Τα κινητήρια συστήματα των χαρτοποιητικών μηχανών που παράγουν τα λεπτά χαρτιά (tissue), σύμφωνα με τα εμπειρικά στοιχεία, παρουσιάζουν διάφορα ηλεκτρικά και μηχανικά προβλήματα, τα οποία μπορούν να αποδοθούν στις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για το μέχρι τώρα σχεδιασμό τους. Η παρούσα διατριβή στοχεύει στην επίλυση των προβλημάτων αυτών. Τα προβλήματα αυτά είναι η άνιση κατανομή του μηχανικού φορτίου μεταξύ των δύο κινητήρων του ιδίου τμήματος, η υπερφόρτωση του ενός εκ των δύο κυρίων τμημάτων της χαρτοποιητικής μηχανής και η πλήρης διακοπή της λειτουργίας της, και η εμφάνιση φαινομένων μηχανικού συντονισμού ή ενίσχυσης των ροπών των αξόνων που οδηγούν στην καταστροφή του πολυκινητηρίου συστήματος. Για την επίτευξη του στόχου γίνεται ανάλυση των σημερινών δομών των πολυκινητηρίων συστημάτων των χαρτοποιητικών μηχανών λεπτών χαρτιών και αναδεικνύονται τα προβλήματα των. Προτείνεται η αλλαγή της δομής και νέος σχεδιασμός του πολυκινητήριου συστήματος των χαρτοποιητικών μηχανών λεπτών. Γίνεται ανάλυση του κινητηρίου συστήματος του στεγνωτικού τυμπάνου με δύο κινητήρες συνεχούς ρεύματος με κοινό μηχανικό φορτίο και εξομοίωση με MATLAB/SIMULINK χωρίς ελαστικούς άξονες. Εξετάζεται η συμπεριφορά του συστήματος αυτού με ελαστικούς άξονες μέσω εξομοίωσης. Προτείνεται μία μέθοδος ελέγχου για την κατανομή του συνολικού φορτίου στο πολυκινητήριο σύστημα και γίνεται ανάλυση της στατικής και της δυναμικής συμπεριφοράς μέσω εξομοίωσης. Επίσης εξετάζεται η ορθότητα της μεθόδου ελέγχου στην περίπτωση σφαλμάτων σε μία γέφυρα τροφοδοσίας. Για την αντιμετώπιση των μηχανικών προβλημάτων που ανακύπτουν γίνεται διεξοδική ανάλυση ταλαντώσεων. Χρησιμοποιώντας τον προτεινόμενο σχεδιασμό και τις προτεινόμενες μεθόδους ελέγχου επιτυγχάνεται κατανομή του μηχανικού φορτίου σύμφωνα με την ονομαστική ισχύ των κινητήρων μέσα στο ίδιο τμήμα και αντιμετωπίζεται πλήρως η υπερφόρτιση του ενός από τα δύο κύρια τμήματα της μηχανής και έτσι αποφεύγεται η πλήρης διακοπή της λειτουργίας της. Από την ανάλυση των ταλαντώσεων προκύπτει η δυνατότητα να δίνονται κατευθυντήριες γραμμές για την επιλογή των καταλλήλων κινητήρων και των καταλλήλων αξόνων, δηλ. τη σωστή διαστασιολόγιση του συστήματος. / The drive systems of tissue paper machines present various electrical and mechanical problems according to empirical data, which can be attributed to the used design methods. The present thesis aims at solving of such problems. The problems are: the partial treatment of the load sharing in sections, where two motors drive the same mechanical load, the overloading of one of the two main sections of the machine and the interruption of its operation when these sections are mechanically engaged. Concerning the mechanical part of the drive, problems arise due to torsional oscillations created by the resonance phenomena or the shafts torque amplification. In order to achieve the aim, an analysis is carried out of the current structure of the drive systems and the problems due to this structure are brought out. A modified structure and a new design of the drive system are proposed. A control method is proposed to share the load between the two DC motors of the same section and investigation, analysis and simulation of a drive are carried out. The behavior of the drive with elastic shafts is examined. In order to face the overloading of one of the two main sections of the paper machine, a control method is proposed to share the total load to the two main sections of the machine and an analysis of the steady state and dynamic behavior through simulation is carried out. The correctness of this control method is examined in the case of typical faults in one of the power converters. In order to face the mechanical problems an exhaustive analysis is carried out concerning torsional oscillations. Using the proposed design and control methods, the load sharing, according to the nominal power of the motors, is assured for the sections where two motors drive the same mechanical load. The overloading of one of the two sections is completely faced and the interruption of the machine operation is avoided. Torsional oscillations analysis emerges that guidelines can be given for the selection of suitable shafts and motors, namely the correct dimensioning of the system.

This thesis focuses on the design of an electrical drive system for the purpose of high precision motion control. A modern electrical drive is usually equipped with a current regulated voltage source along with powerful motion controller system utilizing one or more micro-controllers and/or digital signal processors (DSPs). That is, the motor drive control is mostly performed by a dedicated digital-motion controller system. Such a motor drive mostly interfaces with its host processor via various serial communication protocols such as Profibus, CAN+, RS-485 etc. for the purpose of receiving commands and sending out important status/control signals. Considering that the motor drives lie at the heart of every (multi-axis) motion control system, the aim of this thesis is to explore the design and implementation of a conventional DC motor drive system suitable for most industrial applications that require precision and accuracy. To achieve this goal, various underlying control concepts and important implementation details are rigorously investigated in this study. A low power DC motor drive system with a power module, a current regulator and a motion controller is built and tested. Several design revisions on these subsystems are made so as to improve the overall performance of the drive system itself. Consequently, important &ldquo / know-how&rdquo / required for building high performance (and high power) DC motor drives is gained in this research.