一种交流调压调速装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种交流调压调速装置，属于数字电控设备技术领域。本发明的交流调压调速装置，其特征在于，包括主控单片机(1)、第一检测单片机(2)、第二检测单片机(3)、第三检测单片机(4)、开关控制单片机(5)、驱动模块(6)、模拟量输入模块(7)、开关量输入模块(8)、AC/AC变换模块(9)，主控单片机(1)分别与第一检测单片机(2)、第二检测单片机(3)、第三检测单片机(4)、开关控制单片机(5)、驱动模块(6)、模拟量输入模块(7)、开关量输入模块(8)、AC/AC变换模块(9)电性相连。本发明与现有技术相比具有操作方便、结构简单、性能可靠、维修便捷、适应性强等优点。
【专利说明】
_种父流调压调速装置
技术领域
[0001]本发明属于数字电控设备技术领域，更具体的说，属于一种交流调压调速装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中交流定子调压调速控制系统，是一个成熟的可控硅相位起重机电动机控制系统。目前起重机电动机调速系统大量采用ABB公司生产的模拟量交流定子调压调速控制系统，及德国西门子公司生产的模拟量交流定子调压调速控制系统。它们的控制方式均采用模拟量控制方式，系统每个参数全部用电位器调节，信号显示采用发光二极管。
[0003]现有技术的模拟调速系统大多采用外部速度环和内部电流环组成的双闭环系统，最大转矩可通过改变电流调节器的电流限幅值来实现，这样可以避免转矩冲击。电机平滑的加速和减速与内部斜坡发生器设定时间一致，可减少对机械冲击，延长部件使用寿命。调速装置具有有级或无级控制两种形式，调速范围从5%?100%。速度闭环系统的机械特性硬、并且速度平稳。
[0004]起重机现场的使用环境比较恶劣、灰尘多、温度高、尤其震动很大，模拟量控制系统参数是由电位器设定，由于灰尘及震动原因长时间使用会出现参数设定飘移。由于模拟量元器件受温度影响发生漂移，系统参数需要经常调整。其速度反馈方式采用测试发电机和脉冲编码器，如使用脉冲编码器需要增加一个转换装置，增加了整个系统的故障点。发生故障后由于系统自身没有自诊断和监控记忆，故查找故障会比较困难。由于现有技术中系统没有设计防溜钩保护功能，在起重机使用现场曾发生溜钩事故。
[0005]随着微电子技术，微处理机以及计算机软件的发展，使调速控制的各种功能几乎均可通过微处理机，借助软件来实现。即从过去的模拟控制向模拟-数字混合控制发展，最后实现全数字化。目前自动控制技术进入计算机时代，需要通过使用现代计算机技术将起重机控制特性与综合信息数据处理相结合。数字化是调速系统自动化的基础，特别是当前网络技术在工业领域的普及与发展，就更加确定了数字控制的主导地位。
【发明内容】
[0006]本发明为了有效地解决以上技术问题，给出了一种交流调压调速装置。
[0007]本发明的一种交流调压调速装置，其特征在于，包括主控单片机、第一检测单片机、第二检测单片机、第三检测单片机、开关控制单片机、驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、AC/AC变换模块，主控单片机分别与第一检测单片机、第二检测单片机、第三检测单片机、开关控制单片机、驱动模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、AC/AC变换模块电性相连。
[0008]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，测速发电机反馈信号，通过DC/DC转换模块AlO变换为O?± 1V电压信号，送到第一检测单片机的输入端，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机和第一检测单片机之间的通讯，把信号传输到主控单片机的输入端构成速度闭环系统。
[0009]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，转子频率反馈脉冲信号，通过光耦模块隔离后，送到第二检测单片机的输入端，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机和第二检测单片机之间的通讯，把信号传输到主控单片机的输入端构成速度闭环系统。
[0010]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，转子电压反馈信号，通过V/F变换转换成转子电压，送到第三检测单片机的输入端，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机和第三检测单片机之间的通讯，把信号传输到主控单片机的输入端构成速度闭环系统。
[0011]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，主控单片机输出报闸控制逻辑信号给开关控制单片机，开关控制单片机经功率驱动模块控制第一继电器Kl动作以控制机械报闸PS动作。
[0012]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，主控单片机输出转子回路切除电阻控制逻辑信号给开关控制单片机，开关控制单片机经功率驱动模块控制第二继电器K2、第三继电器K3动作控制转子回路切除电阻接触器Rl动作。
[0013]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，主控单片机经过数据处理后输出触发脉冲信号给驱动模块，驱动模块触发可控硅模块Ul进而带动三相异步电机旋转运动。
[0014]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，模拟量输入模块和开关量输入模块的输入信号经运算放大后，输入到主控单片机经内部A/D转换成数字量。
[0015]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，开关量输入模块中采用和操作手柄同轴的电位器作为速度给定，输入电压O?± 10相对于速度O?100%的额定速度，通过运算送到主控单片机内部的A/D转换把模拟量变成数字量，通过主控单片机处理控制。
[0016]根据以上所述的交流调压调速装置，优选，电流反馈信号通过电流互感器检测到电流信号，经AC/AC变换模块转换为电压信号，送到主控单片机，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序构成电流闭环系统。
[0017]本发明与现有技术相比具有操作方便、结构简单、性能可靠、维修便捷、适应性强等优点。本发明的交流调压调速装置与模拟调速系统相对比，技术性能有如下优点:静态精度高，不受外部环境温度影响；动态性能好，借助于丰富的软件，易于实现各类自适应和复合控制；调速范围宽；电压波动小;参数实现软件化，无漂移影响;所用元件数量少，不易失效;设定值量化程度高，且状态重复率好;放大器和级间耦合噪声很小，电磁干扰小;调试即投产灵活方便，易于设计和修改设计;标准及通用化程度高，除主CPU模块外，仅数种附加模块;可实现，包括工艺参数在内的多元闭环控制;适用范围广，可实现各类变速控制及易于实现与单片机或PLC系统通信。
【附图说明】
[0018]附图1是本发明交流调压调速装置的结构示意图；
[0019]附图2是本发明交流调压调速装置中可控硅模块Ul的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]图1是本发明交流调压调速装置的结构示意图；本实施例的交流调压调速装置包括主控单片机1、第一检测单片机2、第二检测单片机3、第三检测单片机4、开关控制单片机5、驱动模块6、模拟量输入模块7、开关量输入模块8、AC/AC变换模块9，主控单片机I分别与第一检测单片机2、第二检测单片机3、第三检测单片机4、开关控制单片机5、驱动模块6、模拟量输入模块7、开关量输入模块8、AC/AC变换模块9电性相连。
[0021]测速发电机反馈信号，通过DC/DC转换模块10变换为O?±1V电压信号，送到第一检测单片机2的输入端，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机I和第一检测单片机2之间的通讯，把信号传输到主控单片机I的输入端构成速度闭环系统。
[0022]转子频率反馈脉冲信号，送到第二检测单片机3的输入端，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机I和第二检测单片机3之间的通讯，把信号传输到主控单片机I的输入端构成速度闭环系统。
[0023]转子电压反馈信号，通过V/F变换转换成转子电压，送到第三检测单片机4的输入端，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机I和第三检测单片机4之间的通讯，把信号传输到主控单片机I的输入端构成速度闭环系统。
[0024]主控单片机I输出报闸控制逻辑信号给开关控制单片机5，开关控制单片机5经功率驱动模块51控制第一继电器Kl动作以控制机械报闸PS动作。
[0025]主控单片机I输出转子回路切除电阻控制逻辑信号给开关控制单片机5，开关控制单片机5经功率驱动模块52控制第二继电器K2、第三继电器K3动作控制转子回路切除电阻接触器Rl动作。
[0026]主控单片机I经过数据处理后输出触发脉冲信号给驱动模块6，驱动模块6触发可控硅模块Ul进而带动三相异步电机旋转运动。
[0027]模拟量输入模块7和开关量输入模块8的输入信号经运算放大后，输入到主控单片机I经内部A/D转换成数字量。
[0028]开关量输入模块8中采用和操作手柄同轴的电位器作为速度给定，输入电压O?土10相对于速度O?100 %的额定速度，通过运算送到主控单片机I内部的A/D转换把模拟量变成数字量，通过主控单片机I处理控制。
[0029]电流反馈信号通过电流互感器检测到电流信号，经AC/AC变换模块9转换为电压信号，送到主控单片机I，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序构成电流闭环系统。
[0030]图2是本发明交流调压调速装置中可控硅模块Ul的结构示意图，五对可控硅反并联串接在每相绕组上。调压时用相位控制，当负载电流流通时，至少要有一相的正向可控硅和另一组的反向可控硅同时导通，所以正如三相桥式整流电路那样，要求各可控硅的触发脉冲宽度都应大于60°，或者采用双脉冲触发。采用双脉冲触发电路，移相调压时，输出电压波形已不是正弦波，经分析可知，输出电压不含偶次谐波，奇次谐波中以三次谐波为主要成分。
[0031]如果电机绕组不带零线，则三次谐波电动势虽然存在，却不会有三次谐波电流。由于电机绕组属感性负载，电流波形会比电压波形平滑些，但仍含有谐波，从而产生脉冲转矩和附加损耗等不良影响，这是可控硅调压电路的缺点。当电机正反转运行时，除正转工作的可控硅1-6外，尚须供给逆相序电源的可控硅7-10，它们和1、4一起，来实现反转工作。
[0032]这个电路还可以实现电机的反转制动和能耗制动。反转制动时，工作的可控硅也就是上面所说的反转工作的六个器件。当需要进行能耗制动时，可以根据制动电路的形式选择某几个可控硅不对称地工作，例如让1、2、6三个器件导通，其它器件都关断，就可使电机定子绕组中流过直流电流，面对旋转着的电机转子产生制动作用。
【主权项】
1.一种交流调压调速装置，其特征在于，包括主控单片机(I)、第一检测单片机(2)、第二检测单片机(3)、第三检测单片机(4)、开关控制单片机(5)、驱动模块(6)、模拟量输入模块(7)、开关量输入模块(8)、AC/AC变换模块(9)，主控单片机(I)分别与第一检测单片机(2)、第二检测单片机(3)、第三检测单片机(4)、开关控制单片机(5)、驱动模块(6)、模拟量输入模块(7)、开关量输入模块(8)、AC/AC变换模块(9)电性相连。2.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，测速发电机反馈信号，通过DC/DC转换模块AlO变换为O?± 1V电压信号，送到第一检测单片机(2)的输入端，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机(I)和第一检测单片机(2)之间的通讯，把信号传输到主控单片机(I)的输入端构成速度闭环系统。3.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，转子频率反馈脉冲信号，通过光耦模块隔离后，送到第二检测单片机(3)的输入端，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机(I)和第二检测单片机(3)之间的通讯，把信号传输到主控单片机(I)的输入端构成速度闭环系统。4.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，转子电压反馈信号，通过V/F变换转换成转子电压，送到第三检测单片机(4)的输入端，经过数据处理程序产生速度实际值，通过主控单片机(I)和第三检测单片机(4)之间的通讯，把信号传输到主控单片机(I)的输入端构成速度闭环系统。5.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，主控单片机(I)输出报闸控制逻辑信号给开关控制单片机(5)，开关控制单片机(5)经功率驱动模块(51)控制第一继电器Kl动作以控制机械报闸PS动作。6.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，主控单片机(I)输出转子回路切除电阻控制逻辑信号给开关控制单片机(5)，开关控制单片机(5)经功率驱动模块(52)控制第二继电器K2、第三继电器K3动作控制转子回路切除电阻接触器Rl动作。7.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，主控单片机(I)经过数据处理后输出触发脉冲信号给驱动模块(6)，驱动模块(6)触发可控硅模块Ul进而带动三相异步电机旋转运动。8.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，模拟量输入模块(7)和开关量输入模块(8)的输入信号经运算放大后，输入到主控单片机(I)经内部A/D转换成数字量。9.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，开关量输入模块(8)中采用和操作手柄同轴的电位器作为速度给定，输入电压O?± 10相对于速度O?100%的额定速度，通过运算送到主控单片机(I)内部的A/D转换把模拟量变成数字量，通过主控单片机(I)处理控制。10.根据权利要求1所述的交流调压调速装置，其特征在于，电流反馈信号通过电流互感器检测到电流信号，经AC/AC变换模块(9)转换为电压信号，送到主控单片机(I)，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序构成电流闭环系统。
【文档编号】H02P23/00GK105897109SQ201610424646
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】毕凯, 毛新宇, 王海飞, 隋仕清
【申请人】大连科信起重电器有限公司