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1 负荷分配概述
在多机共同驱动同一个负载的系统中，由于机械连接的材料及方式，实际负载的不均匀分布等原因，将会造成各电机驱动系统的实际转速出现瞬时偏差的情况。
1.1 常见的场景
齿轮箱啮合连接
图1 齿啮合连接
由于加工、安装、老化磨损等导致齿隙，进而从动齿与主动齿的速度不一致，即：
Vdriven≠Vdriving
其中，
Vdriven：从动齿轮线速度；
Vdriving：主动齿轮线速度；
长轴机械耦合连接
图2 长轴机械耦合连接
由刚体及阻尼体构成，在电磁转矩与负载转矩的作用下，整个机械系统出现了“扭转”的过渡过程，将造成两套驱动系统输出的转速出现瞬时偏差，即：
弹性耦合连接
图3 弹性耦合连接
负载(包括摩擦，机械负载等)与电磁转矩的偏差造成多机传动之间的耦合连接出现相对位移，进而造成各个驱动系统之间的瞬时速度不一致，即：
ω1≠ω2
其中，
ω1：驱动系统1的角速度；
ω2：驱动系统2的角速度；
1.2 负荷分配控制方案
负荷分配要求变频器运行于矢量控制模式，带电机编码器或不带编码器均可。负荷分配的控制方案主要包括：
主从控制
Droop控制
不同的控制方案各有优缺点，适用场景也不尽相同。下面就为大家带来详细的介绍。
2 主从控制
主从控制包括下述多种方案：
速度控制加转矩控制
速度环饱和加转矩限幅
从机直接采用转矩控制可能出现动态过程振荡、连接断开时飞车等情况，下面主要介绍一种改进的转矩控制方案。
2.1 过程分析
首先，从电机运动方程来分析：
Te=TL+GD^2 dn/dt （2-1）
其中：
Te：电机电磁转矩；
TL：电机轴端负载转矩，包括机械负载、摩擦、风阻等；
GD^2：机械转动惯量，包括电机及机械设备；
n：电机实际转速；
dn/dt：电机转速变化率；
从这个方程来看，在机械系统一定的情况下，电机转速的变化决定于电机输出的电磁转矩及其轴端的负载转矩。
接下来，分析上述应用场景下的动态和稳态过程：
动态过程
上述动态过程由于多种因素首先造成电机实际转速不一致，而这将进一步造成电机轴端负载分配不均匀。若采用的主从控制方式：主机速度控制+从机力矩控制方式，即从机力矩取自主机，而主机轴端与从机轴端负载不一致，根据公式（2-1）在从机的电磁转矩与负载转矩产生偏差，直接影响到从机的实际转速，而主从实际转速的不同，由于机械之间的耦合，将会影响到主机轴端的负载情况，由于主机采用速度闭环控制，其输出转矩将发生变化，传递到从机，循环往复，此时将很容易导致系统振荡，无法进入到稳态过程，严重的情况甚至会损坏设备，无法正常工作。
稳态过程
进入到稳态，此时主从设备之间的相对运动趋于0，转速基本一致，进而负荷分配也趋于一致。
通过上述分析，即使给定值系统已固定的情况下系统依然无法快速进入稳定状态，而出现系统振荡的情况。
2.2 方案配置
根据2.1节的动态与稳态的过程分析，主从控制的目标依然是速度及转矩的一致性，但是需要保证动态的过渡过程是收敛的，快速进入到稳定状态。
据此提出如下的主从控制方案：主机速度调节器为PI控制+从机速度调节器为P控制，且将主机速度调节器的积分控制分量传递给从机做转矩补偿。
图4 主从方案配置
速度调节器PI的控制特点：
比例控制P输出控制量的大小决定于偏差量，即Kp∙∆n(TN)，或者说P控制是一类有差控制；
积分控制I输出控制量是偏差量的累积，KI∙∑(i=1,N)∆n(Ti)，对于一阶激励来讲是可实现无差控制。
对于主机来讲采用速度调节器为PI控制，实现工艺（一般都是一阶激励）转速的转速无差控制，在动态过程中由于从机的速度调节器采用P控制，从而使从机的实际转速与通过机械耦合的主机转速形成速度偏差，这样与由上述描述的应用场景所造成的偏差趋势是一致的，进而实现了从机与主机的“解耦合”，减小主从之间动态过程所产生偏差的强耦合影响，减小系统振荡的程度。
稳态时，由于∆n→0，那么完全决定于积分控制量。由于主从采用一致的积分控制，从而实现转速一致性与负荷均匀分配的实现。
优点：
有效解决主从驱动系统的强耦合所带来的动态过程的系统振荡；
实现转速一致与负荷均匀分配的控制目标；
由于都采用速度闭环控制，原则上不会出现转矩控制模式的飞车情况；
缺点：
主从控制结构的不同，需要额外控制逻辑管理主从关系等。
2.3 使用条件
对于低速大转矩应用，控制精度要求较高的情况，推荐采用带编码器的矢量控制。原因在于矢量控制的模型切换，较低转速运行时，若无编码器运行时系统相当于开环控制，速度调节器输出为0，显然是无法实现图4的主从控制方案。
图5 低速下无编码器矢量控制的输出特性
2.4 参数设置
实现从机速度调节器P控制，引入主机的积分控制量作为附件转矩给定的参数设置方案。
1）设置速度调节器P模式+附加转矩给定，参数设置如下：
2）设置速度调节器P模式+积分控制器强置模式，参数设置如下：
2.5 案例分析
转炉倾动系统是典型大比例减速比齿轮啮合的多机传动系统。如图6所示是一类典型倾动系统的结构示意图。