專利名稱：無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型公開一種無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，是一 種供中壓普通繞線異步電動機或內(nèi)饋式繞線異步電動機使用的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào) 速裝置，屬于中壓(3千伏，6千伏，IO千伏)大容量電動機調(diào)速領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
節(jié)能減排優(yōu)化環(huán)境是實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要任務(wù)，是目前社會的主旋 律。推廣用電量最大的中壓電動機調(diào)速節(jié)能是節(jié)能降排的重大舉措之一。隨著全民節(jié)能意 識的增強，性能優(yōu)良、安全可靠、價格較低的中壓交流電動機調(diào)速節(jié)能產(chǎn)品的需求量在迅
速增加。目前，中壓交流電動機高效調(diào)速裝置主要有兩種中壓變頻調(diào)速與串級調(diào)速。
中壓變頻調(diào)速是在中壓交流電動機的定子側(cè)施加中壓變頻器電源，改變定子側(cè)電壓和
頻率來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速。中壓變頻器容量通常為交流電動機容量的1.2 1.3倍。變換電壓 高(6千伏，10千伏)，需要多功率單元串聯(lián)，電源側(cè)還需要一臺多副繞組的大容量移相變 壓器(容量為電動機容量的1.4 1.5倍)給各個功率單元供電。因此，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝 置體積龐大，總體造價高。對于現(xiàn)場工藝要求電動機不能停車的使用場合，還必須增加旁 路設(shè)備，在中壓變頻器出現(xiàn)故障時，將電動機與中壓變頻器斷開，再將電動機直接接入中 壓電網(wǎng)(6千伏，10千伏)，直接起動電動機到全速，啟動電流很大，電動機加速很快，不 僅對電網(wǎng)沖擊大，生產(chǎn)工藝上也難于應(yīng)對這種突加局面(如關(guān)風(fēng)門)，致使生產(chǎn)受到影響。 在中壓變頻器修復(fù)后，還必須先將電動機從電網(wǎng)上斷開，在電動機停車過程中，與中壓變 頻器接通，變頻器必須試探性的測定電動機停車過程中的速度，給出與該速度相適應(yīng)的頻 率與電壓，如果配合不好，會造成大電流沖擊，甚至高壓開關(guān)分閘使電動機停車，這樣會 給生產(chǎn)帶來巨大損失。
串級調(diào)速是一種古老的調(diào)速方式，由于功率因數(shù)太差，外饋變壓器體積大，逆變電路 在突發(fā)停電時出現(xiàn)顛覆，致使設(shè)備故障，因此很難推廣。但這種調(diào)速方式，是在電動機轉(zhuǎn) 子電路中控制轉(zhuǎn)差率調(diào)速，轉(zhuǎn)子電路電壓低(一般在1000伏左右)，避開了高壓引起的麻 煩；在調(diào)速范圍不高時(風(fēng)機水泵要求的調(diào)速范圍都小)，裝置容量通常只有電動機容量的 60% 70%左右；主電路簡單，只有不控整流器、平波電抗器、晶閘管逆變器、外饋變壓 器，因此造價低；又能實現(xiàn)無級調(diào)速。所以人們一直在探索改進這種調(diào)速方式。早在上世 紀80年代，出現(xiàn)內(nèi)饋繞線電動機，取消了外饋變壓器，減少了設(shè)備。90年代，又出現(xiàn)了 斬波串級調(diào)速。使用斬波(用晶閘管構(gòu)成斬波電路)，將較低的轉(zhuǎn)子整流電壓(其值隨轉(zhuǎn)差率在變)升高到最大的固定直流逆變電壓，使晶閘管逆變器的功率因數(shù)有一定提高(0.866)，
但系統(tǒng)總體功率因數(shù)在電動機高速運行時仍低于電動機本身功率因數(shù)，隨著轉(zhuǎn)速降低，功
率因數(shù)仍降到較低值(0.4 0.5)。晶閘管斬波電路工作頻率低(600周)，線路復(fù)雜工作不 可靠。采用晶閘管逆變器，電流諧波也較大。同樣存在著突發(fā)停電致使逆變顛覆問題。由 于采用斬波，原來采用整流橋電壓當(dāng)作實際速度構(gòu)建速度閉環(huán)的方法，因為誤差太大不能 再使用，所以，有些產(chǎn)品采用開環(huán)控制斬波占空比調(diào)速，調(diào)速性能自然很差；有些產(chǎn)品采 用外加簡易脈沖測速的方法構(gòu)建速度閉環(huán)，不僅安裝麻煩，運行中還常出現(xiàn)脈沖丟失造成 速度失控問題。這些問題影響了斬波串調(diào)裝置的進一步推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型采用當(dāng)前先進的電力電子器件與數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)手段，解決了 現(xiàn)有技術(shù)中上述串級調(diào)速裝置存在的問題，公開一種無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控 制數(shù)字智能調(diào)速裝置，它是一種無速度傳感器測速、主電路構(gòu)成簡單、數(shù)字化程度高、安 全可靠、操作方便、性能優(yōu)良、功能完善、功率因數(shù)高、人機界面友好、可實現(xiàn)遠程控制 與管理的數(shù)字智能調(diào)速裝置。
本實用新型所述的無速度傳感器中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置包括電動機 M、軟啟動RQD設(shè)備、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT部分，轉(zhuǎn)差功率回饋SGH部分及可編 程控制器PLC組成。各部分功能明晰、完善，相互通信協(xié)調(diào)，整體由PLC統(tǒng)一管理。其 中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT電路包括轉(zhuǎn)子整流器ZR、斬波器CH、數(shù)字信號處理器 DSP1， DSP1硬件電路采用電流霍爾元件檢測電動機轉(zhuǎn)子電流Ir，用于計算電動機啟動過 程與全速運轉(zhuǎn)中的速度，檢測轉(zhuǎn)子整流電流Ic用于電流環(huán)的電流反饋，采用電壓霍爾元件 檢測直流逆變電壓Uc與外加斬波電感電壓用于計算電動機調(diào)速過程中的實際速度， 該速度用于速度環(huán)的速度反饋，DSP1還采集工藝量的值用于工藝環(huán)的工藝反饋，通過編制 DSP1程序構(gòu)建工藝環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)實現(xiàn)轉(zhuǎn)差率控制與電動機速度調(diào)節(jié)，同時將交流轉(zhuǎn) 差功率轉(zhuǎn)換為直流電功率，送入電容器存儲；轉(zhuǎn)差功率回饋SGH電路包括逆變器INV、 濾波器LCL與數(shù)字信號處理器DSP2， DSP2采用電壓霍爾元件檢測直流逆變電壓Uc， 采用隔離降壓變壓器檢測交流電源電壓(e。，^A)，用于計算電源電勢矢量E，采用電流 霍爾元件檢測逆變器INV電流(Ht)，用于計算逆變器INV電流矢量I，通過編制 DSP2程序?qū)嵤┗仞侂娐返碾妷和猸h(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)矢量控制SVPWM，送出逆變器INV的 脈寬調(diào)制PWM控制脈沖，控制逆變器運行，將能量回饋電網(wǎng)，回饋電流是正弦波；通過 設(shè)定容性無功電流值的改變，如隨著轉(zhuǎn)速降低增加容性無功電流值，將有效的提高系統(tǒng)整體功率因數(shù)。濾波器LCL濾去高頻諧波，使注入電網(wǎng)的電流無諧波。PLC實施整體調(diào)速 系統(tǒng)的程序控制，故障綜合與處理，保證系統(tǒng)正常運行。本系統(tǒng)采用兩級控制與管理方式。 其控制步驟如下
1、 控制電源送電后，DSP1與DSP2自檢并初始化，PLC巡檢整體調(diào)速系統(tǒng)狀態(tài)。 在第1次起動電動機之前，需要在觸摸屏上輸入電動機參數(shù)與工藝要求參數(shù)。之后，首先 判別是否存在與軟啟動電路相關(guān)的報警與故障，若存在，PLC在觸摸屏上送出禁止合閘信
號并顯示出報警與故障類別，若無報警與故障，PLC送出允許電動機啟動信號；然后再判
別轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT部分與轉(zhuǎn)差功率回饋SGH部分是否存在報警與故障，若存在， PLC在觸摸屏上送出禁止調(diào)速信號并顯示出報警與故障類別，若無報警與故障，送出允許 調(diào)速信號。在觸摸屏上顯示信息的同時，也告知遠方集散型控制系統(tǒng)DCS中控室。
2、 在觸摸屏上或在遠方DCS中控室按下合閘按鈕，PLC控制電動機啟動；DSP1 檢測電動機運轉(zhuǎn)速度，如果系統(tǒng)允許進調(diào)速，則在電動機速度等于或大于設(shè)定速度時轉(zhuǎn)入 調(diào)速運轉(zhuǎn)；如果系統(tǒng)不允許進調(diào)速，或者觸摸屏上設(shè)定直接啟動到全速，則在啟動到接近 全速時轉(zhuǎn)入全速運轉(zhuǎn)；在電動機啟動過程中，轉(zhuǎn)差功率回饋SGH調(diào)節(jié)系統(tǒng)被使能，雙環(huán) 矢量控制投入工作，為回饋能量做好準備。
3、 啟動過程中進入調(diào)速，或在全速時在觸摸屏上或在遠方DCS中控室按下調(diào)速按鈕 進入調(diào)速，DSP1調(diào)速系統(tǒng)立即被使能，速度電流雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)進入正常工作，經(jīng)歷過渡過 程之后，電動機穩(wěn)定在設(shè)定速度下運轉(zhuǎn)。調(diào)速系統(tǒng)工作過程中，回饋的轉(zhuǎn)差能量由轉(zhuǎn)差功 率回饋系統(tǒng)回饋電網(wǎng)。如果需要，可以通過手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)入工藝閉環(huán)(壓力，流 量等)工作。
4、 PLC巡檢所述轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT系統(tǒng)與轉(zhuǎn)差功率回饋SGH系統(tǒng)，在觸摸屏 上顯示電動機運行速度、轉(zhuǎn)子整流電流、轉(zhuǎn)子整流電壓、直流逆變電壓、逆變電路有功電 流、無功feit、有功功率、無功功率等ir據(jù);若出現(xiàn)故障時，通過軟啟動設(shè)備將電動機切
換到全速運行，并在觸摸屏上顯示故障類別及原因；若出現(xiàn)報警時，在觸摸屏上只顯示報 警信息，提醒維護人員做應(yīng)對處理。
5、 在觸摸屏上或在遠方DCS中控室可以根據(jù)工藝要求改變設(shè)定速度，或者，在工藝 閉環(huán)(如壓力，流量等)工作時，改變工藝設(shè)定值，電動機就在新設(shè)定的工況下運轉(zhuǎn)。
6、 如果工藝需要電動機全速運轉(zhuǎn)，在觸摸屏上或在遠方DCS中控室按下轉(zhuǎn)全速按 鈕，電動機按預(yù)先設(shè)定的加速度加速，在速度接近全速時，由PLC控制轉(zhuǎn)全速工作。
7、 在需要停車時，在觸摸屏上或在遠方DCS中控室均可以進行停車操作。操作后， 電動機自由停車。需要緊急停車時，在觸摸屏上或在遠方DCS中控室均可以進行緊急停車操作。
本實用新型無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置所述的無速度傳 感器速度測量WSCS與電動機速度外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制與負載工藝外環(huán)控制，包括 DSP1硬件電路板、軟件程序與電流電壓采集系統(tǒng)。其中，無速度傳感器速度測量WSCS是
由兩種無速度傳感器速度測量方法聯(lián)合使用組成整個系統(tǒng)的無速度傳感器速度測量的。在
電動機啟動過程中與全速運行期間，使用電流霍爾元件采集電動機轉(zhuǎn)子側(cè)交流電流Ir，通 過轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)差頻率檢測，計算電動機運轉(zhuǎn)速度，該速度用于速度顯示與速度邏輯判斷； 在電動機調(diào)速工作時，使用電壓霍爾元件采集直流逆變電壓Uc與外加斬波電感電壓f/,， 實時計算調(diào)速工作過程中速度值，該值用于速度環(huán)的速度反饋與速度顯示。使用電流霍爾 元件采集直流斬波電流Ic用于電流環(huán)的電流反饋與斬波電流顯示；DSP1硬件電路由數(shù)字 信號處理器與其他集成電路、電壓/電流變換電路組成，軟件實現(xiàn)電壓電流采集值計算，電 動機無速度傳感器速度計算，速度電流雙環(huán)控制與調(diào)節(jié)，工藝環(huán)控制與調(diào)節(jié)，輸出占空比 控制脈沖PWM,控制轉(zhuǎn)差率，實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。
本實用新型無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，所述的DSP2 實施回饋電路的電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)矢量控制SVPWM，包括DSP2硬件電路板、軟件 程序與電壓電流采集系統(tǒng)。其中，DSP2硬件電路板由數(shù)字信號處理器、A/D、 D/A與其他 集成電路、電壓/電流變換電路組成，DSP2軟件實現(xiàn)電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)全數(shù)字矢量控 帝'J;電壓電流采集系統(tǒng)包括使用隔離降壓變壓器采集電源電壓(e。,^A)，用于計算電源電 壓矢量E，使用電流霍爾元件采集逆變器INV交流側(cè)電流(/。,/6，《)，用于計算有源逆變 器電流矢量I。在工作過程中，通過電壓外環(huán)維持直流逆變電壓Uc恒定，或按某種要求變 化，如在輸出容性無功功率時，適當(dāng)提高直流逆變電壓值，適應(yīng)輸出電壓升高的需要；另 外，改變無功電流設(shè)定，如隨著轉(zhuǎn)速下降，在電動機反饋繞組或外饋變壓器副邊繞組容量 允許的前提下，升高無功電流設(shè)定值，可以提高整個系統(tǒng)的功率因數(shù)。由于PWM采用空 間矢量調(diào)制，饋入反饋繞組或外饋變壓器的電流是正弦波電流，經(jīng)過LCL濾波后無諧波。 也就是說，本實用新型采用的逆變器，不僅去除了晶閘管逆變器產(chǎn)生的無功功率與諧波， 而且，還能向系統(tǒng)輸送容性無功功率，抵消電動機定子勵磁產(chǎn)生的感性無功功率。如果反 饋繞組容量足夠，或者，對于外饋變壓器的方案，用戶要求在調(diào)速范圍內(nèi)，功率因數(shù)均維 持較高值是可以實現(xiàn)的，這就克服了傳統(tǒng)串調(diào)系統(tǒng)的缺點。運行中，電源電壓有效值、逆 變電流有效值、有功電流分量、無功電流分量、有功功率、無功功率均可在需要時通過預(yù) 先設(shè)定在屏幕上顯示。DSP2軟件還可以檢測直流逆變過電壓、逆變器過電流、缺相、掉電、 過熱等故障，進行相關(guān)故障處理。本實用新型中數(shù)字信號處理器采用TI公司生產(chǎn)的2407、 2812型產(chǎn)品或其他公司同 類型產(chǎn)品。
本實用新型所述的DSP1與DSP2有通過RS232/RS485通信接口相互通信或與 DCS中控室實現(xiàn)遠程通信管理子程序，也有通過CAN現(xiàn)場總線與DCS中控室組成局域 網(wǎng)的通信子程序。
本實用新型無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，在供電電網(wǎng)突 發(fā)停電時，具有電網(wǎng)快切功能與短時停電再啟動功能。盡量避免突發(fā)短時停電對大系統(tǒng)產(chǎn) 生嚴重影響。
本實用新型所述的PLC實施整體調(diào)速系統(tǒng)的程序控制、故障綜合與處理。PLC的應(yīng) 用軟件控制整體調(diào)速系統(tǒng)的全過程。在電動機起車之前，巡檢各部分，均正常時給出允許 啟動并且可以進調(diào)速信號；若啟動設(shè)備不正常時在屏幕上顯示出故障或報警信息，同時給 出禁止合閘信號；若轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速與能量回饋部分有報警與故障時，在觸摸屏上顯示報 警與故障類別，同時給出禁止調(diào)速信號；只要允許啟動，現(xiàn)場要求起車時，可以先啟動電 動機進入全速運轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)換到維修狀態(tài)，邊運行邊檢修。在系統(tǒng)運行中，在本地(控制柜) 或遠方DCS可以對電動機進行各種操作。若DSP1與DSP2檢測到任何故障與報警，均 會立即送至PLC, PLC對于停機故障，立即發(fā)出停機命令并顯示故障類別；對于轉(zhuǎn)全速故 障，立即通過軟啟動設(shè)備做轉(zhuǎn)全速處理，并顯示故障類別；對于報警只顯示報警內(nèi)容，提 醒維護人員處理。所述的PLC的硬件選用西門子公司S7—200或其他公司小型機。
本實用新型無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置將會帶來顯著的 經(jīng)濟效益與社會效益。與中壓變頻器相比，本實用新型提供的調(diào)速裝置價格在各種容量等 級上只有中壓變頻器的一半左右，而在性能上，具有中壓變頻器所具有的優(yōu)點，如啟動平 穩(wěn)，啟動到設(shè)定速度就穩(wěn)定在設(shè)定速度運轉(zhuǎn)，無級調(diào)速，調(diào)速精度高，響應(yīng)快，功率因數(shù) 高，諧波小等，卻避開了中壓變頻器容量大于電動機容量，裝置內(nèi)部電壓高，線路復(fù)雜， 體積龐大的困難，用低壓裝置控制中壓電動機，用(50% 70%)電動機額定容量的裝置控 制100%容量的電動機，主電路簡單，器件少，同樣滿足大功率風(fēng)機與水泵50%調(diào)速要 求，更可貴的是方便維修。在裝置出現(xiàn)故障時，可以通過軟啟動設(shè)備平穩(wěn)地將電動機升速 到全速，然后，轉(zhuǎn)換到維修狀態(tài)，裝置完全與電動機脫開進行維修，完成維修后，再轉(zhuǎn)換 到運轉(zhuǎn)狀態(tài)，按下調(diào)速按鈕，平穩(wěn)地返回到原工作狀態(tài)。本裝置在供電網(wǎng)突發(fā)停電時，還 具有電網(wǎng)快切功能，快速恢復(fù)供電。若停電時間較長，自動回到啟動狀態(tài)，來電時通過軟 啟動升速到設(shè)定速度再進入調(diào)速狀態(tài)工作。對大系統(tǒng)影響很小。用本裝置進行節(jié)能改造， 一年內(nèi)就可以收回裝置成本。改造工程可以節(jié)省大量電能，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化工藝過程。這是利國利民的大事。
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步說明。


圖l是內(nèi)饋繞線電動機采用本實用新型的電原理圖2是普通繞線電動機采用本實用新型的電原理圖3a是IGBT導(dǎo)通時本實用新型無速度傳感器速度計算等值電路圖3b是IGBT封鎖時本實用新型無速度傳感器速度計算等值電路圖4是本實用新型采用的工藝環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5是本實用新型采用的轉(zhuǎn)差功率回饋電壓電流雙環(huán)矢量控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
本實用新型采用當(dāng)前先進的電力電子器件與數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)無速度傳感器的中壓電 動機轉(zhuǎn)差率控制的數(shù)字智能調(diào)速系統(tǒng)。
根據(jù)附圖l: M是內(nèi)饋繞線異步電動機，其定子繞組由6千伏或10千伏電網(wǎng)供電。
RQD是電動機軟啟動設(shè)備(頻敏變阻器，水電阻等)，電動機轉(zhuǎn)子接觸器控制電路與維修轉(zhuǎn) 換開關(guān)等，接觸器控制電路受控于PLC，輔助接點的狀態(tài)也回饋到PLC。通常，小容量電 動機(1000千瓦以下)采用頻敏變阻器啟動，大容量電動機(1000千瓦以上)采用水電阻 啟動。轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT電路包括電動機轉(zhuǎn)子側(cè)二極管整流器ZR、斬波器CH與數(shù) 字信號處理器DSP1，轉(zhuǎn)子側(cè)電流Ir與斬波器輸入電流Ic由電流霍爾元件檢測，其測量 值送DSP1，直流逆變電壓(電容器C電壓)Uc由電壓霍爾元件檢測，其測量值送DSP1。 轉(zhuǎn)差功率回饋SGH電路包括有源逆變器INV，濾波器LCL與數(shù)字信號處理器DSP2， 電源電壓由隔離變壓器降壓后送DSP2檢測，逆變器交流側(cè)電流由電流霍爾元件檢測，其 測量值送DSP2。
本實用新型采用當(dāng)前先進的電力電子器件與數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)無速度傳感器中壓電動 機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置中包含的工藝環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)如附圖4所示。構(gòu)建這 些閉環(huán)，尤其是如何構(gòu)建含有斬波器環(huán)節(jié)的繞線電動機電流環(huán)，多年來是有爭議的。核心 問題是如何認識調(diào)節(jié)對象。本實用新型力求用最簡單適用的方法實現(xiàn)。為此，首先闡明繞 線電動機轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT的控制原理，由此說明本實用新型采用的工藝環(huán)速度環(huán)電流 環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是如何構(gòu)建的。在闡明原理時，應(yīng)將轉(zhuǎn)子整流電路ZR與斬波器電路CH —起 考慮，作為一個整體分析。根據(jù)附圖1，轉(zhuǎn)子電勢經(jīng)過二極管整流橋整流后為直流電壓Ur。 轉(zhuǎn)子整流電路與一般的整流電路有所區(qū)別，在正常調(diào)速工作時，轉(zhuǎn)子電勢為Er=SXUrO ，
式中，S——轉(zhuǎn)差率，
Ur0——電動機轉(zhuǎn)子開路電壓； 轉(zhuǎn)子電勢的幅值和頻率都是轉(zhuǎn)差率的函數(shù)，在調(diào)速范圍內(nèi)， 一般最高頻率也只有25周。 在過去的串級調(diào)速電路中，沒有斬波器電路，整流電路中換向重疊現(xiàn)象比較嚴重，在增加 斬波電路之后，換向重疊可以忽略(原因見下文)；再假定整流器件為理想器件，忽略管壓 降與漏電流，這樣，在每個斬波周期中，斬波電流只在轉(zhuǎn)子兩相中流動，將轉(zhuǎn)子電路的電 阻與漏感移入整流電路后的直流電路，與斬波電路的電阻與電感合并，合并后的等效電阻 為R，等效電感為L，這樣處理后，整流直流電壓Ur就是轉(zhuǎn)子電勢的理想整流電壓，該 值為
Ur=kXSXUrO ， 式中，k——整流系數(shù)。
整流電壓Ur就是斬波器輸入電壓，整流電流(即斬波輸入電流)為Ic，在轉(zhuǎn)子整流 電路與升壓斬波器電路中，假定整流電流連續(xù)(在50%調(diào)速范圍內(nèi)， 一般總是連續(xù)的)， 斬波管(IGBT或IGCT)導(dǎo)通時有方程式
<formula>formula see original document page 9</formula>，
在斬波管(IGBT或IGCT)關(guān)斷時有方程式
采用狀態(tài)空間平均模型法，按斬波管導(dǎo)通與關(guān)斷所占時間比例對上面兩方程式加權(quán)，得到
在一個周期內(nèi)的方程式
<formula>formula see original document page 9</formula>
在電動機調(diào)速過程中，轉(zhuǎn)速變化相對是較慢的，因此，Ur變化較慢，在討論斬波電流 時可以認為是不變的；Uc是直流逆變電壓，受轉(zhuǎn)差能量回饋SGH電路控制是恒定不變的。 在方程中，自變量是斬波器占空比D，在占空比D有一個增量時，斬波電流就產(chǎn)生一個 增量。根據(jù)增量方程式，并略去增量符號后可以得出斬波電流Ic為輸出、占空比為輸入的
傳遞函數(shù)為
這就是電流環(huán)中的大慣量環(huán)節(jié)?？梢娺@個環(huán)節(jié)是線性的。由于采用數(shù)字量控制，數(shù)字采樣 周期產(chǎn)生一個時間滯后，該滯后等同于一個小慣量環(huán)節(jié)。所以，電流環(huán)的調(diào)節(jié)對象是一個大慣量環(huán)節(jié)與一個小慣量環(huán)節(jié)。參見附圖4，電流調(diào)節(jié)器ACR應(yīng)采用典型的PI調(diào)節(jié)器。 調(diào)節(jié)器ACR輸出直接控制轉(zhuǎn)差率控制SKT電路中的斬波器CH占空比，控制轉(zhuǎn)子電流， 因此，控制電動機電磁轉(zhuǎn)矩，也即控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率，使電動機轉(zhuǎn)子穩(wěn)態(tài)時運轉(zhuǎn)在某一轉(zhuǎn) 差率下，轉(zhuǎn)速給定變化時，控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差率向給定轉(zhuǎn)速加速，最后穩(wěn)定在設(shè)定速度上。
現(xiàn)在，闡明具有斬波器環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)子整流電路換相重疊現(xiàn)象可以忽略的原因。整流電流 大時，換相重疊嚴重，這種工況電動機是在高速段運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)差率很小，轉(zhuǎn)差頻率很低，周 期很長，轉(zhuǎn)子電勢值也較低，整流電壓Ur也較低。換相出現(xiàn)的時刻，存在兩種情況，一 種是出現(xiàn)在斬波管(IGBT或IGCT)導(dǎo)通時，換相后的電勢差使新導(dǎo)通的相電流增長，原 導(dǎo)通相電流下降，待到斬波管(IGBT或IGCT)關(guān)斷時，換相重疊的兩相并聯(lián)流過電流， 整流電流Ic快速下降，忽略電阻壓降，有下式 f/c 。
由于此時，整流電壓Ur較低，而直流逆變電壓Uc較高(800 1000伏)，電流下降 速率很大(若等效電感1毫亨，速率為每毫秒800 1000安)，由于換向的兩相存在電勢 差，原導(dǎo)通相下降更快。若負荷不重，可能一個斬波周期換相重疊就結(jié)束了。若負荷較重， 兩個斬波周期結(jié)束。另一種情況，換相時刻出現(xiàn)在斬波管(IGBT或IGCT)關(guān)斷狀態(tài)，斬 波電流下降速率大，由于轉(zhuǎn)子電感電壓為負，使換相的相不能導(dǎo)通，等到斬波管(IGBT或 IGCT)導(dǎo)通時，重疊的兩相電流同時增長，以后的情況同前述情況。總之，換相重疊只占 用1 2個周期，即0.5 1毫秒。若轉(zhuǎn)差率S=0.1，轉(zhuǎn)子頻率5赫茲，周期200毫秒。換 相重疊影響很小可以忽略。
電動機傳動系統(tǒng)的運動方程式為<formula>formula see original document page 10</formula>
式中J--機組的轉(zhuǎn)動慣量(kg.m2 ); -電動機的極對數(shù)；
-負載阻轉(zhuǎn)矩； -電動機電磁轉(zhuǎn)矩；
w—電動機角速度。
可見，速度環(huán)調(diào)節(jié)對象是一個積分環(huán)節(jié)。電流閉環(huán)在速度環(huán)內(nèi)是一個小慣量環(huán)節(jié)。根 據(jù)附圖4，速度調(diào)節(jié)器ASR可采用典型的PI調(diào)節(jié)器。參數(shù)配置按三階系統(tǒng)整定。對于風(fēng) 機與水泵負載，不允許電動機轉(zhuǎn)速快速變化，在速度給定通道里，設(shè)置給定積分器GJ，將 階躍給定量轉(zhuǎn)化為緩慢的斜坡上升信號。上升或下降時間可以在30 100秒之間設(shè)定。轉(zhuǎn)差率控制SKT調(diào)速系統(tǒng)可以在速度電流雙環(huán)下工作(手動方式)。速度設(shè)定值可以 在觸摸屏(本地)上手動給出，也可以在遠方DCS中控室手動給出，由本控/遠控轉(zhuǎn)換開 關(guān)轉(zhuǎn)換。通過手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，可以實現(xiàn)手動與自動方式地相互轉(zhuǎn)換。在自動工作方 式時，本地(觸摸屏上)或遠方DCS設(shè)定工藝控制值，如壓力，流量等，工藝過程中檢 測相應(yīng)的工藝實際值用作反饋值，本實用新型中工藝調(diào)節(jié)器AGR有兩種形式常規(guī)的PID
調(diào)節(jié)器與模糊調(diào)節(jié)器。工藝環(huán)的調(diào)節(jié)對象模型清晰時，采用PID較好；若調(diào)節(jié)對象比較復(fù)
雜，又常常伴隨著大慣量、長時間滯后，調(diào)節(jié)對象很難用數(shù)學(xué)方程式描述時，采用模糊控 制調(diào)節(jié)器較好?，F(xiàn)場工藝情況千差萬別，用戶可以根據(jù)現(xiàn)場狀況選擇。
本實用新型所述的無速度傳感器中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，其中，無
速度傳感器速度測量WSCS是由兩種無速度傳感器速度測量方法聯(lián)合使用組成整個系統(tǒng) 的無速度傳感器速度測量的。在電動機啟動過程中與全速運行期間，使用電流霍爾元件采 集電動機轉(zhuǎn)子側(cè)交流電流Ir，通過過零點檢測，轉(zhuǎn)換為正負各半周的方波，送給DSP芯 片，使用捕獲功能檢測轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)差頻率Sf，計算電動機運轉(zhuǎn)速度，該速度用于速度顯示 與速度邏輯判斷；在電動機調(diào)速工作時，使用電壓霍爾元件采集直流逆變電壓Uc與外加 斬波電感電壓^i，實時計算調(diào)速工作過程中速度值，該值用于速度環(huán)的速度反饋與速度 顯示。
根據(jù)附圖3a、 3b，本實用新型依據(jù)斬波器工作機理實現(xiàn)調(diào)速過程中的測速。在整流電 路與斬波電路的電壓方程中，電阻壓降占的比例很小，可以忽略電阻壓降，將轉(zhuǎn)子工作電 路中的兩相漏感合并后移入整流后電路，同時忽略整流管壓降得到斬波管(IGBT或IGCT) 導(dǎo)通與關(guān)斷時的等效電路。圖中
Ur^"轉(zhuǎn)子電勢的整流值，在測速計算時，可認為是定值；
A——轉(zhuǎn)子電路兩相漏感之和；
丄2——外加斬波電感。 在斬波管導(dǎo)通時(IGBT或IGCT)，有方程式為<formula>formula see original document page 11</formula>
設(shè)斬波管導(dǎo)通時外加電感電壓<formula>formula see original document page 11</formula>在斬波管關(guān)斷時(IGBT或IGCT)
方程式為:<formula>formula see original document page 11</formula>設(shè)斬波管關(guān)斷時外加電感電壓C/。《-^"^ ，
則有^:^^—測A—，
聯(lián)解上式，得到
5_ & U。
=c U。
式中，C——常數(shù)。在一個周期內(nèi)檢測斬波管導(dǎo)通與關(guān)斷時的斬波電感電壓，就可以計算出
轉(zhuǎn)差率S。由轉(zhuǎn)差率S可以求出電動機轉(zhuǎn)速n。這個計算要在周期中斷程序中進行。
根據(jù)附圖5，闡明本實用新型數(shù)字智能調(diào)速裝置中包含的轉(zhuǎn)差功率回饋SGH電壓電流 雙環(huán)矢量控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖中電源，對于內(nèi)饋電動機是指反饋繞組電源；對于普通繞線電 動機，是指外饋變壓器副邊繞組電源。主電路如附圖1所示，逆變器是IGBT (或IGCT) 組成的三相橋式電路，三相橋交流進線與電源之間，安裝LCL濾波器，濾去三相橋逆變器 交流輸出電壓中含有的高頻諧波分量。逆變器的控制由DSP2實現(xiàn)逆變電壓外環(huán)逆變電流 內(nèi)環(huán)的雙環(huán)矢量控制與調(diào)節(jié)。眾所周知，雙環(huán)矢量控制必須在以電源頻率旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) 系平面內(nèi)進行。在靜止坐標(biāo)系中的交流量必須經(jīng)過矢量變換轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的 直流量。直流量經(jīng)過電壓電流雙環(huán)調(diào)節(jié)，之后輸出的直流量還必須返回到靜止坐標(biāo)系中， 產(chǎn)生逆變橋的PWM控制脈沖。
在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(Ag)平面內(nèi)，逆變橋主電路的電壓方程式為(設(shè)逆變電流方向為正) ^=^+(LS + i )/d-'
式中——三相橋輸出電壓的d軸與q軸電壓分量； A,&——電源電勢的d軸與q軸電勢分量； ——逆變電流的d軸與q軸電流分量。 依據(jù)對象方程式，構(gòu)建出電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖如附圖5所示。電源電壓經(jīng) 隔離變壓器降壓后(三相靜止坐標(biāo)系中的e。,& )送給DSP2電路板上的A/D輸入，轉(zhuǎn) 換為數(shù)字量后再進行3/2變換，產(chǎn)生a"兩相靜止坐標(biāo)系中的電勢矢量相關(guān)參數(shù)(ea,^， 幅值E與相角P)。同時，也可以根據(jù)相電壓e。過零檢測與鎖相處理，使相角S值更為 準確。然后，再將兩相靜止坐標(biāo)系中的分量進行旋轉(zhuǎn)變換，得到以電源頻率旋轉(zhuǎn)的 坐標(biāo)系中的&， 分量。三相橋逆變器輸出電流(三相靜止坐標(biāo)系中的/。,/￡)，用電流霍 爾元件采集后送給DSP2電路板上的A/D輸入，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，再求出B相電流z;，將/。，K進行3/2變換，得到兩相靜止坐標(biāo)系中的分量，再進行旋轉(zhuǎn)變換，得到 電源頻率旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的分量。直流逆變電壓Uc本身就是直流量，由電壓霍爾元 件檢測后送給DSP2電路板上的A/D輸入，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，形成電壓反饋量。電壓給定 值依據(jù)內(nèi)饋電動機反饋繞組電壓值(對于普通繞線電動機，依據(jù)外饋變壓器副邊繞組電壓 值)與無功功率補償要求決定。電壓調(diào)節(jié)器輸出是有功電流/rf給定；無功電流給定~有 兩種給定方式固定方式與計算給定方式。固定方式給定值可以由使用人員在DSP2人機 界面上設(shè)定，但無功電流的補償量必須在電動機內(nèi)饋繞組額定電流(對于普通電動機，外 饋變壓器副邊繞組額定電流)的允許容量范圍內(nèi)。計算方式由DSP2程序計算實現(xiàn)，設(shè)反 饋繞組額定電流為；，則可以給出的無功補償電流為、=7^",這種方式可以最大限 度的使用反饋繞組的容量。有功電流調(diào)節(jié)器與無功電流調(diào)節(jié)器實現(xiàn)有功電流與無功電流的 調(diào)節(jié)。有功電流zrf與wZ的乘積及無功電流~與的乘積分別送到無功電流調(diào)節(jié) 器輸出與有功電流調(diào)節(jié)器輸出，與其合成，是為實現(xiàn)d軸與q軸電壓方程之間的解耦。 有功電流調(diào)節(jié)器輸出與解耦分量合成后再與d軸電勢分量~合成，形成d軸上的控制電 壓分量Vd;無功電流調(diào)節(jié)器輸出與解耦分量合成后再與q軸電勢分量 合成，形成q軸 上的控制電壓分量Vq。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的控制分量Vd， Vq還必須再返回到兩相靜止坐標(biāo) 系(逆向旋轉(zhuǎn)變換)，變換出兩相靜止坐標(biāo)系的控制分量K， ^。依據(jù)控制分量Fa， ^， 產(chǎn)生出逆變橋六只IGBT (或IGCT)的控制PWM脈沖。
本實用新型數(shù)字智能調(diào)速裝置中具有的電網(wǎng)快切功能與短時停電再啟動功能是這樣實 現(xiàn)的當(dāng)DSP2檢測到電網(wǎng)突然丟失時，立即封鎖逆變橋中各器件，阻止逆變電流流通， 同時，封鎖升壓斬波器，整個調(diào)速系統(tǒng)處于封鎖狀態(tài)，等待來電。這時供電系統(tǒng)實施上端 高壓開關(guān)快速切換，切換完成，重新恢復(fù)供電，DSP2檢測到電網(wǎng)有電，立即恢復(fù)系統(tǒng)。如 果停電時間過長，電動機速度下降較多，有可能下降到最低速以下(調(diào)速范圍以外))，為 防止這種情況，調(diào)速系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入啟動狀態(tài)，來電后，通過軟啟動升速，到設(shè)定速度時自 動轉(zhuǎn)入調(diào)速運轉(zhuǎn)。這樣，最大限度地減小了突發(fā)停電帶來的影響。
本實用新型適用于中壓內(nèi)饋繞線異步電動機與中壓普通繞線異步電動機。
實施例1:
根據(jù)附圖1，本實用新型用于內(nèi)饋繞線異步電動機的具體應(yīng)用實例。圖中M是內(nèi)饋繞 線異步電動機，定子繞組通過高壓開關(guān)柜由6千伏或10千伏電網(wǎng)供電，轉(zhuǎn)子繞組連接到 軟啟動設(shè)備RQD，電動機容量在1000KW以下的，多采用頻敏變阻器啟動，大容量電動 機采用水電阻啟動。電動機啟動由PLC控制，若軟啟動電路部分無故障與報警時，在觸摸 屏上給出允許啟動信號，若有故障與報警，給出禁止合閘信號；若轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT部分與轉(zhuǎn)差功率回饋SGH部分無故障與報警，在觸摸屏上給出允許進調(diào)速信號，若有故障 與報警，給出禁止進調(diào)速信號；啟動有兩種方式可選擇直接進調(diào)速與直接進全速。如果 不允許進調(diào)速，即使選擇直接進調(diào)速，PLC也會確保直接進全速。啟動與全速運行時，電 動機速度測量是依據(jù)轉(zhuǎn)子電流的頻率測量計算的。為此，采用電流霍爾元件采集轉(zhuǎn)子電流 Ir， DSP1依據(jù)過零點檢測，計算轉(zhuǎn)差頻率與速度，計算值用于速度判別與顯示。在調(diào)速運 行時，轉(zhuǎn)子整流橋ZR經(jīng)交流接觸器與轉(zhuǎn)子繞組接通，轉(zhuǎn)子整流橋ZR與升壓斬波器CH 構(gòu)成轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速SKT主電路，數(shù)字信號處理器DSP1與電壓電流檢測電路構(gòu)成轉(zhuǎn)差 率控制與調(diào)節(jié)電路。用電流霍爾元件檢測斬波電流Ic，送DSP1用于斬波電流環(huán)的電流反 饋；用電壓霍爾元件在每個斬波周期中周期計數(shù)器上溢中斷與周期計數(shù)器下溢中斷時檢測 直流逆變電容器電壓Uc與外加斬波電感電壓U,，計算電動機的即時速度，用于速度閉 環(huán)的速度反饋；DSP1通過軟件構(gòu)建斬波電流環(huán)，速度環(huán)與工藝環(huán)，實施調(diào)節(jié)過程。以速度 電流雙環(huán)調(diào)節(jié)為例，說明一下調(diào)節(jié)的過程。假定電動機在某一穩(wěn)定狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，如果速度 給定上升一個增量，由于電動機速度還未變化，在速度調(diào)節(jié)器輸入端，就存在一個速度誤 差，在速度調(diào)節(jié)器輸出產(chǎn)生一個斬波電流給定增量，電動機電流還未增長，電流調(diào)節(jié)器輸 入端就存在一個電流誤差，電流調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生一個斬波器占空比增量，該增量作用于整 流斬波主電路，驅(qū)使斬波器電流產(chǎn)生一個增量，因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生一個增量，該轉(zhuǎn)矩增量 破壞了原來的轉(zhuǎn)矩平衡狀態(tài)，電動機開始升速，當(dāng)電動機速度升到接近給定速度時，速度 誤差趨于零，電流誤差也趨于零，電動機就在新的給定值下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。反之亦然。調(diào)速運 行中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率通過斬波器源源不斷地送到直流逆變電容器里轉(zhuǎn)換為電能，再由轉(zhuǎn)差 功率回饋電路將電容器中的電能送到電網(wǎng)。轉(zhuǎn)差功率回饋電路由逆變器INV，濾波器LCL， 數(shù)字信號處理器DSP2與電壓電流采集電路組成。逆變器INV由六只IGBT (或IGCT) 接成三相橋電路；濾波器LCL由濾波電感與電容接成T形濾波電路；電動機反饋繞組電 壓通過降壓變壓器T1將副邊電壓(ea,eA,4)送到DSP2,供DSP2計算電源電勢矢量E; 用電流霍爾元件檢測反饋繞組相電流(/。A)送到DSP2，供DSP2計算電源電流矢量I; 用電壓霍爾元件檢測直流逆變電壓Uc，供DSP2計算電壓環(huán)的電壓反饋值；DSP2軟件構(gòu) 建電壓外環(huán)，有功電流無功電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器輸出經(jīng)逆變換得到兩相靜止 坐標(biāo)系中的電壓量，再由PWM生成軟件，產(chǎn)生出六只IGBT (或IGCT)管的柵控脈沖， 控制三相橋電路，將有功功率送回反饋繞組；同時，隨著轉(zhuǎn)速下降，增大無功功率設(shè)定(在 反饋繞組容量允許范圍以內(nèi))，提高電動機系統(tǒng)的整體功率因數(shù)。
在系統(tǒng)工作的全部過程中，PLC—直在不斷地檢測著啟動設(shè)備，DSP1， DSP2的狀態(tài)， 控制系統(tǒng)各部分按規(guī)定程序運轉(zhuǎn)。并不斷檢測各部分的報警與故障， 一旦出現(xiàn)故障，及時通過啟動設(shè)備將調(diào)速運轉(zhuǎn)中的電動機轉(zhuǎn)全速，同時在人機界面上顯示出故障類別；若出現(xiàn) 報警，只在人機界面上顯示出報警類別，并通知DCS中控室，提醒維修人員采取相應(yīng)措 施。
實施例2:
根據(jù)附圖2，本實用新型用于普通繞線異步電動機的具體應(yīng)用實例。圖中M是普通繞 線異步電動機，沒有反饋繞組。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率要通過外饋變壓器WT將轉(zhuǎn)差功率回饋到電
網(wǎng)，所以，外饋變壓器的原邊繞組接到電動機定子繞組所接的高壓開關(guān)柜的下端，外饋變
壓器副邊繞組接到轉(zhuǎn)差功率回饋電路SGH的濾波器LCL出線端。其他與實施例1相同。
權(quán)利要求1.一種無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，包括電動機軟啟動設(shè)備、轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速部分、轉(zhuǎn)差功率回饋部分與可編程控制器，其特征在于所述的轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速部分包括轉(zhuǎn)子整流器、斬波器與數(shù)字信號處理器(DSP1)，實施無速度傳感器速度測量、電動機速度外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制與負載工藝外環(huán)控制，同時將交流轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)換為直流電功率，送入電容器存儲；所述的轉(zhuǎn)差功率回饋部分包括逆變器、濾波器與數(shù)字信號處理器(DSP2)，實施回饋電路的電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)矢量控制，將轉(zhuǎn)差功率回饋電網(wǎng)；可編程控制器實施整體調(diào)速系統(tǒng)的程序控制、故障綜合與處理；整體調(diào)速系統(tǒng)為兩級控制模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，其特征在于所述的無速度傳感器速度測量，包括數(shù)字信號處理器(DSP1)軟件、硬件與電流電壓采集系統(tǒng)，其中，使用電流霍爾元件采集轉(zhuǎn)子側(cè)交流電流，在電動機啟動過程與全速運轉(zhuǎn)中檢測轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)差頻率，計算速度用于啟動與全速運轉(zhuǎn)中速度監(jiān)測與顯示； 使用電壓霍爾元件采集直流逆變電壓與外加斬波電感電壓，計算調(diào)速過程中速度值，用 于調(diào)速中的速度反饋，兩種方式結(jié)合，構(gòu)成全過程的速度測量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，其特 征在于所述的電動機速度外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)控制與負載工藝外環(huán)控制，包括數(shù)字信號 處理器(DSP1)軟件、硬件與使用電流霍爾元件采集斬波電流，構(gòu)建電流內(nèi)環(huán)，使用電 壓霍爾元件采集直流逆變電壓與外加斬波電感電壓計算產(chǎn)生的速度用于速度反饋，組成 速度電流雙閉環(huán)；在有工藝閉環(huán)要求時，數(shù)字信號處理器(DSP1)采集工藝量的反饋， 實施工藝環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)控制；工藝環(huán)調(diào)節(jié)器在常規(guī)PID調(diào)節(jié)器與智能模糊控制器 中選擇一種使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，其特 征在于所述的轉(zhuǎn)差功率回饋部分電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)矢量控制包括數(shù)字信號處理器(DSP2)軟件、硬件及電壓電流采集系統(tǒng)，其中使用隔離降壓變壓器采集電源電壓，用 于計算電源電壓矢量；使用電流霍爾元件采集逆變器交流側(cè)電流，用于計算電流矢量， 數(shù)字信號處理器(DSP2)軟件實施電壓電流矢量計算，及電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)矢量控 制，輸出脈寬調(diào)制控制脈沖，控制回饋的有功功率與無功功率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，其特 征在于所述的可編程控制器實施整體調(diào)速系統(tǒng)的程序控制，軟件包括故障綜合與處理、 電動機啟動、全速運轉(zhuǎn)、調(diào)速運轉(zhuǎn)及各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換的操作。
專利摘要本實用新型為一種無速度傳感器的中壓電動機轉(zhuǎn)差率控制數(shù)字智能調(diào)速裝置，包括電動機軟啟動設(shè)備、轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速、轉(zhuǎn)差功率回饋和可編程控制器，其特征在于所述的轉(zhuǎn)差率控制調(diào)速包括轉(zhuǎn)子整流器、斬波器和數(shù)字信號處理器DSP1，實施無速度傳感器速度測量、電機速度電流雙環(huán)控制與負載工藝外環(huán)控制；所述的轉(zhuǎn)差功率回饋包括逆變器、濾波器和數(shù)字信號處理器DSP2，實施回饋電路電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)雙環(huán)矢量控制；可編程控制器實施整體調(diào)速系統(tǒng)的程序控制、故障綜合與處理。整體調(diào)速系統(tǒng)為兩級管理模式。本實用新型特點是裝置容量小于電動機容量，用低壓器件控制中壓電動機，具有電路簡單、功能完善、操作方便等優(yōu)點。
文檔編號G05B19/05GK201146481SQ20082006042
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者張振武 申請人:上海普電節(jié)能科技有限公司