[其他]微機控制錯位無環(huán)流交交變頻調(diào)速系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86100141
• 申請日: 1986-01-11
• 公開（公告）號: CN86100141A
• 公開（公告）日: 1986-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧旭庭;鄭康勇;過志偉;張翔龍
• 申請（專利權(quán)）人: 冶金部北京鋼鐵設(shè)計研究總院
• 主分類號: H02P5/412
• 分類號: H02P5/412
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 陳肖梅

本發(fā)明涉及一種交交變頻調(diào)速系統(tǒng)，特別是用微型計算機進行變頻實時控制的錯位選觸無環(huán)流交交變頻調(diào)速系統(tǒng)。

交交變頻調(diào)速系統(tǒng)是交流變頻調(diào)速的一個發(fā)展方向，適用于低速、大功率、需要四象限工作的設(shè)備。國外早期用于水泥管磨機，頻率為5赫左右。到八十年代初期用到初軋機主傳動上，頻率自幾赫至十幾赫。國外主回路多采用可控環(huán)流或邏輯無環(huán)流，控制系統(tǒng)多采用矢量控制，系統(tǒng)比較復(fù)雜，實現(xiàn)比較困難，價格也比較昂貴，如昭58-66580和DE3029311A1。國內(nèi)交交變頻調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)過工業(yè)試驗的有連續(xù)移相法和余弦交叉法，前者電動機運行在1/3工頻，固定頻率，用在輥道上。后者向繞線型感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子供電，定子仍送工頻，形成雙饋，調(diào)速范圍在電動機額定轉(zhuǎn)速上下20%，用在冷拔機上。

本發(fā)明的目的是提供一種微機控制的錯位無環(huán)流交交變頻調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、容易掌握，且價格便宜。該系統(tǒng)允許最高頻率達(dá)35赫，可以使感應(yīng)電動機在0～35赫范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)速。控制系統(tǒng)采用電壓調(diào)節(jié)器，響應(yīng)速度快，并能使感應(yīng)電動機具有較硬的機械特性。

下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的內(nèi)容。

圖一是變頻器主回路的接線圖。圖二是微機控制的錯位無環(huán)流交交變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制框圖，圖中，1是微型計算機，2是開關(guān)量隔離器，3是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，4是數(shù)模轉(zhuǎn)換器，5是電壓調(diào)節(jié)器，6是移相觸發(fā)器，7是電壓隔離器，8是交交變頻器，9是感應(yīng)電動機，10是脈沖測速器。圖三是調(diào)速系統(tǒng)微型計算機的硬件框圖。

微機控制錯位無環(huán)流交交變頻調(diào)速系統(tǒng)的主回路由晶閘管組成，共有三組反并聯(lián)的可逆三相橋，如圖1所示。每組可逆三相橋輸出一相交流電，三組輸出三相交流電。這三組可逆三相橋都采用錯位選觸的方法來實現(xiàn)無環(huán)流運行。每組可逆三相橋都有一個電壓調(diào)節(jié)器，其作用是使變頻器的輸出電壓不隨負(fù)載的增加而降低，反而有所升高，可以部分補償電動機的電樞壓降，使電動機有較硬的機械特性。電壓調(diào)節(jié)器的輸出兼作正反兩組三相橋的選觸信號。

由圖二可見，微型計算機〔1〕向三個電壓調(diào)節(jié)器〔5〕輸出三相電壓給定，即變頻器〔8〕的三個相電壓的給定。這個給定可以是不同頻率和不同幅值的三相正弦波，也可以是其他波形，這些不同頻率和不同幅值的給定波形曲線間隔均勻，根數(shù)很多，使電動機接近無級調(diào)速。如果采用特定形狀的平頂波作為給定，其線電壓仍為正弦波，正弦波線電壓的峰值正好是平頂波相電壓峰值的兩倍。這樣可以使變頻器的輸入電壓及晶閘管的承受電壓比正弦波相電壓低15%左右，并且可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。

變頻器的輸出頻率的級差很小，可以使電動機接近無級調(diào)速。變頻器還可以根據(jù)需要設(shè)定某一頻率為基速，基速以下恒力矩，基速以上恒功率。

本發(fā)明還有按電動機的滑差控制電流的功能。在電動機允許的最大力矩內(nèi)，滑差正比于力矩。在帶重負(fù)荷的升速過程中，如果滑差頻率大于某一設(shè)定值時，微機自動減慢輸出頻率變化的速率，電動機的加速度自動減小，使動態(tài)電流小下來。帶負(fù)載運行時，如果滑差頻率超過另一設(shè)定值，微機的輸出頻率自動降低到一個很小的值，這時電動機堵轉(zhuǎn)，形成挖土機特性。

本變頻調(diào)速系統(tǒng)有兩種給定方式，一種是頻率給定，另一種是轉(zhuǎn)速給定。采用頻率給定時，如前所述，具有較硬的外特性，可以用于初軋機及卷揚機等設(shè)備。采用轉(zhuǎn)速給定可以使電動機的轉(zhuǎn)速保持恒定，當(dāng)負(fù)載增加時用適當(dāng)提高頻率的方法來補償滑差造成的轉(zhuǎn)速降。

本發(fā)明的微型計算機控制部分的硬件結(jié)構(gòu)見圖三。它由TP-801單板微型計算機及一些接口所組成，微型計算機的主要技術(shù)特性如下：中央處理單元（CPU）為Z-80，主頻2兆赫;監(jiān)控程序只讀存貯器，2K字節(jié);用戶用只讀存貯器，4K字節(jié);隨機存貯器，4K字節(jié);并行輸出輸入接口芯片PIO一片;定時及計數(shù)用芯片CTC一片。接口輔助板上設(shè)有：數(shù)據(jù)線驅(qū)動及隔離芯片8212一片;開關(guān)量輸入用光電隔離器一組;數(shù)/模轉(zhuǎn)換器及其雙極型電壓輸出電路三組;譯碼電路一套。接口輔助板安裝在單板微型計算機上。

微型計算機的控制部分設(shè)有兩種工作方式，一種為分調(diào)方式，另一種為與電動機聯(lián)動方式，兩種方式可以任意選擇。分調(diào)方式作為調(diào)試系統(tǒng)用，通過安裝在微型計算機柜面板上的鈕子開關(guān)進行操作，可以設(shè)定電動機的運行方式，選擇運行頻率，啟停變頻系統(tǒng)，確定電動機運行方向以及指示過電流信號。聯(lián)動方式即變頻系統(tǒng)與電動機聯(lián)動工作方式。由安裝在機械旁的主令開關(guān)及選擇開關(guān)來操作，能完成分調(diào)方式的各種操作。