[發(fā)明專利]伺服型張力控制系統(tǒng)再生電能利用裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310442683.1
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103457295A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李寧;汪木蘭;左健民;王保升
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/12
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種再生電能利用方法，尤其是張力控制系統(tǒng)中的再生電能的利用方法。

背景技術(shù)

張力控制系統(tǒng)在在印刷、造紙、包裝等設(shè)備中廣泛使用，傳統(tǒng)的張力控制系統(tǒng)一般采用磁粉制動器和磁粉離合器產(chǎn)生張力，主要缺點是1、功耗大，磁粉制動器產(chǎn)生大量的熱量，需要冷卻。2、制動器基本不具備動態(tài)調(diào)整的能力，不能通過控制磁粉制動器實現(xiàn)對張力的動態(tài)調(diào)整。

目前這個領(lǐng)域里新的研究集中在伺服型張力控制器，和傳統(tǒng)的磁粉制動型張力控制器不同，伺服型張力控制器以不同的伺服電機控制開卷機構(gòu)和收卷機構(gòu)，開卷伺服電機在收卷伺服電機的拖動下運行，張力是以開卷伺服電機的產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩來形成的。

伺服型張力控制是一種高效、精密、節(jié)能的先進技術(shù)，綜合性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的磁粉制動型的張力控制。但目前并沒有獲得廣泛采用，影響伺服型張力控制技術(shù)廣泛采用的原因主要在于逆變再生能量的處理比較棘手，如果將逆變再生能量回送電網(wǎng)，將有可能對電網(wǎng)產(chǎn)生影響，因而需要專門的入網(wǎng)許可。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供伺服型張力控制系統(tǒng)再生電能利用方法裝置，該方法和裝置既節(jié)約了能源又不會對電網(wǎng)產(chǎn)生影響。

本發(fā)明的方案是：

伺服型張力控制系統(tǒng)再生電能利用裝置，包括收卷裝置和開卷裝置，收卷裝置包括依次相連的收卷輥和收卷電機，開卷裝置包括依次相連的開卷輥和開卷電機；所述開卷輥與收卷輥相連，其特征在于：還包括開卷交流伺服驅(qū)動器和收卷交流伺服驅(qū)動器，所述開卷電機和收卷電機分別為永磁同步伺服電機，開卷交流伺服驅(qū)動器的交流輸出端接至開卷電機三相輸入端，收卷交流伺服驅(qū)動器的交流輸出端接至收卷電機的三相輸入端，所述開卷交流伺服驅(qū)動器的直流母線端接至收卷交流伺服驅(qū)動器的直流母線端。

還包括電源整流器，開卷交流伺服驅(qū)動器和收卷交流伺服驅(qū)動器的直流母線端與電源整流器直流母線端相連，電源整流器三相交流輸入端接至電網(wǎng)。

開卷電機工作于轉(zhuǎn)矩控制模式，開卷電機工作于發(fā)電狀態(tài)；所述收卷電機工作于速度控制模式，收卷電機工作于電動狀態(tài)。

基于本發(fā)明所解決的技術(shù)問題，本發(fā)明的另一種實施例為：基于權(quán)利要求1所述的伺服型張力控制系統(tǒng)再生電能利用裝置的再生電能利用方法，收卷交流伺服驅(qū)動器控制收卷電機驅(qū)動收卷輥運行，并通過收卷輥來帶料，開卷輥在收卷電機的拖動下帶動開卷電機運行，張力由開卷電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩來形成，開卷交流伺服驅(qū)動器控制開卷電機，開卷電機為永磁同步伺服電機，工作于轉(zhuǎn)矩控制模式，其特征在于：所述收卷電機為永磁同步伺服電機，工作于速度控制模式，所述收卷交流伺服驅(qū)動器的直流母線端接至開卷交流伺服驅(qū)動器的直流母線端，收卷電機工作于電動狀態(tài)，將電能轉(zhuǎn)換成機械能，開卷電機工作于發(fā)電狀態(tài)，將機械能轉(zhuǎn)換成再生電能。

在所述開卷交流伺服驅(qū)動器和收卷交流伺服驅(qū)動器的直流母線端還接有電源整流器，通過電源整流器將電網(wǎng)的電能補充至直流母線。

所述的電源整流器用于調(diào)節(jié)直流母線電壓，所述的電源整流器為雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)，外環(huán)是電壓環(huán)，控制直流母線電壓維持在設(shè)定的大小，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，控制電網(wǎng)側(cè)的電流，電網(wǎng)側(cè)輸入的交流電流是按照有功分量和無功分量分別進行控制的，通過測量電網(wǎng)電壓的相位，完成對電網(wǎng)側(cè)電流的分解，與電網(wǎng)電壓相位相同的分量為有功分量，與其正交的為無功分量，通過對有功和無功分量的控制，實現(xiàn)預期的功率因數(shù)。

所述的電源整流器控制方法如下：

步驟1：通過測量電網(wǎng)交流電壓，得到其相位測量電網(wǎng)輸入電流中的兩相i_a、i_b，并利用三相電流的對稱性，計算出第三相電流i_c；以電壓相位角按照式（1）對三相電流（i_a,i_b,i_c）進行旋轉(zhuǎn)變換，得到其中的有功電流i_p和無功電流i_j；