一种三相制动单元的控制及功率扩展方法与流程

本发明涉及起重机控制，更具体的说是涉及一种三相制动单元的控制及功率扩展方法。

背景技术：

1、目前，对于使用柴油发电机组供电的起重机，在工作过程中不能将重物下降过程中产生的重力势能转换成电能回馈给电网，只能采用在直流母线侧接入单相制动单元和制动电阻的方式实现能量的释放，即把电动机回馈的电能通过单相制动单元在制动电阻上以热量的形式消耗掉。

2、但是，单相制动单元内部通常只有一个igbt功率器件，进行能量释放时单相制动单元是将直流母线电压直接加在制动电阻上，由于单个igbt能承受的电流有限，制动功率也受到了限制。为了实现制动功率的扩展，一般将几个单相制动单元进行级联并机使用，但是这种功率扩展模式单相制动单元的个数不能过多，过多会造成各制动单元内部的功率器件电流应力不均衡的问题，进而导致igbt损坏。

3、随着起重机起吊速度和起吊重量的提升，上述传统的单相制动单元在功率扩展上已不能满足实际大功率的需求，因此采用比单相制动单元功率大得多的三相制动单元实现能量的释放是未来的发展方向，而且三相制动单元在功率扩展方面也更加方便可靠。

4、因此，如何实现三相制动单元的可靠控制及功率扩展是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种三相制动单元的控制及功率扩展方法，至少部分实现了三相制动单元的可靠控制及功率扩展。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种三相制动单元的控制方法，包括：

4、s1电控系统中接入连接有三相制动电阻的三相制动单元；

5、s2所述三相制动单元检测所述电控系统中的直流母线电压；

6、s3判断所述直流母线电压是否小于开始制动阈值，若是则执行s6，若否则执行s4；

7、s4基于所述直流母线电压得到所述三相制动单元输出的三相交流电压；

8、s5所述三相制动单元输出制动运行信号，并将所述三相交流电压输出至所述三相制动电阻；

9、s6所述三相制动单元输出制动停止信号，三相交流电压为零。

10、优选的，所述三相制动电阻包括：三个相同的制动电阻；三个相同的制动电阻的一端均短接在一起，三个相同的制动电阻的另一端分别与所述三相制动单元的三个输出端子相连。

11、优选的，s4具体包括：

12、所述三相制动单元将所述直流母线电压逆变成预设频率、有效值随所述直流母线电压变化的三相交流电压；

13、当所述直流母线电压udc小于等于三相制动单元以最大三相交流电压进行制动的阈值udc_max时，输出的三相交流电压有效值uout_uvw为：

14、

15、其中，udc_min表示三相制动单元的开始制动阈值，uout_norm表示三相制动单元能输出的最大三相交流电压的有效值；

16、当所述直流母线电压udc大于三相制动单元以最大三相交流电压进行制动的阈值udc_max时，输出的三相交流电压有效值uout_uvw为uout_norm。

17、一种三相制动单元的功率扩展方法，包括：

18、电控系统中接入多个连接有三相制动电阻的三相制动单元；

19、任选一个三相制动单元作为主机，其余三相制动单元作为从机；

20、所述主机执行三相制动单元的控制方法中的s2-s6，得到三相交流电压和制动控制信号，所述制动控制信号包括：制动运行信号或制动停止信号；

21、所述主机将所述三相交流电压和所述制动控制信号同时传输给所有的所述从机；

22、所述主机和所述从机均基于所述制动控制信号进行控制，同时将所述三相交流电压输出至其对应的三相制动电阻。

23、优选的，所述主机与所述从机之间采用模拟量信号和数字量信号进行信息交互；

24、所述模拟量信号表示：所述主机将所述三相交流电压以电信号形式传输给所述从机；

25、所述数字量信号表示：所述主机将所述制动控制信号以高低电平信号形式传输给所述从机。

26、优选的，所述主机和所述从机输出到其对应的三相制动电阻的三相交流电压均相同。

27、优选的，所述主机和所述从机均基于所述制动控制信号同时制动运行或制动停止。

28、优选的，所述从机不进行直流母线电压检测、判断和计算输出的三相交流电压，仅根据主机传输的所述制动控制信号和所述三相交流电压进行制动运行或制动停止。

29、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种三相制动单元的控制及功率扩展方法，通过三相制动单元实时检测并基于电控系统中的直流母线电压计算输出到三相制动电阻的三相交流电压，并以热量的形式将电控系统中产生的电能消耗掉；通过将多台三相制动单元采用主从级联模式，通过主机同时控制多台从机进行能耗制动，使得制动功率可以成倍增加，这种功率扩展方式相比传统的单相制动单元可靠性更高，而且可扩展的功率范围远远大于单相制动单元。

技术特征：

1.一种三相制动单元的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种三相制动单元的控制方法，其特征在于，所述三相制动电阻包括：三个相同的制动电阻；三个相同的制动电阻的一端均短接在一起，三个相同的制动电阻的另一端分别与所述三相制动单元的三个输出端子相连。

3.根据权利要求1所述的一种三相制动单元的控制方法，其特征在于，s4具体包括：

4.一种三相制动单元的功率扩展方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的一种三相制动单元的功率扩展方法，其特征在于，所述主机与所述从机之间采用模拟量信号和数字量信号进行信息交互；

6.根据权利要求4所述的一种三相制动单元的功率扩展方法，其特征在于，所述主机和所述从机输出到其对应的三相制动电阻的三相交流电压均相同。

7.根据权利要求4所述的一种三相制动单元的功率扩展方法，其特征在于，所述主机和所述从机均基于所述制动控制信号同时制动运行或制动停止。

8.根据权利要求4所述的一种三相制动单元的功率扩展方法，其特征在于，所述从机不进行直流母线电压检测、判断和计算输出的三相交流电压，仅根据主机传输的所述制动控制信号和所述三相交流电压进行制动运行或制动停止。

技术总结
本发明公开了一种三相制动单元的控制方法，包括：S1电控系统中接入连接有三相制动电阻的三相制动单元；S2三相制动单元检测电控系统中的直流母线电压；S3判断直流母线电压是否小于开始制动阈值，若是则执行S6，若否则执行S4；S4基于直流母线电压得到三相制动单元输出的三相交流电压；S5三相制动单元输出制动运行信号，并将三相交流电压输出至三相制动电阻；S6三相制动单元输出制动停止信号，三相交流电压为零。实现了三相制动单元的可靠控制及功率扩展。

技术研发人员：曾国庆,谢鸣,张超,周景
受保护的技术使用者：武汉港迪技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21