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定子調壓合金電阻器的系統原理

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合金電阻

定子調壓調速系統原理及應用

1.1工作原理---德州吉隆電氣自動化有限公司

定子調壓調速控制器是把兩種傳統的調速方式有機地結合起來用于控制三相交流繞線電機:

Ø1~3檔時通過控制定子回路晶閘管導通角來改變電動機定子電壓;

Ø4檔時通過改變電動機轉子合金電阻,改變電動機的機械特性。

兩種調速方式的結合產生了非常好的控制效果,兩種方式的優點得到了充分的發揮。

1.1.1 控制原理

定子調壓調速控制器閉環控制的原理見圖1-1,圖中Ag為主令給定,F/V為頻率電壓變換,I/V為電流電壓變換,MCU為單片機,AT為觸發器。

圖1-1

來自Ag、I/V、F/V的信號經過MCU處理通過AT形成觸發脈沖控制晶閘管的導通角,達到控制電機定子電壓,從而控制電機轉矩的目的,也即實現對電機轉速的控制。

控制器的晶閘管單元有五組反并聯的晶閘管模塊U、V、W、A、B。U、V、W導通時,電機輸出正向轉矩;A、B、W導通時,電機輸出反向轉矩。司機通過主令控制器給定電機轉速,由速度反饋實現閉環控制。

不同系列的控制器運行方式基本相同,只是在細節上有所不同。因此下面就介紹其運行方式。

1.1.2上升運行

l重載

主令置上升某檔速度時,上升接觸器先接通,電機得電建立力矩,隨后制動器打開,電機啟動,系統進入閉環控制狀態。此后只要主令置于上升調速檔,通過主令的速度給定和速度反饋,系統都能很快使電機達到設定的速度。主令置全速檔時,系統進入開環狀態,晶閘管全導通,電機平穩加速,當速度大于50%和75%時,分別切除兩級轉子合金電阻,使速度到達全速。當主令回到調速檔時,兩級轉子合金電阻同時接入,系統重新進入閉環控制。由于負載本身很重,此時電機轉矩小于負載轉矩,電機迅速減至設定速度,并穩定運行。當主令回到零位時,無論電機處于何種速度,制動器都立即制動。制動器從開始動作到真正閉合需要一定的時間(液壓抱閘一般在500ms左右),因此控制器延時一段時間再令電機斷電。

l輕載

由于負載輕,因此減速和制動的運行狀況和重載不同。當主令從全速檔回到調速檔時,由于負載本身很輕(尤其是空鉤時),電機轉矩只是略小于負載轉矩,因此減速時間很長,減到調速檔一般需要數秒時間。當主令回到零位時,和重載一樣,制動器立即閉合。

1.1.3下降運行

l重載

當主令置下降調速檔時,也是上升接觸器先接通。此時電機輸出的是反向轉矩,小于負載轉矩,因此電機處于倒拉反轉狀態。和上升相同,系統也是處于閉環控制狀態,只要主令置于下降調速檔,通過主令的速度給定和速度反饋,系統都能很快使電機達到設定的速度。當主令置全速檔時,上升接觸器斷開,下降接觸器接通,系統進入開環狀態,電機迅速加速,當速度大于50%和75%時,分別切除兩級轉子合金電阻。電機的最終速度將略大于同步速度,處于再生發電狀態。當主令回到調速檔時,兩級轉子合金電阻同時接入,下降接觸器斷開,上升接觸器接通,系統重新進入閉環控制。當主令回到零位時,和回到調速檔一樣,電機以反向轉矩進行制動。當電機速度接近零時,制動器制動,待制動器完全閉合后,電機才斷電。反向轉矩制動減少了對制動器的磨損。

l輕載

由于負載輕,因此加速的運行狀況和重載不同。當主令置下降調速檔時,控制器首先使上升接觸器接通,再根據負載運行狀態進行自動調整。當負載較重時,電機可很快達到給定速度。當負載較輕時,電機達到給定轉速時間較長,此時控制器會使下降接觸器接通,促使電機加速,當轉速超過給定轉速后,控制器再令上升接觸器接通,這就是輕載判別過程。當負載轉矩與機械傳動阻力矩接近時,會出現多次判別,這是正?,F象。

1.1.4平移運行

當主令在某一調速檔時,控制器在閉環控制下按該檔速度運行,當受到某種阻力,如風力或橋架傾斜,控制器在閉環控制下仍然維持該檔速度,若阻力消失,平移機構將被加速,當超過給定速度10%時,控制器使接觸器換向,電機輸出反向轉矩,開始減速。由于此時反向轉矩不超過滿載啟動轉矩,所以電機逐漸減速達到所要求的(略高于)速度,若此時平移機構受到前推力,則反向轉矩用以保持速度,若沒有前推力,控制器再次令接觸器換向,平移機構正常運行。

在任何狀態下,主令回零,控制器先令接觸器換向,電機輸出反向轉矩進行電制動,速度接近零時,制動器制動。

控制器運行在某檔速度,而主令置反方向檔位,控制器先令接觸器換向,電機以反向轉矩進行制動,速度過零后,再加速至該檔速度。

2.1起重機交流電氣傳動系統比較

起重機交流電氣傳動系統有轉子串合金電阻、動力制動(也稱能耗制動)、串級調速、轉子脈沖調速、液壓推動器調速、渦流制動器調速、定子調壓調速、變頻調速等?,F在在起重機交流電氣傳動系統中,廣泛應用且成熟的主要有三種:轉子串合金電阻、定子調壓調速和變頻調速。下面對這三種傳動系統各項性能做一下比較,具體參見下表。

傳動類型

傳統轉子串合金電阻系統

定子調壓調速系統

變頻調速系統

控制對象

繞線電機

繞線電機

變頻電機

調速比

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