[发明专利]交流涡流制动器调速控制装置

说明书

本发明涉及测出电动机的速度，并与一给定的物理量进行比较，以便调节速度的电动机调速装置，特别是应用半导体器件的通过调节电动机转子电阻和自动控制涡流制动器励磁电流的方法，实现调节交流电动机速度的装置;或起重机电力驱动用的控制系统或装置。

交流涡流制动器调速具有制动力矩大，过载能力强，运转平稳等特点，因此得到了广泛的应用。近年来，联邦德国M·A·N公司和日本三菱电机公司均已形成系列产品。M·A·N公司获准的联邦德国专利DE2951839“Elektrischer    Antrieb，insbesondere    für    Hebezeuge”公开了一种用于起重机械的电气驱动装置，这类装置主要是由一个调节装置，一个异步电动机和一个涡流制动器组成，其调节装置由一给定值传感器9、转速调节器7、积分仪13、调节装置15和制动控制机构29组成。其控制线路复杂、元器件多、也有采用专用器件的;调试繁琐，检修不易，同时价格昂贵。

本发明的目的是设计一种稳定可靠，控制线路简洁，性能好;调速范围大，速度变动率小，具有硬机械特性，可使起重机械保持恒速，抗干扰能力强;调试方便，价格便宜的涡流制动器调速控制装置。

交流涡流制动器调速控制装置的电气线路主要有三片集成电路为核心构成，一片为包括速度合成电路、信号反馈电路和同步速度检测电路组成的集成电路，组成运放控制器;另一片为调制脉冲发生电路，第三片为控制触发电路这两片集成电路组成速度调节器。装置根据起重机调速比要求，设计给出对应各档位速度（有级变速）的基准电压，由给定值电路发出信号，与经信号反馈电路的电动机实际输出电流或测速电机输出电压信号，一起输入到速度合成电路，将基准信号与反馈信号进行比较倒相，给出误差信号电压，并进行放大，然后进入速度控制器的调速脉冲发生电路，产生可调的调制脉冲列，经控制触发电路移相触发长脉冲，与可控硅主控制器共同控制移相电压变化输出，改变可控硅导通角，来控制涡流制动器的励磁电流、电压，构成一闭环控制回路，也可直接由测速电机，经信号反馈电路进入速度控制器、主控制器来控制电动机和涡流制动器，构成另一闭环控制回路，实现速度自动控制。

本装置还设计有同步速度检测回路，由测速电机的电压信号输入到同步速度检测电路，当电动机速度达到某一给定值（如设定为同步转速的90%）时，输出信号通过速度控制器，控制电动机的外接继电器，短接全部转子电阻，产生足够的制动转矩防止电动机超速。

附图1为本发明的控制系统图。图中1为电动机，2为涡流制动器，3为测速电机，4为给定值电路，5为速度合成电路，6为信号反馈电路，7为同步速度检测电路，8为速度调节器，9为主控制器，P₁为运放控制器，P₂为调制脉冲发生电路，P₃为控制触发电路。

结合附图对本发明作详细说明。

由给定值电路4给出的速度基准电压信号与经信号反馈电路6的电动机1的电流信号或测速电机3的电压信号一起输入到速度合成电路5，速度合成电路5由反相器、加法器、积分放大器、电压跟随比较器组成。将速度基准电压信号与反馈信号进行比较、倒相，给出误差信号电压。随后，该信号进入速度调节器8，速度调节器8由二片集成电路组成，一片为调制脉冲发生电路P₂，调制产生5-10KHz占空比可调的调制脉冲列，脉冲为矩形波，另一片为控制触发电路P₃，调制长脉冲移相触发控制，其移相范围≥170°，脉冲前沿≤1μS，其负脉冲相位不均衡≤±3°，负载电流≥150mA，用180°-α相位调制长脉冲进行触发。主控制器9采用调制长脉冲触发驱动可控硅全波控制电路，控制移相电压变化输出，可控硅导通角改变，即可控制涡流制动器的励磁电流、电压。当电动机速度增加时，装置电路能自动增加励磁电流，从而增强制动转矩，反之减少励磁电流，减少制动转矩，实现速度自动控制，保持起重机稳速、恒速。

本装置设计成双反馈闭环控制，具有调速比大于1∶10，加速、减速分别可调，可构成有级或无级调速，装置调速范围大，速度变动率小，换档平稳，具有硬机械特性，可确保稳速、恒速。

控制电路由三片集成电路为核心构成，具有线路简洁，稳定可靠，控制性能好，调试、检修方便、造价低的优点。

触发电路采用调制频率为5-10KHz调制长脉冲移相控制触发，触发极性为正。电路具有移相范围宽，正负半周脉冲不均衡小，输出负载电流150-800mA，电源功耗小，具有强抗干扰能力。