CN116032157A - 一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大功率调速领域，具体为一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，适用于工业驱动调速领域，尤其适合石化及天然气行业的压缩机等设备驱动。本发明方法在启动过程中，调速电机和主驱电机按比例分担载荷，根据主驱电机配置的两象限变频器容量情况，太阳轮输出转矩可以保持恒转矩、额定转矩，甚至超过额定转矩。主驱电机和调速电机保持恒转矩模式，使装置输出也保持恒转矩模式，一般情况下，泵与风机的转矩与转速成二次方关系，石化行业压缩机的转矩与转速关系介于一次方和二次方之间，均小于恒转矩模式，因而可以满足启动和运行要求。

Description

一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法

技术领域

本发明涉及大功率调速领域，具体为一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，适用于工业驱动调速领域，尤其适合石化及天然气行业的压缩机等设备驱动。

背景技术

机电一体化行星调速装置（以下简称：装置）作为目前效率最高的大功率调速设备，引起相关行业领域高度关注，装置目前已应用于火电厂电动给水泵调速，石化行业也开始研究电能替代，提高电气化率，以尽可能多使用“绿电”，实现降碳、环保目标，具体为用电机驱动替代小汽轮机驱动，石化行业的压缩机，尤其是乙烯三机对可靠性要求极高，且启动转矩很大，在带压启动时甚至可能超过额定转矩，电机启动困难，目前正在研究或已采用的电机驱动调速方式有三种，一是采用行星液力调速装置，其带液力偶合器用于软启动，电机则空载降压启动；二是采用电机配用全容量变频器启动和调速；三是采用机电一体化行星调速装置。其中，行星液力调速装置在低转速下转矩特性是降低的，不利于大转矩和超转矩状态下压缩机的启动，需要加大选型，而全容量变频方式遇到超额定转矩启动时，电机和变频器都要过载，电机和变频器选型容量也要考虑这一因素，选型容量会增大，业内对大功率变频器长周期安全运行的可靠性也较为担心。

发明内容

申请号为202110958640.3、发明名称为一种全范围调速的机电一体化行星调速装置，提出了装置的机械软启动和变频软启动两种方式，本发明在结合机械软启和变频软启的基础上提出了机电一体化行星调速装置恒转矩或超额定转矩启动和运行的控制方法。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，该方法中机电一体化行星调速装置包括主驱电机、主驱端齿轮、差速行星机构（太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架按照行星齿轮箱方式连接）、调速端惰轮、调速端齿轮、同步自动离合器、离合器输出端齿轮、离合器输出端惰轮、调速电机、四象限变频器（含进线开关、变压器）、两象限变频器（含进线开关、变压器，用于主驱电机软启动）、旁路开关、厂内供电系统、调速电机开关和主驱电机开关，差速行星机构的内齿圈输入轴连接主驱端齿轮，主驱端齿轮通过离合器输出端惰轮与离合器输出端齿轮连接，离合器输出端齿轮与同步自动离合器的输出轴连接，主驱电机连接主驱端齿轮，差速行星机构的行星架连接调速端惰轮，调速端惰轮和调速端齿轮啮合，调速端齿轮和调速电机连接，调速端惰轮与同步自动离合器的输入轴连接，四象限变频器一端连接厂内供电系统，另一端通过调速电机开关连接调速电机，两象限变频器一端连接厂内供电系统，另一端通过主驱电机开关连接主驱电机，主驱电机还通过旁路开关直接连接厂内供电系统，差速行星机构的太阳轮连接被驱动设备。

恒/超转矩启动和运行的控制方法具体过程为：当装置启动时，两象限变频器和四象限变频器同时启动，两象限变频器驱动主驱电机进行变频调速启动，主驱电机带动内齿圈升速，从而带动太阳轮升速，升速过程中太阳轮受到被驱动设备的阻力矩，行星架会受到反向转矩作用（反向）升速，并带动调速端惰轮升速；四象限变频器驱动调速电机主动（反向）升速，也带动调速端惰轮升速；主驱端齿轮随着主驱电机升速，从而带动离合器输出端惰轮和离合器输出端齿轮升速；由于调速电机和被驱设备阻力矩的作用，调速端惰轮会持续升速，直至与惰轮连接的同步自动离合器接合，此时主驱电机和调速电机共同驱动装置升速，即内齿圈、行星架、太阳轮同步升速，太阳轮驱动被驱动设备升速，待主驱电机升速频率提升至工频时，同时调速电机也达到反向最高转速，主驱电机切工频，装置启动过程结束（被驱动设备启动过程同步结束，或由装置进一步提升转速，完成被驱动设备启动过程）。

在启动过程中，调速电机和主驱电机按比例分担载荷，根据主驱电机配置的两象限变频器容量情况，太阳轮输出转矩可以保持恒转矩、额定转矩，甚至超过额定转矩，而主驱电机和调速电机选型不必加大，保持额定功率选型即可。

主驱电机和调速电机保持恒转矩模式，使装置输出也保持恒转矩模式，一般情况下，泵与风机的转矩与转速呈二次方关系，石化行业压缩机的转矩与转速关系介于一次方和二次方之间，均小于恒转矩模式，因而可以满足启动和运行要求。

在启动过程中，通过两象限变频器和四象限变频器的控制，使主驱电机和调速电机均工作在电动工况，共同承担负载，同步自动离合器接合后，差速行星机构就成为定速比齿轮箱，必须控制调速电机（异步电机，同步电机则是控制电机功角）的定子同步转速高于转子转速，以形成转差率，使调速电机工作在电动工况，并使同步自动离合器始终保持超越转矩，使同步自动离合器稳定处于接合状态，使调速电机的功率（转矩）与主驱电机的功率（转矩）在主驱端齿轮处汇合，共同驱动被驱动设备，而由于行星架处于反转状态，行星架和内齿圈之间还形成一个循环功率闭环回路，不考虑效率损失的情况下，内齿圈输入功率等于太阳轮输出功率，即主驱电机与调速电机功率之和等于被驱动设备功率。

启动结束进入正常调速运行工况后，主驱电机切工频运行，离合器脱开，四象限变频器用来控制调速电机转速，为平稳控制调速电机的正反转换向工况，一般都会设置速度传感器，在启动工况同步自动离合器接合的情况下，行星调速机构成为定速比齿轮箱，两象限变频器和四象限变频器均可利用该速度传感器进行控制，以便达到更好的控制效果。

两象限变频器和四象限变频器之间可以采用多种控制模式，根据负载转矩特性，两象限变频器和四象限变频器之间可以采用主从控制，由变频器主机控制转速，变频器主机和从机按一定比例分配功率（转矩），两象限变频器和四象限变频器中一个作为变频器主机，另一个作为变频器从机，也可以独立控制，由两象限变频器控制转速，四象限变频器控制转矩，或反之。当四象限变频器为两台时，两台四象限变频器之间做主从控制，并可与两象限变频器共同做主从控制。

装置的调速电机采用铁路机车电机技术，转矩特性为牛马特性，在整个转速范围内随着转速的降低，转矩单调增加，且在一定转速范围内电机保持恒功率特性。当装置采用两台调速电机时，两台四象限变频器采用主从控制，当任一台发生故障时，另外一台仍可正常工作，由于伺服电机的牛马特性，除接近转速上限的部分工况区间，一台四象限变频器驱动一台调速电机就能保持正常调速工况运行，故障的四象限变频器故障排除后，可以重新在线投入运行。当两台四象限变频器均故障时，只要任意一台调速电机正向切工频成功，装置即可保持较高转速定速运行。

上述方案中调速端惰轮、调速端齿轮、离合器、离合器输出端齿轮、离合器输出端两级惰轮、调速电机、四象限变频器、调速电机开关可以是两套或多套。

本发明的有益效果是：

本发明可以用于启动转矩较大的负载类型驱动，启动转矩可以大于额定转矩，不必因被驱动设备启动困难而加大驱动设备选型；

本发明主驱电机的两象限变频器（变频软启动装置）选型不必选择全容量，根据实际负载情况，选择部分容量即可，且只用于启动工况，启动完成后退出，不影响正常运行的可靠性；

本发明调速电机在铭牌功率正常选型的情况下，双电机方案的冗余度较高，单电机运行即可满足大部分转速负荷工况，相当于正常运行中，两台调速电机互为备用，在一台四象限变频器故障的情况下，基本不影响装置运行；

本发明可实现在四象限变频器全部故障的情况下，调速电机切工频，装置保持定速运行，而不必停运，使四象限变频器具备装置不停车维修条件，故障排除后可在线投入；

附图说明

图1为机电一体化行星调速装置轴系结构示意图。

图中：1-主驱电机，2-主驱端联轴器，3-主驱端齿轮，4-内齿圈，5-行星架，6-太阳轮，7-输出端联轴器，8-压缩机，9-调速端惰轮，10-调速端齿轮，11-同步自动离合器，12-离合器输出端齿轮，13-离合器输出端两级惰轮，14-调速端联轴器，15-调速电机。

图2为机电一体化行星调速装置电气系统示意图。

图中：1-主驱电机，15-调速电机，16-四象限变频器，17-两象限变频器，18-旁路开关，19-厂内供电系统，20-调速电机开关，21-主驱电机开关。

图3为一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法启动工况功率流示意图。

图4为一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法正常调速工况功率流示意图（调速电机反转）。

图5为一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法正常调速工况功率流示意图（调速电机正转）。

图6为一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法功率-转速曲线。

实施方式

实施例1：一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，以应用于石化的某乙烯压缩机（以下简称：压缩机）为例，压缩机需求调速范围70%～105%，配用装置额定功率30000kW，设计调速范围63%～105%，行星架静止点工况装置输出转速为84%额定转速。包括主驱电机1（24000kW），主驱端联轴器2，主驱端齿轮3，内齿圈4，行星架5，太阳轮6，输出端联轴器7，压缩机8，调速端惰轮9，调速端齿轮10，同步自动离合器11，离合器输出端齿轮12，离合器输出端两级惰轮13，调速端联轴器14，调速电机15（2×3000kW），连接方式如图1所示（调速功率分支为两支，两套完全相同的功率分支，附图中仅画出一套示意，即还包括另一套调速端惰轮9，调速端齿轮10，同步自动离合器11，离合器输出端齿轮12，离合器输出端两级惰轮13，调速端联轴器14，调速电机15），其中，内齿圈4，行星架5，太阳轮6构成差速行星机构，调速端惰轮9，调速端齿轮10与行星架5构成差速行星机构的调速机构，调速端惰轮9、离合器11、离合器输出端齿轮12、离合器输出端两级惰轮13、主驱端齿轮3构成主驱电机调速/定速离合机构，连接方式如图1所示，还包括四象限变频器16，两象限变频器17，旁路开关18，厂内供电系统19，调速电机开关20，主驱电机开关21，连接方式如图2所示。

装置启动升速工况：主驱电机开关21合闸，两象限变频器17输出频率从0Hz开始提升，带动主驱电机1升速，主驱电机1通过主驱端联轴器2带动主驱端齿轮3、离合器输出端两级惰轮13、离合器输出端齿轮12、内齿圈4同步升速，内齿圈4带动行星架5（反向）、太阳轮6升速，内齿圈4为差速行星机构的功率输入端，行星架5、太阳轮6为差速行星机构的功率输出端，行星架5带动调速端惰轮9升速；同时调速电机开关20合闸，四象限变频器16输出频率从0Hz开始反向提升，带动调速电机15升速（反向），并通过调速端联轴器14带动调速端齿轮10升速，从而带动调速端惰轮9升速，此时主驱电机1和调速电机15对调速端惰轮9的作用方向是一致的；太阳轮6通过输出端联轴器7带动压缩机8升速，由于压缩机的阻力矩，调速端惰轮9会持续升速，当转速达到并有超越离合器输出端齿轮12趋势时，同步自动离合器11接合，此时，整个差速行星调速机构形成一个整体，成为定速比齿轮箱；由主驱端联轴器2通过差速行星机构4、5、6向输出端联轴器7输出功率，主驱端齿轮3、内齿圈4、行星架5、调速端惰轮9、同步自动离合器11、离合器输出端齿轮12、离合器输出端两级惰轮13形成一个机械闭合回路及机械循环功率，调速电机15的功率也通过调速端联轴器14、调速端齿轮10、调速端惰轮9、同步自动离合器11、离合器输出端齿轮12、离合器输出端两级惰轮13，最后也作用于主驱端齿轮3，功率流如图3所示。当太阳轮输出转速达到63%额定转速，此时调速电机15达到最大反向转速（约-100Hz），主驱电机1达到额定转速，利用变频器检同期，在同期点合上旁路开关18，断开主驱电机开关21，主驱电机1切工频运行，装置启动过程结束，然后逐步降低四象限变频器16的频率，使调速电机15的转速降低，从而提升太阳轮6转速，当太阳轮6转速达到70%额定转速，即完成压缩机启动过程，进入正常调速运行区间，当调速电机15的转速持续降低至零，并正向升速至最大转速（约＋100Hz）时，太阳轮6达到最大转速（105%额定转速）。

上述压缩机，设计转速6000rpm（100%），工作转速范围为70%～105%，配用装置额定功率30000kW，设计调速范围63%～105%，行星架静止点工况装置输出转速为84%额定转速，主驱电机功率24000kW，极数为4极，工频运行，调速电机功率为3000kW，极数为6极，转矩特性为牛马特性（铁路机车电机技术特性），配用4000kW四象限变频器（考虑长周期连续运行的可靠性），工作频率为±100Hz，各配置2套。若在0～63%额定转速启动过程中，太阳轮保持恒额定转矩输出，调速电机始终保持恒转矩（最高转速对应转矩）输出，当太阳轮达到63%转速时，调速电机达到反向最高转速（约-100Hz），功率达到3000kW（电动），主驱电机也保持恒转矩（50%额定转矩）输出，当转速达到额定转速时，功率达到50%额定功率，即12000kW，装置输出功率达到18000kW，因大功率异步电机在约40%负载率下就基本接近额定功率因数，因而配用约50%额定功率（12000～12500kW）的两象限变频器即可满足启动需要。考虑到压缩机零转速下的静摩擦力矩，在压缩机起转的瞬间，主驱电机和（或）调速电机的输出转矩要大于上述升速过程中相应的恒转矩，由于调速电机转矩的牛马特性，转速越低转矩越大，使装置也具有一定程度的转矩牛马特性（离合器在接合状态，此时装置为定速比齿轮箱），主电机的转矩也仅用到了50%额定转矩，均有足够的转矩裕量用于克服零起升速的静摩擦转矩，以及更大启动转动惯量和负载转矩。

上述实施例中，启动过程中按照两台调速电机、主驱电机、压缩机均为恒转矩特性设计（装置运行转速范围的转矩上限），具体控制方式，三台变频器的控制关系采用主从控制，由于两台四象限变频器在正常调速运行工况采用主从控制，则在启动工况，在两台四象限变频器主从控制的基础上，把两象限变频器也作为一台从机，由四象限变频器主机控制转速，另外一台四象限变频器和两象限变频器作为从机，控制转矩，转矩按比例分配，结果是三台变频器均表现出恒转矩特性。或者主驱电机和调速电机独立控制，主驱电机采用恒转矩（50%额定转矩）控制，两台四象限变频器进行主从控制，主机控制转速，从机控制转矩（与主机平均分配）也会达到相同的控制效果。

若压缩机启动工况转矩大于额定转矩，则装置可以实现低速超扭来应对，当主驱电机配用两象限变频器容量增大，装置即可在启动阶段实现超额定转矩，当配置的两象限变频器容量达到全容量时，在0～63%启动过程中可实现167%恒额定转矩输出（在装置63%输出转速下，主驱电机和调速电机均保持额定功率输出，即装置可实现全功率输出，1/（0.63/1.05）≈1.67，这是基于调速电机保持最高转速下对应转矩，若考虑调速电机的牛马特性，在装置输出转速小于63%时，则输出转矩会大于167%额定转矩，转速越低，转矩越大），足以应对压缩机启动过程中各种恶劣工况。根据实际工程需要，上述参数可以优选，实际压缩机启动和运行工况并非恒转矩特性，装置按照恒/超转矩的不利工况设计，将会有更大的转矩裕量和工况适应能力。

对于启动转矩相对较小，两台调速电机通过离合器实现机械软启的情况，主驱电机配用固态软启动装置采用斜坡电压启动软并网即可；若机械软启转矩存在一定程度不足，只需适当补充转矩就能完成启动的情况，仍可由固态软启动装置采用限流启动模式，为轴系提供转矩，而不必采用变频原理的软启动装置；对于启动转矩较大的情况，根据启动转矩，则需配置适合容量的两象限变频器。

当装置输出转速达到63%，主驱电机1达到额定转速，在同期点合上旁路开关18，断开主驱电机开关21，主驱电机1切工频，在装置恒额定转矩输出状态下，主驱电机1此时功率为12000kW，两台调速电机15总功率为6000kW，此时，降低四象限变频器16的频率，调速电机15及调速端齿轮10、调速端惰轮9随之降低，离合器11脱开的瞬间，两台调速电机15由电动状态（6000kW）转变为馈电状态（-6000kW），主驱电机1的功率由12000kW，上升到24000kW，装置输出功率不变（18000kW），随着装置输出转速逐步提升至70%，输出功率达到20000kW，此时两台调速电机15的馈电功率为-4000kW，主驱电机1的功率仍为24000kW，上述为装置仍为恒额定转矩输出状态。在压缩机70%至105%正常调速运行工况，调速电机按照最高转速对应的转矩恒转矩运行，主驱电机按照恒额定转矩（已切工频，恒额定转矩即为恒额定功率）运行，装置仍可保持恒额定转矩运行，一般情况下，泵与风机在部分转速下，转矩远达不到额定转矩，仅有某些压缩机在启动工况转矩可能会超过额定转矩，本发明均可满足。在装置63%至105%转速工况，由于离合器脱开，调速电机和主驱电机的功率和转矩与转速相关，因受限于主驱电机的额定功率，即使调速电机拥有牛马特性，装置仍只能保持额定转矩能力，而无法超额定转矩。该型调速电机转矩特性为从100Hz至近0Hz随着转速的降低近似呈线性提高，50Hz～100Hz为恒功率特性。

由于调速电机的牛马转矩特性和在恒功率区间，调速电机在50Hz的转矩为100Hz的2倍，且转速越低转矩越大，因而装置在运行中，如果发生一台调速电机跳闸，一台调速电机保持正常运行，仍能在73.5%～94.5%转速保持装置的恒额定转矩输出，由于压缩机的轴功率与转速的关系大约在二次方和三次方之间，转速在63%～73.5%，轴功率会明显降低，一台调速电机运行，仍可满足所有运行工况。而泵与风机、压缩机等正常运行区间的特性不会恒转矩，装置在一台调速电机运行的情况下，能够满足的工况介于94.5%～105%之间，因而冗余度很高，可靠性很高，即使发生两套四象限变频器均故障的情况，只要有一台调速电机切工频成功，就能保证装置在94.5%转速工况定速运行（正好在压缩机经常运行工况区间，压缩机还有系统手段维持工艺工况稳定），且具备恒额定转矩运行能力，切工频定速的转速可以根据具体情况优选。四象限变频器故障，调速电机切工频时，要设置电抗器和旁路开关，切工频时限投入电抗器限流，防止冲击过大，然后再合上旁路开关。待四象限变频器故障消除，可重新投入变频运行。

装置恒（额定）转矩运行工况功率-转速曲线，如图6所示，在装置启动和正常调速运行过程中，装置的输出功率为OAB连线的面积，主驱电机功率为OACDE连线的面积，调速电机功率为OEF+FDG+GCB连线的面积，其中FDG为馈电工况，在装置输出转速63%时，主驱电机达到额定转速，调速电机达到反向最高转速，在装置输出转速105%时，调速电机达到正向最高转速。

装置恒167%额定转矩启动工况功率-转速曲线，如图6所示，在装置启动过程中（0～63%），装置的输出功率为OHF连线的面积，主驱电机功率为OHE连线的面积，调速电机功率为OEF连线的面积。

装置在单台调速电机最大运行工况功率-转速曲线，如图6所示，在63%～105%转速范围，装置的输出功率为FMNKLB连线的面积，主驱电机功率为PMNKLSRQ连线的面积，调速电机功率为FPQG+GRSB连线的面积,其中FPQG为馈电工况，从图中可以看出，除了JMN+KLA连线的面积（MN和KL为抛物线），单台电机工况基本覆盖了绝大多数双电机运行的范围（FJAB连线的面积），因而，调速电机冗余度很大。

若装置不设置同步自动离合器11，主驱电机配置全容量两象限变频器（24000kW）也可实现恒额定转矩启动，但无法实现低速超扭。

Claims (6)

1.一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，该方法中机电一体化行星调速装置包括主驱电机（1）、主驱端齿轮（3）、差速行星机构、调速端惰轮（9）、调速端齿轮（10）、同步自动离合器（11）、离合器输出端齿轮（12）、离合器输出端惰轮、调速电机（15）、四象限变频器（16）、两象限变频器（17）、旁路开关（18）、厂内供电系统（19）、调速电机开关（20）和主驱电机开关（21），差速行星机构的内齿圈（4）输入轴连接主驱端齿轮（3），主驱端齿轮（3）通过离合器输出端惰轮与离合器输出端齿轮（12）连接，离合器输出端齿轮（12）与同步自动离合器（11）的输出轴连接，主驱电机（1）连接主驱端齿轮（3），差速行星机构的行星架（5）连接调速端惰轮（9），调速端惰轮（9）和调速端齿轮（10）啮合，调速端齿轮（10）和调速电机（15）连接，调速端惰轮（9）与同步自动离合器（11）的输入轴连接，四象限变频器（16）一端连接厂内供电系统（19），另一端通过调速电机开关（20）连接调速电机（15），两象限变频器（17）一端连接厂内供电系统（19），另一端通过主驱电机开关（21）连接主驱电机（1），主驱电机（1）还通过旁路开关（18）直接连接厂内供电系统（19）；差速行星机构的太阳轮（6）连接被驱动设备；

其特征在于：恒/超转矩启动和运行的控制方法具体过程为：在启动过程中，通过两象限变频器（17）和四象限变频器（16）的控制，使主驱电机（1）和调速电机（15）均工作在电动工况，共同承担负载，同步自动离合器（11）接合后，差速行星机构就成为定速比齿轮箱，控制调速电机（15）的定子同步转速高于转子转速，以形成转差率或者控制调速电机（15）的电机功角，使调速电机（15）工作在电动工况，并使同步自动离合器（11）始终保持超越转矩，使同步自动离合器（11）稳定处于接合状态，使调速电机（15）的功率与主驱电机（1）的功率在主驱端齿轮（3）处汇合，共同驱动被驱动设备，内齿圈（4）输入功率等于太阳轮（6）输出功率，即主驱电机（1）与调速电机（15）功率之和等于被驱动设备功率；启动结束进入正常调速运行工况后，主驱电机（1）切工频运行，同步自动离合器（11）脱开，四象限变频器（16）用来控制调速电机（15）转速。

2.根据权利要求1所述的一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，其特征在于：通过两象限变频器（17）的容量选型，使装置在启动过程中满足：（调速电机实际功率+主驱电机实际功率）/装置实际输出转速＞装置额定转矩，即调速电机（15）与主驱电机（1）共同驱动装置升速至主驱电机（1）达到额定转速时，主驱电机的实际功率＞装置额定功率×装置相对输出转速%-调速电机额定功率，则装置可实现输出转矩超过额定转矩启动运行。

3.根据权利要求1所述的一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，其特征在于：两象限变频器（17）和四象限变频器（16）之间可采用多种控制模式，根据负载转矩特性，两象限变频器（17）和四象限变频器（16）之间可以采用主从控制，由变频器主机控制转速，主从变频器按一定比例分配功率，也可以独立控制，由两象限变频器控制转速，四象限变频器控制转矩，或由四象限变频器控制转速，两象限变频器控制转矩；当四象限变频器（16）为两台时，两台四象限变频器之间做主从控制，并可与两象限变频器共同做主从控制。

4.根据权利要求3所述的一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，其特征在于：为平稳控制调速电机（15）的正反转换向工况，设置速度传感器，在启动工况同步自动离合器（11）接合的情况下，行星调速机构成为定速比齿轮箱，两象限变频器和四象限变频器均利用该速度传感器进行控制，以便达到更好的控制效果。

5.根据权利要求3所述的一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，其特征在于：调速电机（15）采用铁路机车电机技术，转矩特性为牛马特性，在整个转速范围内随着转速的降低，转矩单调增加，且在一定转速范围内电机保持恒功率特性；当装置采用两台调速电机（15）时，两台四象限变频器（16）采用主从控制，当任一台变频器发生故障时，另外一台仍可正常工作，由于伺服电机的牛马特性，除接近转速上限的部分工况区间，一台四象限变频器驱动一台调速电机就能保持正常调速工况运行，故障的四象限变频器故障排除后，可以重新在线投入运行，当两台四象限变频器均故障时，只要任意一台调速电机正向切工频成功，装置即可保持较高转速定速运行。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种机电一体化行星调速装置恒/超转矩启动和运行的控制方法，其特征在于：调速端惰轮（9）、调速端齿轮（10）、同步自动离合器（11）、离合器输出端齿轮（12）、离合器输出端惰轮、调速电机（15）、四象限变频器（16）、调速电机开关（20）可以是两套。

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