[實用新型]一種旋轉機構的轉速跟蹤系統

有效

• 申請號: 201521132099.7
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN205356212U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 謝鳴;李小松;曾國慶;毛榮芳
• 申請（專利權）人: 武漢港迪電氣傳動技術有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/20;H02K7/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;胡藝

技術領域

本實用新型涉及一種轉速跟蹤系統，具體涉及一種大慣量旋轉機構機械剎車與變頻器切換控制時旋轉機構的轉速跟蹤控制系統。

背景技術

目前，在大慣量負載類型的旋轉機構上，例如門座式起重機的旋轉機構，一般采用變頻器驅動電機來帶動旋轉機構工作，還另外配有機械制動器，采用液壓控制的方式來調節機械制動的力度。由于變頻器一般采用轉速控制，無法實現精確的位置控制，通常在旋轉機構停車且需要定位時，門座式起重機的操作人員往往采用變頻器和機械制動器切換控制的方式來達到準確定位的目的。為了不讓機械制動器工作時成為變頻器的擾動負載，常用的做法是機械制動器工作時會發出信號給變頻器，變頻器在接受到制動器工作信號時封鎖IGBT的驅動脈沖，不再輸出電流驅動電機；當制動器工作結束需要再次切換到變頻器控制時，往往此時電機的轉速并沒有下降到零，此時變頻器如果按照從零速開始加速的方法就會導致電機轉速突然減到零后再次加速，甚至在這個過程中會產生過流等故障，因此，大多數變頻器配有轉速追蹤功能，該功能開啟后，每次變頻器運行前需要辨識出當前電機的實際轉速，辨識成功后再以實際轉速為起點開始控制電機，避免起動變頻器時的轉速沖擊。

轉速追蹤功能的轉速辨識方法有硬件辨識方法和軟件辨識方法兩種，這些方法從變頻器開始起動到辨識成功都需要2～3秒的時間，如果門座式起重機的操作人員在低速就位時頻繁切換機械制動和變頻器，則轉速辨識所需的時間會大大影響到工作的效率。

發明內容：

為了克服上述背景技術的缺陷，本實用新型提供一種旋轉機構的轉速跟蹤系統，能夠使變頻器在切換到機械制動時變頻器不影響機械制動的效果，且變頻器不報故障，在機械制動切換到變頻器時幾乎不需要轉速辨識的時間。

為了解決上述技術問題本實用新型的所采用的技術方案為：

一種旋轉機構的轉速跟蹤系統，包括電機、變頻器和剎車制動系統，電機由變頻器或剎車制動系統控制，變頻器內包括斜率轉換單元、第一切換開關、PI調節器、第二切換開關；

斜率轉換單元：轉速指令參考值經斜率轉換單元生成第一轉速指令值；

第一切換開關：接收第一轉速指令值和電機轉速反饋值，輸出第二轉速指令值，由第二切換開關狀態信號控制第二轉速指令值等于第一轉速指令值或電機轉速反饋值；

PI調節器：第二轉速指令值與電機轉速反饋值之差經由PI調節器生成第一電磁轉矩給定值；

第二切換開關：接收第一電磁轉矩給定值，輸出第二電磁轉矩給定值，由剎車信號控制第二電磁轉矩給定值等于第一電磁轉矩給定值或零轉矩；

第二電磁轉矩給定值輸出至電機的轉速輸入端。

較佳地，當剎車信號無效時，第一切換開關從零轉矩輸入端切換至第一電磁轉矩給定值輸入端，第二電磁轉矩給定值等于第一電磁轉矩給定值；當剎車信號有效時，第一切換開關從第一電磁轉矩給定值輸入端切換至零轉矩輸入端，第二電磁轉矩給定值等于零轉矩。

較佳地，第二切換開關位于變頻器控制狀態時，第二切換開關從電機轉速反饋值輸入端切換至第一轉速指令值輸入端，輸出的第二轉速指令值等于第一轉速指令值；當第二切換開關位于剎車制動系統控制狀態時，第二切換開關從第一轉速指令值輸入端切換至電機轉速反饋值輸入端，第二轉速指令值等于電機轉速反饋值。

本實用新型的有益效果在于：當機械制動進行剎車動作時，通過變頻器內本系統的設置輸出零轉矩，不與機械制動轉矩產生沖突，不影響機械制動的效果；由于變頻器處于轉矩控制模式，雖然電機轉速暫時不受變頻器控制，但是系統不會報故障；在機械制動停止剎車動作時，切換到變頻器控制，通過上述系統設置，在這個過程中幾乎不需要轉速辨識時間，無論是開環矢量控制還是閉環矢量控制，由于變頻器一直在運行，會不停辨識或者采集轉速反饋值，因此在停止剎車動作重新切換到轉速控制時，只要在切換瞬間當前轉速指令值等于轉速反饋值就可實現平滑切換。能夠使變頻器在切換到機械制動時變頻器不影響機械制動的效果，且變頻器不報故障，在機械制動切換到變頻器時幾乎不需要轉速辨識的時間。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1系統控制原理圖；

圖2為本實用新型實施例2系統控制過程波形示意圖。

圖中：1-斜率轉換單元，2-第一切換開關，3-第二切換開關狀態，4-PI調節器，5-第二切換開關，6-剎車信號，7-電機。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。