技术领域
本发明涉及直流电动机调速技术领域，具体地，涉及一种直流电动机调速方法。
背景技术：
直流电动机调速系统在当前的工业生产中应用相当广泛。比如轧钢分厂的可逆轧钢机、机修分厂的龙门创床那样需要经常正、反转运行的调速系统，尽可能地缩短直流电动机的起动，制动过程的时间是提高生产率的一个重要因素。最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速。
直流电动机和交流电动机相比，其制造工艺复杂，生产成本高、维修困难，需备有直流电源才能使用。但因直流电动机具有宽广的调速范围，平滑的调速特性，较高的过载能力和较大的起动、制动转矩，因此被广泛地应用于调速性能要求较高
的场合。在工业生产中，需要高性能速度控制的电力拖动场合，直流调速系统发挥着极为重要的作用，高精度金属切削机床，大型起重设备、轧钢机、矿井卷扬、城市电车等领域都广泛采用直流电动机拖动。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在直流调速系统中，效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速等缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种直流调速方法，以实现调速性能优良、可靠性高的的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直流电动机调速方法，主要包括：
a．系统初始化；
b．同时电流环采样时间以及转速采样时间是否到达；如果电流环采样时间到达，则执行步骤c，否则继续采样，如果转速采样时间到达则执行步骤d，否则继续采样；
c．判断反馈电流是否小于一个设定的较小值，如果小于，则对电流进行积分控制，否则进行数字比例积分控制，对电流进行相应控制后，执行步骤e；
d．对转速进行数字比例积分控制；
e． 数字触发器触发，控制电动机调速；
f．系统诊断是否有转速故障，并显示转速。
进一步地，所述电流环的的控制方法具体为，首先判断速度给定与速度反馈是否为0，若成立，将电流调节器输出锁“0”，保证不误起动，若不为0，则正常工作，在进行电流环控制前，再对采样所得的电流反馈进行判别，若小于某个设定值ε，则认为电流已经断续，则进行积分运算，反之，进行比例积分运算，实现电流的自适应控制，经控制后得到的控制量通过数字触发器对电动机的速度进行调节控制。
进一步地，在转速环中，电流环步骤每循环执行5次，转速环执行1次。
本发明各实施例的，由于主要包括：对电流和转速同时进行了相应的PID控制调节；从而可以克服现有技术中直流调速系统中，效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速等缺陷，同时实现系统的自诊断功能。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
具体地，一种直流电动机调速方法，主要包括：
a．系统初始化；
b．同时电流环采样时间以及转速采样时间是否到达；如果电流环采样时间到达，则执行步骤c，否则继续采样，如果转速采样时间到达则执行步骤d，否则继续采样；
c．判断反馈电流是否小于一个设定的较小值，如果小于，则对电流进行积分控制，否则进行数字比例积分控制，对电流进行相应控制后，执行步骤e；
d．对转速进行数字比例积分控制；
e．数字触发器触发，控制电动机调速；
f．系统诊断是否有转速故障，并显示转速。
所述电流环的的控制方法具体为，首先判断速度给定与速度反馈是否为0，若成立，将电流调节器输出锁“0”，保证不误起动，若不为0，则正常工作，在进行电流环控制前，再对采样所得的电流反馈进行判别，若小于某个设定值ε，则认为电流已经断续，则进行积分运算，反之，进行比例积分运算，实现电流的自适应控制，经控制后得到的控制量通过数字触发器对电动机的速度进行调节控制。
在转速环中，电流环步骤每循环执行5次，转速环执行1次。
初始化模块主要是在执行功能前，对有关数据寄存器、定时器、计数器送数或清零，电流环及转速环采样时间判断是利用PLC中的1ms定时器完成的。电流环的输出Uk送至数字触发器获得移相控制角α去触发晶闸管。运行过程中系统自行进行故障诊断，并在需要时进行转速显示。
速度给定信号是调速系统的主令控制信号，模拟系统中常用电位器调节给出，在PLC构成的DDC系统中，要实现软起动数字给定，可利用当M8000接通后，D3中的数据即从D1逐渐地变到最终值D2，所需时间为n个扫描周期。
当输出D3结束(达到D2值)时，由于M8026为ON状态，则倾斜输出的最终值可保持住。由此D3可获得给定变化规律，合理设计梯形图还可获得软停止及其他变化规律的数字给定。
速度检测常用的方法之一是用测速发电机将转速转换成电压，然后进行反馈。
DDC系统中需将这一电压进行A/D转换才能输入PLC，方法之二是采用主轴脉冲发生器作为速度反馈检测元件，它可将转速转换成频率信号，以脉冲的方式输入PLC，通过计数器定时计数即可测出电机主轴转速。本系统采用方法二在转速电流双闭环调速系统中，根据工程实际情况一般转速环的采样周期取10ms，为此可使用10ms定时计数方法来测量速度。在PLC中，设有―速度检测功能指令，它可测出10ms内的脉冲数，并将其送给PLC内的数据寄存器用于速度控制。
双闭环调速系统中电流检测的常用方法是用电流互感器TA将整流变压器二次
侧的交流电流变换成0-5V的交流电压，经二极管整流及阻容滤波变成直流电压，模拟系统直接将该电压作为电流反馈电压，单片机构成的DDC系统将该电压经A/D转换输入单片机系统，PLC系统当然也可用模拟量I/O模块进行A/D转换。由于只有一路模拟量需要转换，为降低成本，此处采用VFC电压频率转换器将电流反馈
电压转换成相应频率的脉冲信号，通过测量单位时间内的脉冲数，可计算出反馈电
压Ui的大小。此处选用NS公司的31系列VFC典型器件。 工程上电流环采样周期为1到3ms，此处选采样周期为2ms，由于电流反馈电压已转换成脉冲频率信号，可采用类似于转速检测的方法实现电流反馈检测，将电流脉冲送入PLC的X1高速计数端，计数时间选为K2、D8存放正比于电流反馈电压的脉冲密度。
在电流环子程序中，首先判断速度给定U*n与速度反馈Un
是否为0，若成立，说明电动机处于停转状态，需将电流调节器输出锁“0”，保证不会误起动，若不为0，则正常工作。在进行电流环控制算法的运算前，再对采样所得的电U*k流反馈Ui进行判别，若Ui小于某个设定值ε，则认为电流已经断续，则进行I运算。反之，进行PI运算，实现电流的自适应控制。经控制算法后得到的控量
再经晶闸管控制角的最小α角或β角限制后，就得到了U*k值。
在转速环中，由于转速采样周期为10ms，电流采样周期为2ms，
电流环子程序执行5次，转速环执行1次。
至少可以达到以下有益效果：提高了直流电动机调速系统的调速效率以及提高了系统的稳定性，使得电动机可在较宽范围内调速。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。