[其他]微機控制錯位無環流交交變頻調速系統

無效

• 申請號: 86100141
• 申請日: 1986-01-11
• 公開（公告）號: CN86100141A
• 公開（公告）日: 1986-09-10
• 發明（設計）人: 顧旭庭;鄭康勇;過志偉;張翔龍
• 申請（專利權）人: 冶金部北京鋼鐵設計研究總院
• 主分類號: H02P5/412
• 分類號: H02P5/412
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 陳肖梅

本發明涉及一種交交變頻調速系統，特別是用微型計算機進行變頻實時控制的錯位選觸無環流交交變頻調速系統。

交交變頻調速系統是交流變頻調速的一個發展方向，適用于低速、大功率、需要四象限工作的設備。國外早期用于水泥管磨機，頻率為5赫左右。到八十年代初期用到初軋機主傳動上，頻率自幾赫至十幾赫。國外主回路多采用可控環流或邏輯無環流，控制系統多采用矢量控制，系統比較復雜，實現比較困難，價格也比較昂貴，如昭58-66580和DE3029311A1。國內交交變頻調速系統經過工業試驗的有連續移相法和余弦交叉法，前者電動機運行在1/3工頻，固定頻率，用在輥道上。后者向繞線型感應電動機的轉子供電，定子仍送工頻，形成雙饋，調速范圍在電動機額定轉速上下20%，用在冷拔機上。

本發明的目的是提供一種微機控制的錯位無環流交交變頻調速系統，該系統結構簡單、容易掌握，且價格便宜。該系統允許最高頻率達35赫，可以使感應電動機在0～35赫范圍內連續調速?？刂葡到y采用電壓調節器，響應速度快，并能使感應電動機具有較硬的機械特性。

下面結合附圖詳細介紹本發明的內容。

圖一是變頻器主回路的接線圖。圖二是微機控制的錯位無環流交交變頻調速系統的控制框圖，圖中，1是微型計算機，2是開關量隔離器，3是模數轉換器，4是數模轉換器，5是電壓調節器，6是移相觸發器，7是電壓隔離器，8是交交變頻器，9是感應電動機，10是脈沖測速器。圖三是調速系統微型計算機的硬件框圖。

微機控制錯位無環流交交變頻調速系統的主回路由晶閘管組成，共有三組反并聯的可逆三相橋，如圖1所示。每組可逆三相橋輸出一相交流電，三組輸出三相交流電。這三組可逆三相橋都采用錯位選觸的方法來實現無環流運行。每組可逆三相橋都有一個電壓調節器，其作用是使變頻器的輸出電壓不隨負載的增加而降低，反而有所升高，可以部分補償電動機的電樞壓降，使電動機有較硬的機械特性。電壓調節器的輸出兼作正反兩組三相橋的選觸信號。

由圖二可見，微型計算機〔1〕向三個電壓調節器〔5〕輸出三相電壓給定，即變頻器〔8〕的三個相電壓的給定。這個給定可以是不同頻率和不同幅值的三相正弦波，也可以是其他波形，這些不同頻率和不同幅值的給定波形曲線間隔均勻，根數很多，使電動機接近無級調速。如果采用特定形狀的平頂波作為給定，其線電壓仍為正弦波，正弦波線電壓的峰值正好是平頂波相電壓峰值的兩倍。這樣可以使變頻器的輸入電壓及晶閘管的承受電壓比正弦波相電壓低15%左右，并且可以提高系統的功率因數。

變頻器的輸出頻率的級差很小，可以使電動機接近無級調速。變頻器還可以根據需要設定某一頻率為基速，基速以下恒力矩，基速以上恒功率。

本發明還有按電動機的滑差控制電流的功能。在電動機允許的最大力矩內，滑差正比于力矩。在帶重負荷的升速過程中，如果滑差頻率大于某一設定值時，微機自動減慢輸出頻率變化的速率，電動機的加速度自動減小，使動態電流小下來。帶負載運行時，如果滑差頻率超過另一設定值，微機的輸出頻率自動降低到一個很小的值，這時電動機堵轉，形成挖土機特性。

本變頻調速系統有兩種給定方式，一種是頻率給定，另一種是轉速給定。采用頻率給定時，如前所述，具有較硬的外特性，可以用于初軋機及卷揚機等設備。采用轉速給定可以使電動機的轉速保持恒定，當負載增加時用適當提高頻率的方法來補償滑差造成的轉速降。

本發明的微型計算機控制部分的硬件結構見圖三。它由TP-801單板微型計算機及一些接口所組成，微型計算機的主要技術特性如下：中央處理單元（CPU）為Z-80，主頻2兆赫;監控程序只讀存貯器，2K字節;用戶用只讀存貯器，4K字節;隨機存貯器，4K字節;并行輸出輸入接口芯片PIO一片;定時及計數用芯片CTC一片。接口輔助板上設有：數據線驅動及隔離芯片8212一片;開關量輸入用光電隔離器一組;數/模轉換器及其雙極型電壓輸出電路三組;譯碼電路一套。接口輔助板安裝在單板微型計算機上。

微型計算機的控制部分設有兩種工作方式，一種為分調方式，另一種為與電動機聯動方式，兩種方式可以任意選擇。分調方式作為調試系統用，通過安裝在微型計算機柜面板上的鈕子開關進行操作，可以設定電動機的運行方式，選擇運行頻率，啟停變頻系統，確定電動機運行方向以及指示過電流信號。聯動方式即變頻系統與電動機聯動工作方式。由安裝在機械旁的主令開關及選擇開關來操作，能完成分調方式的各種操作。