[实用新型]一种挖掘机全数字变频调速控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动挖掘机全数字变频调速控制系统，属于变频调速控制系统技术领域。

背景技术

我国露天矿山现有的电铲挖掘机基本上为高压原动机-发电机-电动机组拖动方式，该系统中间继电器多、故障率高，这种拖动方式缺点较多，主要表现为：机组为机-电-机能量转换效率低，电能损耗大，噪声大；分离元件的继电控制系统难以满足电铲的挖土机控制特性。

由于电动挖掘机的挖土机特性，使系统处于过流运行状态磁场调节难以控制，经常造成电机烧损。电气系统维护工作量大，维护费用高，生产作业率低。该系统还存在着电能损耗大、噪音大、维护工作量大、结构复杂、生产作业率低的缺点。

发明内容

本发明为解决以上的技术问题，提供了一种电动挖掘机全数字变频调速控制系统，解决了上述技术问题。

本发明的一种电动挖掘机全数字变频调速控制系统，包括提升电机、提升速度传感器、提升变频器、推压电机、推压速度传感器、推压变频器、正回转电机、反回转电机、行走电机、回转/行走变频器、控制柜、MODBUS现场总线和司机室人机界面/主令控制器；控制柜与司机室人机界面/主令控制器、提升变频器、推压变频器和回转/行走变频器之间用MODBUS现场总线进行通讯提升变频器对提升电机进行控制，提升变频器对推压电机进行控制，回转/行走变频器分别正回转电机、反回转电机和行走电机进行控制。控制柜包括可编程控制器PLC、三相整流桥模块、控制继电器、司机室人机界面电源、隔离变压器、控制开关、提升变频控制板、推压变频控制板、回转/行走变频控制板、开斗电机接触器、直流合闸接触器、回转电机接触器、行走电机接触器、自动开关、交流接触器。

当外部控制信号输入到PLC可编程控制器中，PLC可编程控制器输出给变频器相应的控制信号(提升启动等)，相应的变频器启动，然后变频器根据速度给定信号和编码器速度反馈信号来控制相应电机的运行。其中通过PLC可编程控制器对所有电控系统的逻辑控制、开关量和模拟量的处理、及变频器运行状况的监控、通过现场总线控制，位于司机室的人机界面可以全盘掌控所有的运行数据和状况，在突发情况下PLC首先会使各部电磁阀失电，第一时间把抱闸抱住，操作人员只要根据人机界面的显示信息就可以很快了解和排除故障。

基于直接转矩控制技术的特点能够完全满足电动挖掘机的关键技术要求，直接转矩控制技术由于所采用的基于定子磁场定向的控制方法，比矢量变频控制少了一个电流控制环节，因此直接转矩控制比矢量控制动态转矩响应快5倍以上，在不安装编码器来反馈转子位置信号，仍能实现高精度的动静态速度和力矩控制；另外直接转矩控制是对转矩的直接控制，故对负载的变化相应迅速，可实现快速的过程控制，同时又具有很高的过载能力和200％的起动转矩.直接转矩控制系统比矢量控制变频系统更适合电动挖掘机的频繁过载和电机的快速响应，故在这里采用以直接转矩控制技术为核心的交流调速装置.

本发明与现有技术相比，由于将交流调速系统引入到电动挖掘机上，使其采用鼠笼型感应电动机成为现实，本发明的现场总线控制系统需要的硬件接线较传统模式大为减少，交流变频装置与直流驱动装置相比结构简单、控制精度高、能有效抑制高次谐波对电网的危害，从而本发明具有以下优点：电控系统具有控制可靠、性能稳定，抗干扰能力强，维护简便，速度快、功率大、可靠性强、效率高和维护费用低的优点。

附图说明

图1是本发明挖掘机全数字变频调速控制系统的原理图；

图2是本发明挖掘机全数字变频调速控制系统的结构布置图；

图3是本发明挖掘机全数字变频调速控制系统的电控柜结构图。

具体实施方式