[发明专利]中压电动机斩波式无扰动切换双PLC智能调速系统

摘要

中压电动机斩波式无扰动切换双PLC智能调速系统，包括不可控整流器、升压斩波器和IGBT逆变器，通过两个内环电流控制器分别对升压斩波器、IGBT逆变器进行控制，通过两个PLC对调速系统的外环速度和逆变器的外环电压进行控制，并实施对调速系统和电动机系统的程序控制。本系统适用于普通绕线异步电动机、内反馈绕线异步电动机、绕笼式无刷双馈电动机和绕笼型内反馈无刷电动机，彻底解决了电网故障导致逆变颠覆而损坏设备的问题，具有多种性能递增：全速至调速或调速至全速均实施无扰动切换；在调速系统故障时电动机仍能调速运行。系统可靠性高，控制误差小，使用简单方便，具有良好的人机界面，灵活的通讯手段，可实现远程监控和管理，数字化程度高且成本低廉、节能环保。

主权项

1. 中压电动机斩波式无扰动切换双PLC智能调速系统，包括电动机系统(MD)和调速系统(FC)，所述调速系统(FC)包括依次连接的不可控整流器(DR)、过压保护控制器(BOD)、升压斩波器(BC)、逆变器(T1)和逆变变压器(TAW)，其特征在于：所述逆变器(TI)采用全可控绝缘门双极开关管IGBT，在所述不可控整流器(DR)和升压斩波器(BC)之间接有第一电流电压采集系统(UIM1)，所述第一电流电压采集系统(UIM1)的输出和所述过压保护控制器(BOD)连接第一可编程控制器(PLC1)以及与其连接的第一内环电流控制器(NFC1)，所述第一可编程控制器(PLC1)以及与其连接的第一内环电流控制器(NFC1)的PWM输出连接所述升压斩波器(BC)的输入端，在所述升压斩波器(BC)和逆变器(T1)之间接有第二电流电压采集系统(UIM2)，所述第二电流电压采集系统(UIM2)的输出连接第二可编程控制器(PLC2)以及与其连接的第二内环电流控制器(NFC2)，所述第二可编程控制器(PLC2)以及与其连接的第二内环电流控制器(NFC2)的PWM输出连接所述逆变器(T1)的输入，所述第二可编程控制器(PLC2)以及与其相连的内环电流控制器(NFC2)实施对所述逆变器(T1)的内环电流进行控制，所述第二可编程控制器(PLC2)实施对所述逆变器(T1)的电压进行控制，所述第一可编程控制器(PLC1)连接所述调速系统(FC)中的过流过压过热检测，以及连接所述电动机系统(MD)和调速系统(FC)，所述第一可编程控制器(PLC1)和第二可编程控制器(PLC2)互联；所述第一可编程控制器(PLC1)以及与其相连的第一内环电流控制器(NFC1)实施对所述升压斩波器(BC)的内环电流进行控制，所述第一可编程控制器(PLC1)实施对所述调速系统(FC)的外环速度控制，同时实施对所述调速系统(FC)和电动机系统(MD)的程序控制以及对所述的可调水阻器(FR)控制，其中第一可编程控制器(PLC1)和第二可编程控制器(PLC2)用于：(1)调速系统开机上电后，对自身进行初始化，使控制系统处于准备工作状态；(2)读入系统参数；(3)触摸屏显示开始工作，用户输入操作信息，如工艺类型、工艺参数等，决定逆变电压给定值；(4)由可调水电阻启动器FR进行启动电机；(5)电动机启动未转换至调速前，斩波器BC脉宽跟踪实际转速，以实现全速至调速的无扰动切换；(6)检测电机转数达到额定值否，如果未达到，则返回步骤(5)；(7)从第一电流电压采集系统(UIM1)获取信号来判断检测调速系统是否处于正常工作状态，如果不正常，进入步骤(13)；(8)IGBT逆变器(T1)投入工作，为升压斩波器(BC)建立直流母线电压；(9)当电动机速度上升到调速预置值时，则调速系统无扰动地由水阻启动器(FR)切换到数字调速系统，升压斩波器(BC)的脉宽给定切换至预置值；(10)在进入调速状态后，内环电流控制和外环速度控制系统工作，采用电流环和速度环的双闭环反馈控制系统和模糊PID的控制算法，保持电动机的速度恒定和有良好的动、静态品质；(11)在调速过程中，第一可编程控制器(PLC1)同时对水阻器的阻值进行控制，使之实时跟踪当前的调速值；(12)从第二电流电压采集系统(UIM2)获取信号检测逆变回路是否存在过流、过压等故障，若无则跳至步骤(10)；(13)系统保护，转入可调水阻器的调速状态。