[发明专利]一种数字化交流调压调速装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流调压调速装置，特别是涉及一种精度高，动态性能好，调速范围宽，电压波动小的数字化交流调压调速装置。

背景技术

90年代初在起重机电动机调速系统中，大量采用ABB公司生产的ASTAT9模拟量交流定子调压调速控制系统，及德国西门子公司生产的6RS系列模拟量交流定子调压调速控制系统。交流定子调压调速控制系统，是一个成熟的晶闸管相位起重机电动机控制系统。

它的控制方式采用模拟量控制方式，系统每个参数全部用电位器调节，信号显示采用发光二极管。系统采用外部速度环和内部电流环组成的双闭环系统，最大转矩可通过改变电流调节器的电流限幅值来实现，以避免我们所不希望的转矩冲击。电机平滑的加速和减速与内部斜坡发生器设定时间一致，可减少对机械冲击，延长部件使用寿命。该装置具有有级或无级控制功能，调速范围从5％～100％。由于是速度闭环系统，机械特性硬，速度平稳。该技术在全国各大钢厂被大量采用，市场需求量比较大。

但是，因为起重机使用环境比较恶劣，灰尘多，温度高，尤其震动很大，模拟量控制系统参数是由电位器设定，由于灰尘及震动原因长时间使用会出现参数设定飘移。由于模拟量元器件受温度影响发生漂移，系统参数需要经常调整。其速度反馈方式采用测试发电机和脉冲编码器，如使用脉冲编码器需要增加一个转换装置，增加了系统的故障点。发生故障后由于没有自诊断和监控记忆，查找故障会比较困难，在一定程度上影响生产。由于原系统没有设计防溜钩保护功能，在宝钢曾发生溜钩事故，给安全生产带来极大隐患。

进入21世纪后的今天，起重机控制进入计算机时代，需要通过使用现代计算机技术将起重机控制特性与综合信息数据处理相结合，实现和PLC的通讯。这是模拟量控制无法实现的。随着微电子技术，微处理机以及计算机软件的发展，使调速控制的各种功能几乎均可通过微处理机，借助软件来实现。即从过去的模拟控制向模拟-数字混合控制发展，最后实现全数字化。

在数字化系统中，除具有常规的调速功能外，还具有故障报警，诊断及显示等功能，同时，数字系统通常具有较强的通信能力，通过选配适当的通信接口模板，可方便地实现主站(如上一级plc或计算机系统)和从站(单机交，直流传动控制装置)间的数字通信，组成分级多机的自动化系统。为易于调试，数字系统的软件，一般设计有调节器参数的自化优化，通过启动优化程序，实现自动寻优和确定系统的动态参数，以及实现如电动机磁化特性曲线的自动测试等，有利于缩短调试时间和提高控制性能。全数字调速系统已发展成为紧凑式和模块式两大类，但全数字调速系统还是有模拟调速系统无法比拟的优点，技术更先进，操作方便。数字调速系统与模拟调速系统相对比，技术性能有如下优点：

(1)静态精度高，不受外部环境温度影响；

(2)动态性能好，借助于丰富的软件，易于实现各类自适应和复合控制；

(3)调速范围宽；

(4)电压波动小；

(5)参数实现软件化，无漂移影响；

(6)所用元件数量少，不易失效；

(7)设定值量化程度高，且状态重复率好；

(8)放大器和级间耦合噪声很小，电磁干扰小；

(9)调试即投产灵活方便，易于设计和修改设计；

(10)标准及通用化程度高，除主cpu模块外，仅数种附加模块；可实现，包括工艺参数在内的多元闭环控制；

(11)适用范围广，可实现各类变速控制及易于实现与单片机或plc系统通信。

数字化是调速系统自动化的基础，特别是当前网络技术在工业领域的普及与发展，就更加确定了数字控制的主导地位，由此，数字化将在未来的调速设备中得到大量应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种全数字化交流调压调速装置。模拟量调压调速装置有很多不便，现场调试中不方便且故障率高，长时间使用稳定性较差，参数容易发生漂移，发生故障以后处理困难。特别是在生产繁忙发生故障以后，由于处理时间较长影响生产，加大设备维护人员的工作量。开发全数字定子调压调速系统，可以提高系统的稳定性。现场调试方便。调试时，可以通过PC机把系统参数设置好，通过电脑通讯接口把参数输入到装置中。还可以通过控制板上的快捷操作键设定，使用方便，还可以通过人机界面实时监控电动机运行时的电流，电压，速度等重要参数，对电动机参数实时监控。建立故障自诊断和记忆监控系统，当发生故障时，通过控制板显示器显示故障类型代码，能够快速，方便查找故障，提高工作人员的工作效率，很快的找到毛病，同时还可以通过装置上的通讯板和PLC联动，用PLC来控制系统的个个参数及故障信息。