[发明专利]全数字速度电流双闭环交流电动机调压调速控制系统

说明书

技术领域            

本发明属于起重机交流电动机调压调速控制技术领域，特别是涉及一种全数字速度电流双闭环交流电动机调压调速控制系统。

背景技术

现有起重机调压调速控制系统的移相环节采用模拟电路实现移相；由于受到温度漂移等外界因素的影响，移相精度受到一定的影响。现有起重机调压调速控制系统的速度反馈采用对转子频率F/V转换获取速度信号。现有起重机调压调速控制系统多采用速度单闭环控制技术；单从扩大调速范围的角度看，使用速度单闭环的调压调速控制系统已能基本上满足起重机对调速的要求。但却无法满足快速起动、突加负载、快速制动等更高要求的动态性能。现有起重机调压调速控制系统主令控制线进入装置还要通过PLC或中间继电器，整个系统的连接线比较繁杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全数字速度电流双闭环交流电动机调压调速控制系统，控制性能先进、运行安全、可靠的控制方式，降低制造、安装、维修成本，同时大大地提高起重机的安全性和可靠性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的全数字速度电流双闭环交流电动机调压调速控制系统，其特征在于包括速度给定模块，与此速度给定模块相连接的速度PI调节器, 与此速度PI调节器相连接的电流PI调节器, 与此电流PI调节器相连接的主控模块, 与主控模块相连接的显示模块、驱动模块, 与此电流PI调节器的比较器相连接的电动机的电流取样模块, 与此速度PI调节器的比较器相连接的电动机的速度采样反馈模块， 分别与速度给定模块、速度PI调节器、电流PI调节器、主控模块、显示模块、驱动模块相连接的开关电源，所述的电流PI调节器-主控模块-驱动模块-电动机的电流取样模块构成电流闭环控制系统, 所述的速度PI调节器-主控模块-驱动模块-电动机的速度采样反馈模块构成速度闭环控制系统，所述的电流闭环控制系统与速度闭环控制系统构成速度电流双闭环交流电动机调压调速控制系统。

所述的驱动模块由六组反向并联晶闸管组成。

所述的主控模块包括主令信号输入模块、分析处理模块、I/O输出模块, 所述的主令输入电压为AC220V或DC24V。

所述的显示模块为全中文/英文显示的显示模块。

所述的主令输入模块分别与起重机的主起升、副起升、大车和小车传动系统的主令控制器上的引出线相连接。

所述的速度采样反馈模块采用数字滤波控制算法，即速度采样均采用控制算法，对采样值进行滤波，获取速度信号，同时还设有旋转编码器接口与电动机的旋转编码器相连接。

所述的速度电流双闭环的起动过程包括下述步骤：

第I阶段0-t1,加电启动

1)突加给定电压U=n* 后，Id 上升，当Id小于负载电流IdL时，电机还不能转动,

2)当Id ≥IdL后，电机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快增长，因而转速调节器ASR的输入偏差电压的数值仍较大，其输出电压保持限幅值U*im，强迫电流Id 迅速上升,

3)当电机电流Id = Idm，输入电压Ui= 最大输出电压Uim^*电流调节器很快就压制Id了的增长,使电机电流不超过规定的容许最大过载电流Idm,

第II阶段t₁-t₂,恒流加速

在这个阶段中，系统为在恒值电压流U*im给定下的电流调节系统，基本上保持电流Id恒定，因而系统的加速度恒定，转速呈线性增长,

第III阶段t₂以后,转速调节

当转速上升到给定值时，转速调节器ASR的输入偏差减少到零，但其输出却由于积分作用还维持在限幅值Uim*，所以电机仍在加速，使转速超调。

转速超调后，ASR输入偏差电压变负，使它开始退出饱和状态，Ui*和Id很快下降。但是，只要Id仍大于负载电流IdL，转速就继续上升,

此后，转速增加阻力矩也增加，使电机转速下降。当下降至设定速度以下时，ASR输入偏差电压变正，使输出电压Ui*上升，进入转速调节阶段t₃ 、t₄。

本发明的特点：