资料，无赖技术太菜，看不懂，只看到一个最小转速的线，猜测系统是有最小转速的。联系客户，客户也并不清楚最小转速的事情，美国人设计的整个轴系，联轴器阻尼等等，我猜测计算也不一定准。后来我要求测扭振，也无果。

至此，用尽所有方法，出现僵持情况，也不敢再试验了，担心齿轮箱受不了。问遍专家，都是硬一点，滤个波什么的。客户大领导也实在没辙了，终于答应设定最小速度，直接冲过去。

测试，单机带绞刀，异响能越过去。双机带绞刀，能越过去。终于不完美的解决了这个问题，可是终究是不完美，无法低速就意味着挖不了硬度特别大的石块啊。

插曲：

为了改善变频器之间的通讯速率问题，也尝试过很多方案。由于3个变频器各有各的PLC，导致任意2台传递转矩给定数据要走2个PLC，扫描周期什么的太慢。再改为使用各自的PLC的AI/AO来传递转矩给定数据，速度快了一点，可是AIAO有温漂零漂问题，没启动的时候，一点点温漂就是上千牛米的转矩。由于是3台变频器任选2台带电机，所以需要按照线路来逐个模式进行补偿校准，太过麻烦。最后使用CBE20，也遇到怎么添加和设置的问题（网上是介绍的DP版本的，完全不适用）。

我看到论坛里有介绍扭振的帖子，但是很多人都忽略了变频器自身的因素。其实，变频器是可以激发扭振的，尤其是特定频率的谐波，或者“间谐波”。这个也和转矩脉动有关，周期性的转矩脉动，或者说周期性的附加转矩可能激发（trigger)或者引诱出轴系本来的不好的固有特性。相关资料可以网上看看，有专门研究这个的。坎贝尔图上可以直接看出来扭振的点。

插曲：

客户操作要求停机时，不撤销使能，造成了这个轴上停止转动时一直憋着很大的力矩（上千牛米），0速时的这个大力矩的存在，也是判读扭振的重要条件。撤销使能时，电机会反转一下，因为轴在伸懒腰了。这原因是自动化搞的一键启动和撤销使能有了冲突，为了保证一键启动功能，造成了这个轴一直扭着。沟通过，也奇葩未果，客户支持一键启动，没辙。

至于这个项目，因为没有找专业人员来分析和测扭振，还是很遗憾的。