[发明专利]伺服型张力控制系统再生电能利用装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种再生电能利用方法，尤其是张力控制系统中的再生电能的利用方法。

背景技术

张力控制系统在在印刷、造纸、包装等设备中广泛使用，传统的张力控制系统一般采用磁粉制动器和磁粉离合器产生张力，主要缺点是1、功耗大，磁粉制动器产生大量的热量，需要冷却。2、制动器基本不具备动态调整的能力，不能通过控制磁粉制动器实现对张力的动态调整。

目前这个领域里新的研究集中在伺服型张力控制器，和传统的磁粉制动型张力控制器不同，伺服型张力控制器以不同的伺服电机控制开卷机构和收卷机构，开卷伺服电机在收卷伺服电机的拖动下运行，张力是以开卷伺服电机的产生的转矩来形成的。

伺服型张力控制是一种高效、精密、节能的先进技术，综合性能大大优于传统的磁粉制动型的张力控制。但目前并没有获得广泛采用，影响伺服型张力控制技术广泛采用的原因主要在于逆变再生能量的处理比较棘手，如果将逆变再生能量回送电网，将有可能对电网产生影响，因而需要专门的入网许可。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：本发明为了解决现有技术中存在的缺陷，提供伺服型张力控制系统再生电能利用方法装置，该方法和装置既节约了能源又不会对电网产生影响。

本发明的方案是：

伺服型张力控制系统再生电能利用装置，包括收卷装置和开卷装置，收卷装置包括依次相连的收卷辊和收卷电机，开卷装置包括依次相连的开卷辊和开卷电机；所述开卷辊与收卷辊相连，其特征在于：还包括开卷交流伺服驱动器和收卷交流伺服驱动器，所述开卷电机和收卷电机分别为永磁同步伺服电机，开卷交流伺服驱动器的交流输出端接至开卷电机三相输入端，收卷交流伺服驱动器的交流输出端接至收卷电机的三相输入端，所述开卷交流伺服驱动器的直流母线端接至收卷交流伺服驱动器的直流母线端。

还包括电源整流器，开卷交流伺服驱动器和收卷交流伺服驱动器的直流母线端与电源整流器直流母线端相连，电源整流器三相交流输入端接至电网。

开卷电机工作于转矩控制模式，开卷电机工作于发电状态；所述收卷电机工作于速度控制模式，收卷电机工作于电动状态。

基于本发明所解决的技术问题，本发明的另一种实施例为：基于权利要求1所述的伺服型张力控制系统再生电能利用装置的再生电能利用方法，收卷交流伺服驱动器控制收卷电机驱动收卷辊运行，并通过收卷辊来带料，开卷辊在收卷电机的拖动下带动开卷电机运行，张力由开卷电机产生的转矩来形成，开卷交流伺服驱动器控制开卷电机，开卷电机为永磁同步伺服电机，工作于转矩控制模式，其特征在于：所述收卷电机为永磁同步伺服电机，工作于速度控制模式，所述收卷交流伺服驱动器的直流母线端接至开卷交流伺服驱动器的直流母线端，收卷电机工作于电动状态，将电能转换成机械能，开卷电机工作于发电状态，将机械能转换成再生电能。

在所述开卷交流伺服驱动器和收卷交流伺服驱动器的直流母线端还接有电源整流器，通过电源整流器将电网的电能补充至直流母线。

所述的电源整流器用于调节直流母线电压，所述的电源整流器为双闭环的控制结构，外环是电压环，控制直流母线电压维持在设定的大小，内环是电流环，控制电网侧的电流，电网侧输入的交流电流是按照有功分量和无功分量分别进行控制的，通过测量电网电压的相位，完成对电网侧电流的分解，与电网电压相位相同的分量为有功分量，与其正交的为无功分量，通过对有功和无功分量的控制，实现预期的功率因数。

所述的电源整流器控制方法如下：

步骤1：通过测量电网交流电压，得到其相位测量电网输入电流中的两相i_a、i_b，并利用三相电流的对称性，计算出第三相电流i_c；以电压相位角按照式（1）对三相电流（i_a,i_b,i_c）进行旋转变换，得到其中的有功电流i_p和无功电流i_j；