[發(fā)明專利]一種恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動永磁調(diào)速控制方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210189574.2
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114499282A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許國峰;姜宇;朱玉芹;張維娜;張旭;邱教偉;董春禹
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工機器人科技有限公司;中煤科工集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: H02P1/02
• 分類號: H02P1/02;H02P1/16;H02P17/00;H02P29/00;H02P29/02;H02P29/032
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

本發(fā)明提供一種恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動永磁調(diào)速控制方法，涉及永磁調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先設(shè)置電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載的軟起動時間，并計算軟起動時電動機的平均加速度；再設(shè)置永磁調(diào)速裝置處于最大氣隙位置，使電動機實現(xiàn)空載起動；然后永磁調(diào)速裝置啟動，減小永磁調(diào)速裝置的氣隙，使永磁調(diào)速裝置輸出端轉(zhuǎn)速大于0；計算永磁調(diào)速裝置輸出轉(zhuǎn)矩、恒轉(zhuǎn)矩負載裝備的轉(zhuǎn)矩及永磁調(diào)速裝置輸出轉(zhuǎn)速加速度；進行PID調(diào)節(jié)，使永磁調(diào)速裝置輸出實時轉(zhuǎn)速加速度等于軟起動時電動機的平均加速度；最后調(diào)整永磁調(diào)速裝置的氣隙大小，使電動機達到額定轉(zhuǎn)速，完成電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動。該方法能夠保證恒扭矩負載軟啟動，緩解裝備直起直停對電機產(chǎn)生的重載沖擊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動永磁調(diào)速控制方法。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，帶式輸送、刮板輸送機等恒扭矩裝備得到了廣泛的使用。但是在使用中發(fā)現(xiàn)，直啟直停對電機造成重載沖擊，易引發(fā)電機過載燒毀、斷軸等設(shè)備故障，需停產(chǎn)維修，經(jīng)濟損失嚴重。解決以上問題的方法是通過軟啟動技術(shù)改變電動機或電動機通過傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，使輸出端轉(zhuǎn)速以恒定加速度緩慢上升，以實現(xiàn)軟啟動來避免重載沖擊。可靠的傳動軟啟動系統(tǒng)是電動機及負載穩(wěn)定運行的重要保障，傳統(tǒng)的傳動軟啟動系統(tǒng)主要有變頻器、液力偶合器及CST等。變頻器產(chǎn)生的電應力易導致大型電機軸承失效，其根源是交變磁通在轉(zhuǎn)軸兩端產(chǎn)生感應軸電壓，若軸電壓超過油膜的擊穿閾值，就會產(chǎn)生擊穿電流，使軸承滾道表面溫度升高，導致滾道產(chǎn)生點熔，最后發(fā)展成凹槽，導致軸承失效。此外，變頻器諧波干擾嚴重，也會導致電機氣隙磁場不平衡，加劇軸電壓形成及擊穿電流的發(fā)展，且大功率變頻器投資規(guī)模大，需要開辟單獨的場地，建立變頻室及冷卻室，額外增加資金投入。液力偶合器采用油介質(zhì)傳動，湍動能損失嚴重，傳遞效率低；過載運行時噴油保護自身，造成環(huán)境污染，且需頻繁更換易熔塞，維護繁瑣。同時，現(xiàn)場采用的大功率變頻器及液力偶合器多為國外進口，一旦設(shè)備故障，售后手續(xù)復雜，售后周期冗長，難以保證持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。CST是一種機電液系統(tǒng)高度集成在一起的機電設(shè)備，整機性能可靠性要求較高，操作較復雜，目前多依賴進口設(shè)備，現(xiàn)場使用工人上手難，后期使用維護成本較高。

永磁調(diào)速系統(tǒng)采用非接觸式磁力傳動，無諧波干擾，不產(chǎn)生電應力，不損害電機軸承；且為純機械結(jié)構(gòu)，無需介質(zhì)，冷卻系統(tǒng)采用自然風冷卻而非傳統(tǒng)設(shè)備的液體冷卻，應用于恒扭矩式負載時，整機結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，運行十分可靠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動永磁調(diào)速控制方法，通過調(diào)節(jié)永磁體與銅盤氣隙控制轉(zhuǎn)速及扭矩，保證恒扭矩負載軟啟動，緩解裝備直起直停對電機產(chǎn)生的重載沖擊。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動永磁調(diào)速控制方法，

設(shè)置恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動系統(tǒng)中電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載的軟起動時間，并計算軟起動時電動機的平均加速度；

設(shè)置永磁調(diào)速裝置處于最大氣隙位置，使電動機實現(xiàn)空載起動；

永磁調(diào)速裝置啟動，減小永磁調(diào)速裝置的氣隙，使永磁調(diào)速裝置輸出端的轉(zhuǎn)速大于0；

計算永磁調(diào)速裝置輸出轉(zhuǎn)矩、恒轉(zhuǎn)矩負載裝備的轉(zhuǎn)矩及永磁調(diào)速裝置輸出轉(zhuǎn)速加速度；

進行PID調(diào)節(jié)，使永磁調(diào)速裝置輸出實時轉(zhuǎn)速加速度等于軟起動時電動機的平均加速度；

調(diào)整永磁調(diào)速裝置的氣隙大小，使電動機達到額定轉(zhuǎn)速，完成電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動。

優(yōu)選地，所述恒轉(zhuǎn)矩負載軟啟動永磁調(diào)速控制方法具體包括以下步驟：

步驟1、開始階段，永磁調(diào)速裝置處于最大氣隙狀態(tài)，電動機未啟動，在控制系統(tǒng)的人機界面設(shè)置電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載的軟起動時間；

步驟2、控制器單元根據(jù)設(shè)置的軟起動時間，計算出軟起動時電動機的平均加速度；