[發明專利]一種數字化交流調壓調速裝置

有效

• 申請號: 201110064896.6
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102185555A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王展英;劉成龍;許成;馬有亮;孫晶
• 申請（專利權）人: 上海智大電子有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P1/40;H02P3/20;H02H7/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 孫景宜

技術領域

本發明涉及一種交流調壓調速裝置，特別是涉及一種精度高，動態性能好，調速范圍寬，電壓波動小的數字化交流調壓調速裝置。

背景技術

90年代初在起重機電動機調速系統中，大量采用ABB公司生產的ASTAT9模擬量交流定子調壓調速控制系統，及德國西門子公司生產的6RS系列模擬量交流定子調壓調速控制系統。交流定子調壓調速控制系統，是一個成熟的晶閘管相位起重機電動機控制系統。

它的控制方式采用模擬量控制方式，系統每個參數全部用電位器調節，信號顯示采用發光二極管。系統采用外部速度環和內部電流環組成的雙閉環系統，最大轉矩可通過改變電流調節器的電流限幅值來實現，以避免我們所不希望的轉矩沖擊。電機平滑的加速和減速與內部斜坡發生器設定時間一致，可減少對機械沖擊，延長部件使用壽命。該裝置具有有級或無級控制功能，調速范圍從5％～100％。由于是速度閉環系統，機械特性硬，速度平穩。該技術在全國各大鋼廠被大量采用，市場需求量比較大。

但是，因為起重機使用環境比較惡劣，灰塵多，溫度高，尤其震動很大，模擬量控制系統參數是由電位器設定，由于灰塵及震動原因長時間使用會出現參數設定飄移。由于模擬量元器件受溫度影響發生漂移，系統參數需要經常調整。其速度反饋方式采用測試發電機和脈沖編碼器，如使用脈沖編碼器需要增加一個轉換裝置，增加了系統的故障點。發生故障后由于沒有自診斷和監控記憶，查找故障會比較困難，在一定程度上影響生產。由于原系統沒有設計防溜鉤保護功能，在寶鋼曾發生溜鉤事故，給安全生產帶來極大隱患。

進入21世紀后的今天，起重機控制進入計算機時代，需要通過使用現代計算機技術將起重機控制特性與綜合信息數據處理相結合，實現和PLC的通訊。這是模擬量控制無法實現的。隨著微電子技術，微處理機以及計算機軟件的發展，使調速控制的各種功能幾乎均可通過微處理機，借助軟件來實現。即從過去的模擬控制向模擬-數字混合控制發展，最后實現全數字化。

在數字化系統中，除具有常規的調速功能外，還具有故障報警，診斷及顯示等功能，同時，數字系統通常具有較強的通信能力，通過選配適當的通信接口模板，可方便地實現主站(如上一級plc或計算機系統)和從站(單機交，直流傳動控制裝置)間的數字通信，組成分級多機的自動化系統。為易于調試，數字系統的軟件，一般設計有調節器參數的自化優化，通過啟動優化程序，實現自動尋優和確定系統的動態參數，以及實現如電動機磁化特性曲線的自動測試等，有利于縮短調試時間和提高控制性能。全數字調速系統已發展成為緊湊式和模塊式兩大類，但全數字調速系統還是有模擬調速系統無法比擬的優點，技術更先進，操作方便。數字調速系統與模擬調速系統相對比，技術性能有如下優點：

(1)靜態精度高，不受外部環境溫度影響；

(2)動態性能好，借助于豐富的軟件，易于實現各類自適應和復合控制；

(3)調速范圍寬；

(4)電壓波動小；

(5)參數實現軟件化，無漂移影響；

(6)所用元件數量少，不易失效；

(7)設定值量化程度高，且狀態重復率好；

(8)放大器和級間耦合噪聲很小，電磁干擾小；

(9)調試即投產靈活方便，易于設計和修改設計；

(10)標準及通用化程度高，除主cpu模塊外，僅數種附加模塊；可實現，包括工藝參數在內的多元閉環控制；

(11)適用范圍廣，可實現各類變速控制及易于實現與單片機或plc系統通信。

數字化是調速系統自動化的基礎，特別是當前網絡技術在工業領域的普及與發展，就更加確定了數字控制的主導地位，由此，數字化將在未來的調速設備中得到大量應用。

發明內容

針對上述問題，本發明的主要目的在于提供一種全數字化交流調壓調速裝置。模擬量調壓調速裝置有很多不便，現場調試中不方便且故障率高，長時間使用穩定性較差，參數容易發生漂移，發生故障以后處理困難。特別是在生產繁忙發生故障以后，由于處理時間較長影響生產，加大設備維護人員的工作量。開發全數字定子調壓調速系統，可以提高系統的穩定性。現場調試方便。調試時，可以通過PC機把系統參數設置好，通過電腦通訊接口把參數輸入到裝置中。還可以通過控制板上的快捷操作鍵設定，使用方便，還可以通過人機界面實時監控電動機運行時的電流，電壓，速度等重要參數，對電動機參數實時監控。建立故障自診斷和記憶監控系統，當發生故障時，通過控制板顯示器顯示故障類型代碼，能夠快速，方便查找故障，提高工作人員的工作效率，很快的找到毛病，同時還可以通過裝置上的通訊板和PLC聯動，用PLC來控制系統的個個參數及故障信息。