一种实现淬火起重机调速的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是涉及一种实现淬火起重机调速的方法及装置，属于淬火起重机调速控制技术领域。
【背景技术】
[0002]淬火起重机是用在金属热处理工艺的专用起重机，根据淬火工艺要求，炽热工件需要迅速地浸入到淬火池中，以保证工件上下金相组织均匀，并可避免油淬时的油面燃烧起火。在此过程中，对淬火起重机中的起升机构有快速下降和准确定位的制动要求。近年来，为了提高淬火起重机的调速性能，多采用交流调速系统和能耗制动调速系统相结合的调速方式，以达到较大的调速范围和较高的调速精度。
[0003]目前，在这种调速方式中，交流调速和能耗制动调速是两个独立工作的子系统，它们都有独立的主令信号输入和转速反馈，也需要独立的控制转子电阻和制动控制，为了实现二者的结合，必须用可编程控制器分别对二者进行控制。
[0004]由于现有技术存在如下缺陷:(一)整个电气控制系统中元件多，线路复杂；(二)可编程控制器无法了解两个子系统的内部运行情况，只能根据它们有限的输出进行判断，从而难以实现精细的控制；(三)从交流调速方式切换到能耗制动调速方式时，电机实际上处于失电状态，电机在重载时，其速度增加很快，进入能耗制动调速方式时，由于初始转矩不足，电机的实际速度往往远超过规定值，从而对电机、减速机构等造成巨大的冲击；因此，本领域亟需一种对交流定子调压调速和能耗制动调速的切换过程能够进行精确控制，以及在由交流调速方式切换到直流调速方式时，能减少对电机和传动机构的机械冲击的调速技术。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种实现淬火起重机调速的方法及装置，不仅实现对交流定子调压调速与能耗制动调速的切换过程的精确控制，同时实现在由交流调速方式切换到直流调速方式时，能减少对电机和传动机构的机械冲击。
[0006]为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下:
[0007]一种实现淬火起重机调速的方法，包括如下步骤:
[0008]S1:控制单元根据输入的主令信号和转速反馈值，选择调速方式；
[0009]S2:若选择的是交流定子调压调速方式，所述控制单元输出第一控制信号令交流回路接通，然后根据转速反馈信号输出第一触发控制信号以调节绕线电机的三相定子电压；同时所述控制单元根据转速反馈信号和主令信号输出第一转子电阻控制信号以控制转子电阻器的通断状态；
[0010]S3:若选择的是能耗制动调速方式，所述控制单元输出第二控制信号令直流回路接通，然后输出第二转子电阻控制信号以控制所有的转子电阻器均处于接通状态；同时所述控制单元输出第二触发控制信号使得输入的任意二相定子电压为设定值；
[0011]S4:所述控制单元进一步根据转速反馈信号输出第三触发控制信号以调节所述绕线电机的任意二相定子电压；同时所述控制单元根据转速反馈信号和主令信号输出第三转子电阻控制信号以控制转子电阻器的通断状态。
[0012]作为一种优选方案，所述实现淬火起重机调速的方法，还包括如下步骤:
[0013]Sll:所述控制单元判断当前调速方式是交流定子调压调速还是能耗制动调速；
[0014]S12:若是交流定子调压调速方式，所述控制单元判断第一控制信号和第一监测信号是否相同，所述第一控制信号控制交流定子调压调速方式的工作状态，所述第一监测信号是对交流定子调压调速方式工作状态进行监测的反馈信号；若第一控制信号和第一监测信号不同，则所述控制单元输出切断交流定子调压调速方式的第一保护信号；否则，所述控制单元不输出第一保护信号；
[0015]S13:若是能耗制动调速方式，所述控制单元判断第二控制信号和第二监测信号是否相同，所述第二控制信号控制能耗制动调速方式的工作状态，所述第二监测信号是对能耗制动调速方式工作状态进行监测的反馈信号；若第二控制信号和第二监测信号不同，则所述控制单元输出切断能耗制动调速方式的第二保护信号；否则，所述控制单元不输出第二保护信号。
[0016]作为一种优选方案，对所述主令信号依次进行降压、隔离保护处理，将处理后的主令信号转换成主令电平信号；对第一监测信号依次进行降压、隔离保护处理，将处理后的第一监测信号转换成第一电平信号；对第二监测信号依次进行降压、隔离保护处理，将处理后的第二反馈信号转换成第二电平信号。
[0017]作为一种优选方案，将所述第一触发控制信号转化成第一触发延时信号，将所述第二触发控制信号转化成第二触发延时信号，将所述第三触发控制信号转化成第三触发延时信号；所述第一触发延时信号、第二触发延时信号和第三触发延时信号均用于控制晶闸管的导通角以调节绕线电机的定子电压。
[0018]作为一种优选方案，将所述第一转子电阻控制信号转换成第一通断信号，将所述第二转子电阻控制信号转换成第二通断信号，将所述第三转子电阻控制信号转换成第三通断信号，所述第一通断信号、第二通断信号和第三通断信号均用于控制晶闸管的导通状态以控制绕线电机的转子电阻器的接通状态。
[0019]本发明提供的一种实现淬火起重机调速的装置，包括绕线电机，所述绕线电机的每相转子输出端依次串接有第一转子电阻器、第二转子电阻器、第三转子电阻器、第四转子电阻器和第五转子电阻器，其特征在于，还包括如下组成部分:
[0020]控制单元，所述控制单元的输入端接收绕线电机的转速反馈信号和主令信号；
[0021]交流晶闸管单元，所述交流晶闸管单元的输入端与动力电源的输出端相连，所述交流晶闸管单元的控制输入端与所述控制单元的输出端相连；
[0022]直流晶闸管单元，所述直流晶闸管单元的输入端与动力电源的输出端相连，所述直流晶闸管单元的控制输入端与所述控制单元的输出端相连；
[0023]交流回路接触器，所述交流回路接触器的线圈输入端与所述控制单元的输出端相连，该交流回路接触器的线圈输出端与所述控制单元的输入端相连；所述交流回路接触器的触点输入端与所述交流晶闸管单元的输出端相连，所述交流回路接触器的触点输出端与所述绕线电机的三相电源输入端相连；
[0024]直流回路接触器，所述直流回路接触器的线圈输入端与所述控制单元的输出端相连，该直流回路接触器的线圈输出端与所述控制单元的输入端相连；所述直流回路接触器的触点输入端与所述直流晶闸管单元的输出端相连，所述直流回路接触器的触点输出端与所述绕线电机的三相电源输入端中的任意两相电源输入端相连；
[0025]转子电阻器控制单元，所述转子电阻器控制单元的输入端与所述控制单元的输出端相连，所述转子电阻器控制单元的输出端与所述绕线电机的转子电阻器的输入端相连。
[0026]作为一种优选方案，所述控制单元包括降压电路、第一光电隔离电路、数字信号处理器、差分信号处理电路、两个晶闸管触发电路和继电器驱动电路，所述降压电路的输入端接收主令信号，所述降压电路的输出端与所述第一光电隔离电路的输入端相连；所述第一光电隔离电路的输出端与所述数字信号处理器的输入端相连；所述数字信号处理器的输入端还与所述差分信号处理电路的输出端相连，所述差分信号处理电路的输入端接收所述绕线电机的转速反馈信号；所述数字信号处理器的输出端分别与每个晶闸管触发电路的输入端相连，其中的一个晶闸管触发电路的输出端与所述交流晶闸管单元的控制输入端相连，其中的另一个晶闸管触发电路的输出端与所述直流晶闸管单元的控制输入端相连；所述数字信号处理器的输出端还与所述继电器驱动电路的输入端相连。
[0027]作为一种优选方案，所述交流晶闸管单元包括第一晶闸管支路、第二晶闸管支路、第三晶闸管支路、第四晶闸管支路和第五晶闸管支路，所述第一晶闸管支路、第二晶闸管支路、第三晶闸管支路、第四晶闸管支路和第五晶闸管支路分别是由两个反向并联的晶闸管构成。
[0028]作为进一步优选方案，所述第一晶闸管支路串接在所述绕线电机的第一个相线输入端上，所述第二晶闸管支路串接在所述绕线电机的第二个相线输入端上，所述第三晶闸管支路串接在所述绕线电机的第三个相线输入端上；所述第四晶闸管支路的一端与所述第一晶闸管支路的输入端相连，所述第四晶闸管支路的另一端与所述第二晶闸管支路的输出端相连；所述第五晶闸管支路的一端与所述第一晶闸管支路的输出端相连，所述第五晶闸管支路的另一端与所述第二晶闸管支路的输入端相连；所述交流晶闸管单元中的晶闸管的门极均形成交流晶闸管单元的控制输入端。
[0029]作为一种优选方案，所述直流晶闸管单元包括三条整流支路，该整流支路包括二极管和晶闸管，所述二极管的阴极与所述晶闸管的阳极相连；所述二极管的阳极形成整流支路的一端，所述晶闸管的阴极形成整流支路的另一端。
[0030]作为进一步优选方案，三条整流支路中的晶闸管的门极均形成所述直流晶闸管单元的控制输入端；三条整流支路的一端相互连接并形成所述直流晶闸管单元的一个输出端，三条整流支路的另一端相互连接并形成所述直流晶闸管单元的另一个输出端；三条整流支路中的二极管的阴极均形成所述直流晶闸管单元的输入端。
[0031]作为一种优选方案，所述转子电阻器控制单元包括以下部分:
[0032]两个转子无触点控制