一种新型立轴冲击式破碎机驱动系统的制作方法

本实用新型涉及立轴冲击式破碎机，尤其涉及一种新型立轴冲击式破碎机驱动系统。

背景技术：

立式冲击式破碎机具有运行维护方便，破碎效率高的特点，特别合适于对硬度较大的物料进行破碎，可广泛用于金属和非金属矿石、水泥、耐火材料、铝矾土、金刚砂、玻璃原料、建筑材料、人工造砂以及各种冶金矿渣的细碎。立轴冲击式破碎机的工作流程是物料由机器上部垂直落入高速旋转的叶轮内，在高速离心力的作用下，与另一部分以伞状形式分流在叶轮四周的物料产生高速撞击与粉碎，物料在互相撞击后，又会在叶轮和机壳之间以物料形成涡流多次的互相撞击、摩擦而粉碎，从下部直通排出，形成闭路多次循环，由筛分设备控制达到所要求的成品粒度。

立轴冲击式破碎机的传动采用单电机或双电机驱动的皮带传动机构(75kw以上，为双电机传动)，如图1所示，双电机驱动两台电动机分别安装在主轴总成两侧，两电机皮带轮用皮带与主轴皮带轮相连，使主轴两侧受力平衡，不产生附加力矩。但还存在以下问题：

1、启动时对电网的冲击大。传统的立轴冲击式破碎机的传动电机采用自耦变压器或者星三角降压启动，启动电流较大，一般能达到额定电流的2倍左右，对电网的冲击大。

2、轴承和皮带磨损严重。由于机械系统的设计和制造误差，两台电机不能完全同步，必然会造成一台电机运行电流大，一台电机运行电流小的情况发生。两台电机的电流偏差越大，轴承和皮带所受的应力就越大，磨损就越严重。

3、系统发电时，谐波污染大。当两台电机运行速度不同步时，运行速度低的电机会被运行速度高的电机拖动发电，发出来的电能直接回馈电网，对电网造成谐波污染，并且谐波还会导致发热，损耗电能。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种新型立轴冲击式破碎机的驱动系统，避免启动时对电网的冲击，减少轴承和皮带的磨损，减少出现谐波。

本实用新型的技术方案如下：提供一种新型立轴冲击式破碎机驱动系统，包括：整流单元，分别与所述整流单元电性连接的第一逆变单元、第二逆变单元，与所述第一逆变单元连接的第一电机，与所述第二逆变单元连接的第二电机，分别与所述第一逆变单元、第一电机、第二逆变单元、第二电机的连接控制系统；所述控制系统包括：相互通信连接的PWM发生器与PID调节器，所述PWM发生器与所述第一逆变器、第二逆变器连接，所述PID调节器与所述第一电机、第二电机连接；所述整流单元与交流电的电网连接。所述整流单元用于将交流电转变成直流电。所述第一逆变单元根据控制系统发出的第一PWM驱动信号来控制第一电机的频率和速度，所述第二逆变单元根据控制系统发出的第二PWM驱动控制信号来控制第二电机的频率和速度。所述控制系统用于控制整台设备，处理整台设备的数据和信号，所述PWM发生器发出第一PWM驱动控制信号和第二PWM驱动控制信号；所述PID调节器用于获取第一电机回路的第一电流和第二电机回路的第二电流，并根据第一电流和第二电流的差值来输出微调转速，控制系统对微调转速和第一电机的转速叠加运算，获得第二电机的转速，PWM发生器根据第二电机的转速输出第二PWM驱动控制信号。第一电机根据第一PWM驱动信号运行，第二电机根据第二PWM驱动控制信号运行，由于第二PWM驱动信号是微调转速和第一电机的转速叠加运算后的驱动信号，从而使第一电机和第二电机的转速基本一致。而且，第一逆变单元和第二逆变单元还可用于调节第一电机和第二电机的供电频率，从而提升立轴冲击式破碎机的产能和效率。

进一步地，PID调节器获取第一电机回路的第一电流和第二电机回路的第二电流，算出第一电流和第二电流的差值并转换成微调转速；PWM发生器根据第一电机预设的转速输出第一PWM驱动控制信号，同时，控制系统将第一电机预设的转速与微调转速叠加运算获得第二电机的转速，PWM发生器根据第二电机的转速输出第二PWM驱动控制信号。

进一步地，所述新型立轴冲击式破碎机驱动系统，还包括：分别设置在所述整流单元与第一逆变单元之间或整流单元与第二逆变单元之间的缓冲单元、滤波储能单元，所述缓冲单元与所述整流单元连接，所述滤波储能单元与所述缓冲单元连接，所述第一逆变单元、第二逆变单元分别与所述滤波储能单元连接。所述缓冲单元在上电初始，限制电容的充电电流，避免电流过大对电网的冲击。所述滤波储能单元用于过滤掉直流回路纹波，稳定直流母线电压，储蓄直流电能，过滤因第一电机和第二电机运行速度不同步时出现的谐波，避免对电网造成谐波污染。

进一步地，所述交流电为三相交流电，电压为380V，经过整流后的电压为530V左右。

进一步地，所述整流单元包括：六个二极管，六个二极管两两串联后并联，并联后的线路成为输出端的正极线和负极线，三相交流电的三相分别接在两两串联的二极管之间。

进一步地，所述缓冲单元包括：开关，与所述开关并联的电阻，所述开关的两端分别与所述整流单元、滤波储能单元连接，所述开关设置在正极线上。

进一步地，所述滤波储能单元包括：设置在所述正极线上的电感、连接所述正极线和负极线的电容。

进一步地，所述第一逆变单元和第二逆变单元均包括六个绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管两两串联后并联，并联后的线路分别与正极线和负极线连接，三组两两串联的绝缘栅双极型晶体管之间引出三相交流电。

进一步地，所述控制系统为具备两路PWM脉冲信号端口的DSP芯片。

电网的交流电通过整流单元整流变成直流电，直流电通过第一逆变单元转变成交流电给第一电机供电，直流电通过第二逆变单元转变成交流电给第二电机供电，控制系统的PID调节器获取第一电流和第二电流并根据第一电流和第二电流的差值输出微调转速；PWM发生器将第一电机设定的转速转换成第一PWM驱动信号并输出至第一逆变单元，第一逆变单元根据第一PWM驱动信号给第一电机供电，控制系统对微调转速和第一电机设定的转速叠加运算，获得第二电机的转速，PWM发生器根据第二电机的转速输出第二PWM驱动控制信号至第二逆变单元，第二逆变单元根据第二PWM驱动信号给第二电机供电。由于第二PWM驱动信号是根据微调转速和第一电机的转速叠加运算后的驱动信号，从而使第一电机和第二电机的转速基本一致，避免第一电机和第二电机转速不一致导致的轴承和皮带磨损和谐波污染。增加缓冲单元，在上电初始时避免电流过大对电网造成冲击。增加滤波储能单元，对第一电机和第二电机运行速度不同步产生的谐波进行过滤，避免对电网造成谐波污染，避免因谐波导致发热引起的电能损耗。而且，第一逆变单元和第二逆变单元还可用于调节第一电机和第二电机的供电频率，从而提升立轴冲击式破碎机的产能和效率。

采用上述方案，本实用新型提供一种新型立轴冲击式破碎机驱动系统，通过整流单元将交流电转换成直流电，第一逆变单元将直流电转换成交流电给第一电机供电，第二逆变单元将直流电转换成交流电给第二电机供电，控制系统调节第一逆变单元的驱动信号和第二逆变单元的驱动信号使第一电机和第二电机的转速同步。增加缓冲单元，在上电初始时，限制电容的充电电流，避免启动时电流过大；增加滤波储能单元，滤掉直流回路纹波，稳定直流母线电压，储蓄直流电能，对第一电机和第二电机运行速度不同步产生的谐波进行过滤，避免对电网造成谐波污染，减少因谐波导致发热引起的电能损耗。

附图说明

图1为立轴冲击式破碎机的双电机驱动的皮带传动机构；

图2为本实用新型的电气原理图；

图3为整流单元的电路图；

图4为第一逆变单元和第二逆变单元的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

请参阅图2，本实用新型提供一种新型立轴冲击式破碎机驱动系统，包括：整流单元30，分别与所述整流单元30电性连接的第一逆变单元60、第二逆变单元70，与所述第一逆变单元60连接的第一电机80，与所述第二逆变单元70连接的第二电机90，分别与所述第一逆变单元60、第一电机80、第二逆变单元70、第二电机90连接的控制系统10；所述控制系统10包括：相互通信连接PWM发生器11与PID调节器12，所述PWM发生器11与所述第一逆变器60、第二逆变器70连接，所述PID调节器12与所述第一电机80、第二电机90连接；所述整流单元30与交流电的电网20连接。所述整流单元30用于将交流电转变成直流电。所述第一逆变单元60根据控制系统10发出的第一PWM驱动信号来控制第一电机80的频率和速度，所述第二逆变单元70根据控制系统10发出的第二PWM驱动控制信号来控制第二电机90的频率和速度。所述控制系统10用于控制整台设备，处理整台设备的数据和信号；所述PWM发生器11发出第一PWM驱动控制信号和第二PWM驱动控制信号；所述PID调节器12用于获取第一电机80回路的第一电流和第二电机90回路的第二电流，并根据第一电流和第二电流的差值来输出微调转速，控制系统10对微调转速和第一电机80的转速叠加运算，获得第二电机90的转速，PWM发生器11根据第二电机90的转速输出第二PWM驱动控制信号。第一电机80根据PWM发生器11发出的第一PWM驱动信号运行，第二电机90根据第二PWM驱动控制信号运行，由于第二PWM驱动信号是根据微调转速和第一电机80的转速的驱动信号，从而使第一电机80和第二电机90的转速基本一致。而且，第一逆变单元60和第二逆变单元70还可用于调节第一电机80和第二电机90的供电频率，从而提升立轴冲击式破碎机的产能和效率。

进一步地，PID调节器12获取第一电机80回路的第一电流和第二电机90回路的第二电流，算出第一电流和第二电流的差值并转换成微调转速；PWM发生器11根据第一电机80预设的转速输出第一PWM驱动控制信号，同时，控制系统10将第一电机80预设的转速与微调转速叠加运算获得第二电机90的转速，PWM发生器11根据第二电机90的转速输出第二PWM驱动控制信号。

所述新型立轴冲击式破碎机驱动系统还包括：分别设置在所述整流单元30与第一逆变单元60之间或整流单元30与第二逆变单元70之间的缓冲单元40、滤波储能单元50，所述缓冲单元40与所述整流单元30连接，所述滤波储能单元50与所述缓冲单元40连接，所述第一逆变单元60、第二逆变单元70分别与所述滤波储能单元50连接。所述缓冲单元40在上电初始，限制电容的充电电流，避免电流过大对电网的冲击。所述滤波储能单元60用于过滤掉直流回路纹波，稳定直流母线电压，储蓄直流电能，过滤因第一电机80和第二电机90运行速度不同步时出现的谐波，避免对电网20造成谐波污染。

所述交流电为三相交流电，电压为380V，经过整流后的电压为530V左右。

请参阅图3，所述整流单元30包括六个二极管，六个二极管两两串联后并联，并联后的线路成为输出端的正极线和负极线，三相交流电的三相分别接在两两串联的二极管之间。

请参阅图2，所述缓冲单元40包括：开关，与所述开关并联的电阻，所述开关的两端分别与所述整流单元30、滤波储能单元60连接，所述开关设置在正极线上。

请参阅图4，所述滤波储能单元50包括：设置在所述正极线上的电感、连接所述正极线和负极线的电容。

所述第一逆变单元60和第二逆变单元70均包括六个绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管两两串联后并联，并联后的线路分别与正极线和负极线连接，三组两两串联的绝缘栅双极型晶体管之间引出三相交流电。

在本实施例中，所述控制系统10为具备两路PWM脉冲信号端口的DSP芯片。

电网20的交流电通过整流单元30整流变成直流电，直流电通过第一逆变单元60转变成交流电给第一电机80供电，直流电通过第二逆变单元70转变成交流电给第二电机90供电，控制系统10的PID调节器12获取第一电流和第二电流并根据第一电流和第二电流的差值输出微调转速；PWM发生器11将第一电机80设定的转速转换成第一PWM驱动信号并输出至第一逆变单元60，第一逆变单元60根据第一PWM驱动信号给第一电机80供电，控制系统10对微调转速和第一电机80设定的转速叠加运算，获得第二电机90的转速，PWM发生器11根据第二电机90的转速输出第二PWM驱动控制信号输出至第二逆变单元70，第二逆变单元70根据第二PWM驱动信号给第二电机90供电。由于第二PWM驱动信号是根据微调转速和第一电机80的转速叠加运算后的驱动信号，从而使第一电机80和第二电机90的转速基本一致，避免第一电机80和第二电机90转速不一致导致的轴承和皮带磨损和谐波污染。增加缓冲单元40，在上电初始时避免电流过大对电网20造成冲击。增加滤波储能单元50，对第一电机80和第二电机90运行速度不同步产生的谐波进行过滤，避免对电网20造成谐波污染，避免因谐波导致发热引起的电能损耗。而且，第一逆变单元60和第二逆变单元70还可用于调节第一电机80和第二电机90的供电频率，从而提升立轴冲击式破碎机的产能和效率。

综上所述，本实用新型提供一种新型立轴冲击式破碎机驱动系统，通过整流单元将交流电转换成直流电，第一逆变单元将直流电转换成交流电给第一电机供电，第二逆变单元将直流电转换成交流电给第二电机供电，控制系统调节第一逆变单元的驱动信号和第二逆变单元的驱动信号使第一电机和第二电机的转速同步。增加缓冲单元，在上电初始时，限制电容的充电电流，避免启动时电流过大；增加滤波储能单元，滤掉直流回路纹波，稳定直流母线电压，储蓄直流电能，对第一电机和第二电机运行速度不同步产生的谐波进行过滤，避免对电网造成谐波污染，减少因谐波导致发热引起的电能损耗。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。