[发明专利]一种旋转机构的转速跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种转速跟踪系统，具体涉及一种大惯量旋转机构机 械刹车与变频器切换控制时旋转机构的转速跟踪控制系统。

背景技术

目前，在大惯量负载类型的旋转机构上，例如门座式起重机的旋 转机构，一般采用变频器驱动电机来带动旋转机构工作，还另外配有 机械制动器，采用液压控制的方式来调节机械制动的力度。由于变频 器一般采用转速控制，无法实现精确的位置控制，通常在旋转机构停 车且需要定位时，门座式起重机的操作人员往往采用变频器和机械制 动器切换控制的方式来达到准确定位的目的。为了不让机械制动器工 作时成为变频器的扰动负载，常用的做法是机械制动器工作时会发出 信号给变频器，变频器在接受到制动器工作信号时封锁IGBT的驱动 脉冲，不再输出电流驱动电机；当制动器工作结束需要再次切换到变 频器控制时，往往此时电机的转速并没有下降到零，此时变频器如果 按照从零速开始加速的方法就会导致电机转速突然减到零后再次加 速，甚至在这个过程中会产生过流等故障，因此，大多数变频器配有 转速追踪功能，该功能开启后，每次变频器运行前需要辨识出当前电 机的实际转速，辨识成功后再以实际转速为起点开始控制电机，避免 起动变频器时的转速冲击。

转速追踪功能的转速辨识方法有硬件辨识方法和软件辨识方法 两种，这些方法从变频器开始起动到辨识成功都需要2～3秒的时间， 如果门座式起重机的操作人员在低速就位时频繁切换机械制动和变 频器，则转速辨识所需的时间会大大影响到工作的效率。

发明内容：

为了克服上述背景技术的缺陷，本发明提供一种旋转机构的转速 跟踪系统，能够使变频器在切换到机械制动时变频器不影响机械制动 的效果，且变频器不报故障，在机械制动切换到变频器时几乎不需要 转速辨识的时间。

为了解决上述技术问题本发明的所采用的技术方案为：

一种旋转机构的转速跟踪系统，包括电机、变频器和刹车制动系 统，电机由变频器或刹车制动系统控制，变频器内包括斜率转换单元、 第一切换开关、PI调节器、第二切换开关；

斜率转换单元：转速指令参考值经斜率转换单元生成第一转速指 令值；

第一切换开关：接收第一转速指令值和电机转速反馈值，输出第 二转速指令值，由第二切换开关状态信号控制第二转速指令值等于第 一转速指令值或电机转速反馈值；

PI调节器：第二转速指令值与电机转速反馈值之差经由PI调节 器生成第一电磁转矩给定值；

第二切换开关：接收第一电磁转矩给定值，输出第二电磁转矩给 定值，由刹车信号控制第二电磁转矩给定值等于第一电磁转矩给定值 或零转矩；

第二电磁转矩给定值输出至电机的转速输入端。

较佳地，当刹车信号无效时，第一切换开关从零转矩输入端切换 至第一电磁转矩给定值输入端，第二电磁转矩给定值等于第一电磁转 矩给定值；当刹车信号有效时，第一切换开关从第一电磁转矩给定值 输入端切换至零转矩输入端，第二电磁转矩给定值等于零转矩。

较佳地，第二切换开关位于变频器控制状态时，第二切换开关从 电机转速反馈值输入端切换至第一转速指令值输入端，输出的第二转 速指令值等于第一转速指令值；当第二切换开关位于刹车制动系统控 制状态时，第二切换开关从第一转速指令值输入端切换至电机转速反 馈值输入端，第二转速指令值等于电机转速反馈值。

本发明的有益效果在于：当机械制动进行刹车动作时，通过变频 器内本系统的设置输出零转矩，不与机械制动转矩产生冲突，不影响 机械制动的效果；由于变频器处于转矩控制模式，虽然电机转速暂时 不受变频器控制，但是系统不会报故障；在机械制动停止刹车动作时， 切换到变频器控制，通过上述系统设置，在这个过程中几乎不需要转 速辨识时间，无论是开环矢量控制还是闭环矢量控制，由于变频器一 直在运行，会不停辨识或者采集转速反馈值，因此在停止刹车动作重 新切换到转速控制时，只要在切换瞬间当前转速指令值等于转速反馈 值就可实现平滑切换。能够使变频器在切换到机械制动时变频器不影 响机械制动的效果，且变频器不报故障，在机械制动切换到变频器时 几乎不需要转速辨识的时间。

附图说明

图1为本发明实施例1系统控制原理图；

图2为本发明实施例2系统控制过程波形示意图。