输送机变频复合控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种输送机变频复合控制方法，属于电动机调速控制领域。
【背景技术】
[0002]随着变频技术的发展，越来越多的电机调速采用了变频器，但是由于变频器价格较高，且输送机对于速度调节的需求不高，目前矿山带式输送机领域的电机驱动部分，仍以软启动器为主。
[0003]但是，随着矿山自动化的逐步完善，对于输送机的电机驱动要求也在逐步提高。例如，输送机要求启动转矩不小于额定转矩，且能够具备一定的低频运行的能力。软启动技术已不能完整的解决输送机对电机驱动部分的要求。
【发明内容】
[0004]为了解决输送机电机启动和运行的特殊要求，本发明提供了一种输送机变频复合控制方法，该方法将交流调速技术和软启动技术有效组合，解决了输送机要求启动转矩大和低速段连续运行的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供一种输送机变频复合控制方法，该输送机变频复合控制方法主要分为四个阶段，依次是:交交变频阶段、跳频阶段、工频阶段和制动阶段;
交交变频阶段:首先控制电动机在O?20Hz的低频段运行，变频采用三脉波交交变频结构，控制方式采用按电势定向异步电机矢量控制方案，形成O?20Hz频率连续可调的三相交流电源，所述交交变频控制的主要功率原件采用晶闸管模块；
跳频阶段:当电动机进入20?50Hz的高频段运行时，系统切换三相交流电源进行调压调速控制，三相电源频率由20Hz逐步升至50Hz，该跳频阶段采用定频调压的方式，通过0~20Hz的变频阶段负载辨识，完成起始电压与能拖动负载的最小限定电流的自动计算，完成跳频前的准备工作；
工频阶段:当电动机进入50Hz的工频段运行时，切换三相交流电源直接接通主回路电源，频率不变，该工频阶段采用全触发的方式，省去了软启动工频旁路接触器，同时通过负载判断，实现负载的方向的判断、软停车起始电压的给定或低频制动部分限定电流的自动计算，完成制动前的准备工作；
制动阶段:当电动机进入制动方式运行时，电动机产生的电能通过主回路回馈值电网，根据负载特性自由切换制动方式，且能够按照预定速度曲线控制；即根据工频阶段负载判定，需要实现正力制动，也就是电磁转矩与运动方向相同的减速制动过程中，系统采用软停车的制动方式；根据工频阶段负载判定，需要实现负力制动，也就是电磁转矩与运动方向相反的减速制动过程中，系统采用低频电源制动方式。
[0006]本发明技术方案的有益效果在于:
1、本发明技术方案与一般的软启动器技术方案相比，具有启动电流小、冲击小的优点，低速段可以连续运行，用于输送机的检修和低速连续运行，具有良好的适应性和节能效果，这是软启动器无法实现的；2、由于主要功率器件采用晶闸管模块，与一般变频器采用IGBT元件相比，成本和体积约为普通变频器的1/2 ; 3、低频段采用交交变频矢量调速技术，可以实现连续的变频调速，且励磁与转矩的有效解耦控制，使得此装置低频转矩大于额定转矩；4、高频段能够实现软启动的所有功能；5、工频段，省去了软启动工频旁路接触器，节约了成本；6、减速方式可以根据负载正负力情况自动采用软停车或低频制动方式，且能够按照预定速度曲线控制减速度。
[0007]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明技术方案作进一步详细描述。
【附图说明】
[0008]图1是本发明主回路结构示意图。
[0009]图2是本发明变频阶段按电势定向异步电机矢量图。
[0010]图3是本发明带式输送机变频段矢量控制框图。
【具体实施方式】
[0011 ] 如图1、图2和图3所示，本发明提供的一种输送机变频复合控制方法，该输送机变频复合控制方法主要分为四个阶段，依次是:交交变频阶段、跳频阶段、工频阶段和制动阶段;
交交变频阶段:首先控制电动机在O?20Hz的低频段运行，变频采用三脉波交交变频结构，控制方式采用按电势定向异步电机矢量控制方案，形成O?20Hz频率连续可调的三相交流电源，所述交交变频控制的主要功率原件采用晶闸管模块；
跳频阶段:当电动机进入20?50Hz的高频段运行时，系统切换三相交流电源进行调压调速控制，三相电源频率由20Hz逐步升至50Hz，该跳频阶段采用定频调压的方式，通过0~20Hz的变频阶段负载辨识，完成起始电压与能拖动负载的最小限定电流的自动计算，完成跳频前的准备工作；
工频阶段:当电动机进入50Hz的工频段运行时，切换三相交流电源直接接通主回路电源，频率不变，该工频阶段采用全触发的方式，省去了软启动工频旁路接触器，同时通过负载判断，实现负载的方向的判断、软停车起始电压的给定或低频制动部分限定电流的自动计算，完成制动前的准备工作；
制动阶段:当电动机进入制动方式运行时，电动机产生的电能通过主回路回馈值电网，根据负载特性自由切换制动方式，且能够按照预定速度曲线控制；即根据工频阶段负载判定，需要实现正力制动，也就是电磁转矩与运动方向相同的减速制动过程中，系统采用软停车的制动方式；根据工频阶段负载判定，需要实现负力制动，也就是电磁转矩与运动方向相反的减速制动过程中，系统采用低频电源制动方式。当实际速度角频率小于20Hz时，系统切换至交交变频调速阶段。
[0012]1、本发明技术方案与一般的软启动器技术方案相比，具有启动电流小、冲击小的优点，低速段可以连续运行，用于输送机的检修和低速连续运行，具有良好的适应性和节能效果，这是软启动器无法实现的；2、由于主要功率器件采用晶闸管模块，与一般变频器采用IGBT元件相比，成本和体积约为普通变频器的1/2 ; 3、低频段采用交交变频矢量调速技术，可以实现连续的变频调速，且励磁与转矩的有效解耦控制，使得此装置低频转矩大于额定转矩；4、高频段能够实现软启动的所有功能；5、工频段，省去了软启动工频旁路接触器，节约了成本；6、减速方式可以根据负载正负力情况自动采用软停车或低频制动方式，且能够按照预定速度曲线控制减速度。
[0013]本发明技术方案不限于上述【具体实施方式】，凡是依据本发明技术原理所作的显而易见的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种输送机变频复合控制方法，其特征在于，该输送机变频复合控制方法主要分为四个阶段，依次是:交交变频阶段、跳频阶段、工频阶段和制动阶段； 交交变频阶段:首先控制电动机在O?20Hz的低频段运行，变频采用三脉波交交变频结构，控制方式采用按电势定向异步电机矢量控制方案，形成O?20Hz频率连续可调的三相交流电源，所述交交变频控制的主要功率原件采用晶闸管模块； 跳频阶段:当电动机进入20?50Hz的高频段运行时，系统切换三相交流电源进行调压调速控制，三相电源频率由20Hz逐步升至50Hz，该跳频阶段采用定频调压的方式，通过0~20Hz的变频阶段负载辨识，完成起始电压与能拖动负载的最小限定电流的自动计算，完成跳频前的准备工作； 工频阶段:当电动机进入50Hz的工频段运行时，切换三相交流电源直接接通主回路电源，频率不变，该工频阶段采用全触发的方式，省去了软启动工频旁路接触器，同时通过负载判断，实现负载的方向的判断、软停车起始电压的给定或低频制动部分限定电流的自动计算，完成制动前的准备工作； 制动阶段:当电动机进入制动方式运行时，电动机产生的电能通过主回路回馈值电网，根据负载特性自由切换制动方式，且能够按照预定速度曲线控制；即根据工频阶段负载判定，需要实现正力制动，也就是电磁转矩与运动方向相同的减速制动过程中，系统采用软停车的制动方式；根据工频阶段负载判定，需要实现负力制动，也就是电磁转矩与运动方向相反的减速制动过程中，系统采用低频电源制动方式。
【专利摘要】本发明公开一种输送机变频复合控制方法，该输送机变频复合控制方法主要分为四个阶段，依次是：交交变频阶段、跳频阶段、工频阶段和制动阶段；发明技术方案与一般的软启动器技术方案相比，具有启动电流小、冲击小的优点，低速段可以连续运行，用于输送机的检修和低速连续运行，具有良好的适应性和节能效果，这是软启动器无法实现的；由于主要功率器件采用晶闸管模块，与一般变频器采用IGBT元件相比，成和体积约为普通变频器的1/2。
【IPC分类】H02P23-00
【公开号】CN104579097
【申请号】CN201510062667
【发明人】张福贵, 王江涛, 姬忠震, 潘雷雷, 魏广智, 李辉, 李明
【申请人】焦作华飞电子电器股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年2月6日