專利名稱：微機(jī)電盤車裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種調(diào)整機(jī)組旋轉(zhuǎn)中心的盤車，特別是涉及一種改變傳統(tǒng)的水電 機(jī)組笨重盤車，提高盤車質(zhì)量和效率，提高盤車自動(dòng)控制水平的由微機(jī)控制的電氣盤車裝置。
背景技術(shù)：
在水輪發(fā)電機(jī)安裝或大修中，須仔細(xì)地調(diào)整機(jī)組的旋轉(zhuǎn)中心即軸線，使之達(dá)到滿 足標(biāo)準(zhǔn)要求的垂直直線，該調(diào)整的過程即為盤車，傳統(tǒng)的盤車方式主要是兩種，中小型機(jī)組 現(xiàn)在主要采用機(jī)械(人工)方式，利用杠桿原理采用人工或其他輔助機(jī)械設(shè)備(如吊車) 使機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整機(jī)組軸線。該方法費(fèi)力費(fèi)時(shí)，特別是機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分較重時(shí)盤車特別困 難。大中型機(jī)組現(xiàn)在一般采用電動(dòng)機(jī)盤車，利用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過齒輪減速帶動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)， 該方法須在機(jī)組軸頭安裝一個(gè)減速齒盤，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且在盤車的過程中由于機(jī)組受力不 平衡，盤車效果不好。隨著水電事業(yè)的高速發(fā)展，水利資源的開發(fā)利用，我國大、中型水電站 越來越多，機(jī)組單機(jī)容量也越來越大，傳統(tǒng)的兩種盤車方式均是使用外力使機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整 機(jī)組軸線，隨著機(jī)組的單機(jī)容量增大，重量增加，采用傳統(tǒng)的盤車方式盤車越來越困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種能夠改變傳統(tǒng)的水電機(jī) 組笨重盤車，提高盤車質(zhì)量和效率，提高盤車自動(dòng)控制水平，改善勞動(dòng)環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度的由 微機(jī)控制的電氣盤車裝置。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種微機(jī)電 盤車裝置，包括PLC控制器、移相觸發(fā)單元、監(jiān)控回路、檢測(cè)回路和盤車主回路，所述PLC控 制器通過由監(jiān)控回路輸入的控制信號(hào)以及由檢測(cè)回路輸入的變化了的信號(hào)，通過移相觸發(fā) 單元分別控制盤車主回路中的電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子。所述的盤車主回路包括由三相零式全控橋組成的電機(jī)定子主回路和由三相全控 橋組成的電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路，其中，電機(jī)定子的三相繞組和轉(zhuǎn)子繞組，分別由隔離獨(dú)立三相電 源經(jīng)可控硅全控整流橋供電。所述的移相觸發(fā)單元包括由結(jié)構(gòu)完全相同的第一移相觸發(fā)電路、第二移相觸發(fā) 電路和第三移相觸發(fā)電路構(gòu)成的用于控制盤車主回路中的電機(jī)定子的定子移相觸發(fā)回路， 以及由第四移相觸發(fā)電路構(gòu)成的用于控制盤車主回路中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子移相觸發(fā)回路。所述的第一移相觸發(fā)電路包括結(jié)構(gòu)完全相同的A相移相觸發(fā)電路、B相移相觸發(fā) 電路、C相移相觸發(fā)電路，所述A相移相觸發(fā)電路、B相移相觸發(fā)電路、C相移相觸發(fā)電路的 輸入端連接PLC控制器輸出的控制信號(hào)，以及輸入電流，所述A相移相觸發(fā)電路、B相移相 觸發(fā)電路、C相移相觸發(fā)電路的信號(hào)輸出端連接電機(jī)定子主回路中相對(duì)應(yīng)的信號(hào)觸發(fā)端。所述的定子的移相觸發(fā)回路包括結(jié)構(gòu)完全相同的A相移相觸發(fā)電路、B相移相觸 發(fā)電路、C相移相觸發(fā)電路、-A相移相觸發(fā)電路、-B相移相觸發(fā)電路、-C相移相觸發(fā)電路，所述的A相移相觸發(fā)電路、B相移相觸發(fā)電路、C相移相觸發(fā)電路、-A相移相觸發(fā)電路、-B 相移相觸發(fā)電路、-C相移相觸發(fā)電路的輸入端連接PLC控制器輸出的控制信號(hào)，以及輸入 電流，所述的A相移相觸發(fā)電路、B相移相觸發(fā)電路、C相移相觸發(fā)電路、-A相移相觸發(fā)電 路、-B相移相觸發(fā)電路、-C相移相觸發(fā)電路的輸出端連接電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路中相對(duì)應(yīng)的信號(hào) 觸發(fā)端。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置具有如下特1.適應(yīng)范圍廣可根據(jù)不同要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，可同時(shí)滿足或部分滿足以下技術(shù)性能點(diǎn)動(dòng)盤車；手 動(dòng)連續(xù)盤車；自動(dòng)連續(xù)盤車等等。該裝置可為移動(dòng)式，能滿足多臺(tái)機(jī)組共用。2.穩(wěn)定可靠本裝置的晶閘管及其觸發(fā)控制回路采用由獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)壓電源供電的數(shù)字集成模 塊電路，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。3.輸出電流可以連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)本裝置的輸出電流可以連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)，能提供水電機(jī)組采用電氣盤車方式所需的 理想電流，從而獲得高質(zhì)量的盤車數(shù)據(jù)。還能對(duì)相近容量的不同機(jī)組進(jìn)行電氣盤車。4.節(jié)約能源由于本裝置有逆變功能，因此，定、轉(zhuǎn)子在每次停電過程中，線圈磁場(chǎng)中儲(chǔ)存的磁 能逆變成電能，返送回電網(wǎng)。5.結(jié)構(gòu)簡單且便于維護(hù)本裝置結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)使用方便，使用人力較少，噪音小，節(jié)省時(shí)間，在實(shí)際使用操 作中，很容易控制盤車停點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。6.操作方便本裝置設(shè)有遙控電纜連接操作盒，根據(jù)盤車需要，可實(shí)現(xiàn)近方(柜前)或遠(yuǎn)方(機(jī) 旁)盤車操作。7.安全可靠安全可靠，無過電壓產(chǎn)生。這是因?yàn)楸P車的輸出與電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子之間采用直接連 接方式，而是不經(jīng)過開關(guān)連接，這樣就避免了開關(guān)操作可能產(chǎn)生的過電壓。

圖1是定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置原理框圖；圖3是本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置盤車主回路的電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置PLC控制回路的電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置定子的移相觸發(fā)回路的電路原理圖；圖6是本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置轉(zhuǎn)子的移相觸發(fā)回路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲列舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置如下所謂微機(jī)電氣盤車裝置，就是通過微機(jī)(PLC)控制，向同步發(fā)電機(jī)或同步電動(dòng)機(jī) 的定子和轉(zhuǎn)子分別通以可以調(diào)節(jié)的直流，使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子以電動(dòng)機(jī)形式旋轉(zhuǎn)的裝置。該盤 車方式取消了外力驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的受力均勻，盤車的質(zhì)量大為提高。電氣盤車原理是當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組和定子任意一相繞組同時(shí)通以直流電流時(shí)，定子形成 的電磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子形成的電磁場(chǎng)之間會(huì)產(chǎn)生相互作用力，即極性相同相排斥，極性相異相吸 引，這樣轉(zhuǎn)子被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，表示定子A相繞組及轉(zhuǎn)子繞組同時(shí)通入直流電流時(shí)磁場(chǎng)狀況。其 中，AX 為A相軸線，BX 為B相軸線，CX為C相軸線。由于同極性相斥，異極性相吸，使轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)到與定子A相磁軸一致時(shí)，轉(zhuǎn)子暫時(shí)平衡不動(dòng)。若切斷A相電流，使定子 B相繞組及轉(zhuǎn)子繞組同時(shí)通入直流電流時(shí)，定子產(chǎn)生的B相磁場(chǎng)，它將吸引轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向 轉(zhuǎn)動(dòng)120° (電角度)得到新的平衡。以此類推，每按順序換相一次，轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動(dòng)120° (電 角度)。操作充足通電順序或者轉(zhuǎn)動(dòng)中停電，可以使轉(zhuǎn)子穩(wěn)妥而連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)或停在任一平衡 位置。電氣盤車時(shí)，電角度地改變，稱為電氣轉(zhuǎn)角。相應(yīng)轉(zhuǎn)子在空間角度地改變，稱為幾 何轉(zhuǎn)角。如果電氣轉(zhuǎn)角為120°，對(duì)于極對(duì)數(shù)為一的交流同步發(fā)電機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)的幾何轉(zhuǎn) 角等于電氣轉(zhuǎn)角，即120° (幾何轉(zhuǎn)角)。極對(duì)數(shù)為任何數(shù)時(shí)的幾何轉(zhuǎn)角按下式計(jì)算AF = AD/P式中AF—幾何轉(zhuǎn)角(度)。P——極對(duì)數(shù)。AD—電氣轉(zhuǎn)角(度)。若已知50周/秒同步發(fā)電機(jī)組額定轉(zhuǎn)數(shù)，幾何轉(zhuǎn)角可按下式計(jì)算AF = N AD/3000 (度)式中N---機(jī)組額定轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)。本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置，整套裝置結(jié)構(gòu)上主要由兩部分組成，一部分是轉(zhuǎn) 子電流柜，一部分是定子電流柜(定子電流柜根據(jù)機(jī)組容量的不同可由一個(gè)柜或三個(gè)柜組 成)。使用時(shí)先在電機(jī)轉(zhuǎn)子中接通一定量的直流電流形成轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)；然后在電機(jī)定子三相 中分別輪流接通一定量的直流電流形成定子磁場(chǎng)；電機(jī)即在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng)的相互作 用下按照定子直流電流接通的次序旋轉(zhuǎn)。合理調(diào)節(jié)定轉(zhuǎn)子電流的大小和定子電流的切換時(shí) 間就可控制機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使其達(dá)到最佳效果。如圖2所示，本實(shí)用新型的微機(jī)電盤車裝置，包括PLC控制器1、移相觸發(fā)單元、監(jiān) 控回路、檢測(cè)回路和盤車主回路，所述PLC控制器1通過由監(jiān)控回路輸入的控制信號(hào)以及由 檢測(cè)回路輸入的變化了的信號(hào)，通過移相觸發(fā)單元分別控制盤車主回路中的電機(jī)定子和電 機(jī)轉(zhuǎn)子。如圖4所示，所述的監(jiān)控回路由觸摸屏GOT和開關(guān)、按鈕及監(jiān)視儀表、信號(hào)燈等組 成。觸摸屏GOT可顯示輸出參數(shù)，更改運(yùn)行數(shù)據(jù)(P. I. D等系統(tǒng)參數(shù)和調(diào)節(jié)狀態(tài)、給定值等 運(yùn)行參數(shù))，以及設(shè)備的操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。開關(guān)和按鈕主要用于控制設(shè)備的啟停及設(shè)備 輸出的增減等。其中，SAl控制盤車設(shè)備的近控和遠(yuǎn)控選擇；SA3控制電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路的增減；SBl控制電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路的啟動(dòng)，SB2控制電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路的停止。SB3控制電機(jī)轉(zhuǎn)子主 回路冷卻風(fēng)機(jī)的啟停。SA2控制定子回路的手動(dòng)自動(dòng)切換；SA4控制定子A相輸出的增減， SB4控制電機(jī)定子主回路中的A相回路的啟動(dòng)；SA5控制電機(jī)定子主回路中的B相回路輸出 的增減，SB5控制電機(jī)定子主回路中的B相回路的啟動(dòng)；SA6控制電機(jī)定子主回路中的C相 輸出的增減，SB6控制定子C相回路的啟動(dòng)。SB7控制定子主回路冷卻風(fēng)機(jī)的啟停。PLC控 制器1監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況，有兩個(gè)輸出繼電器KMl和KM2，分別輸出故障和事故信號(hào)。所述的檢測(cè)回路主要有電流分流器，對(duì)電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子的電流進(jìn)行檢測(cè)并輸 入到PLC控制器1中，通過PLC控制器1進(jìn)行判斷，對(duì)非正常情況進(jìn)行處理。并由觸摸屏顯 示數(shù)據(jù)。如圖3所示，所述的盤車主回路包括由三相零式全控橋組成的電機(jī)定子主回路和 由三相全控橋組成的電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路，其中，電機(jī)定子的三相繞組ΑΑΟ、ΒΒ0, CCO和轉(zhuǎn)子繞 組Ll、L2，分別由隔離獨(dú)立三相電源經(jīng)可控硅全控整流橋供電。如圖5、圖6所示，所述的移相觸發(fā)單元包括由結(jié)構(gòu)完全相同的第一移相觸發(fā)電 路U1、第二移相觸發(fā)電路U2和第三移相觸發(fā)電路U3構(gòu)成的用于控制盤車主回路中的電機(jī) 定子的定子移相觸發(fā)回路，以及由第四移相觸發(fā)電路U4構(gòu)成的用于控制盤車主回路中的 電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子移相觸發(fā)回路。即PLC控制器U5通過監(jiān)控回路輸入的控制信號(hào)及檢測(cè)輸 入的變化，輸出控制信號(hào)Vkr、Vksa、VkSb、VkSC，移相觸發(fā)單元根據(jù)PLC控制器U5輸出的控 制信號(hào)Vkr、Vksa、VkSb、VkSC和相應(yīng)的同步信號(hào)，生成需要的控制脈沖，控制主回路中相對(duì) 應(yīng)的可控硅整流橋輸出，實(shí)行電氣盤車。如圖5所示，所述的第一移相觸發(fā)電路Ul包括結(jié)構(gòu)完全相同的A相移相觸發(fā)電路 AC、 B相移相觸發(fā)電路BC、C相移相觸發(fā)電路CC，所述A相移相觸發(fā)電路AC、B相移相觸 發(fā)電路BC、C相移相觸發(fā)電路CC的輸入端連接PLC控制器1輸出的控制信號(hào)Vksa、Vksb, Vksc,以及輸入電流Vsa、Vsb、Vsc，所述A相移相觸發(fā)電路AC、B相移相觸發(fā)電路BC、C相 移相觸發(fā)電路CC的信號(hào)輸出端連接電機(jī)定子主回路中相對(duì)應(yīng)的信號(hào)觸發(fā)端G21 G23、 G31 G33、G41 G43。如圖6所示，所述的定子的移相觸發(fā)回路包括結(jié)構(gòu)完全相同的A相移相觸發(fā)電路 AC、B相移相觸發(fā)電路BC、C相移相觸發(fā)電路CC、-A相移相觸發(fā)電路-AC、-B相移相觸發(fā)電 路-BC、-C相移相觸發(fā)電路-CC，所述的A相移相觸發(fā)電路AC、B相移相觸發(fā)電路BC、C相移 相觸發(fā)電路CC、-A相移相觸發(fā)電路-AC、-B相移相觸發(fā)電路-BC、-C相移相觸發(fā)電路-CC的 輸入端連接PLC控制器1輸出的控制信號(hào)Vkr，以及輸入電流Vra、Vrb, Vrc，所述的A相移 相觸發(fā)電路AC、B相移相觸發(fā)電路BC、C相移相觸發(fā)電路CC、-A相移相觸發(fā)電路-AC、-B相 移相觸發(fā)電路-BC、-C相移相觸發(fā)電路-CC的輸出端連接電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路中相對(duì)應(yīng)的信號(hào) 觸發(fā)端Gll G16。
權(quán)利要求1.一種微機(jī)電盤車裝置，其特征是包括PLC控制器(1)、移相觸發(fā)單元、監(jiān)控回路、 檢測(cè)回路和盤車主回路，所述PLC控制器⑴通過由監(jiān)控回路輸入的控制信號(hào)以及由檢測(cè) 回路輸入的變化了的信號(hào)，通過移相觸發(fā)單元分別控制盤車主回路中的電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)電盤車裝置，其特征是所述的盤車主回路包括由三相 零式全控橋組成的電機(jī)定子主回路和由三相全控橋組成的電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路，其中，電機(jī)定 子的三相繞組(AAO、BBO、CCO)和轉(zhuǎn)子繞組(Li、L2)，分別由隔離獨(dú)立三相電源經(jīng)可控硅全 控整流橋供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)電盤車裝置，其特征是所述的移相觸發(fā)單元包括由結(jié) 構(gòu)完全相同的第一移相觸發(fā)電路(Ul)、第二移相觸發(fā)電路(U2)和第三移相觸發(fā)電路(U3) 構(gòu)成的用于控制盤車主回路中的電機(jī)定子的定子移相觸發(fā)回路，以及由第四移相觸發(fā)電路 (U4)構(gòu)成的用于控制盤車主回路中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子移相觸發(fā)回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微機(jī)電盤車裝置，其特征是所述的第一移相觸發(fā)電路(Ul) 包括結(jié)構(gòu)完全相同的A相移相觸發(fā)電路(AC)、B相移相觸發(fā)電路(BC)、C相移相觸發(fā)電路 (CC)，所述A相移相觸發(fā)電路(AC)、B相移相觸發(fā)電路(BC)、C相移相觸發(fā)電路(CC)的輸入 端連接PLC控制器(1)輸出的控制信號(hào)(Vksa、VkSb、VkSC)，以及輸入電流(Vsa、VSb、VSC)， 所述A相移相觸發(fā)電路(AC)、B相移相觸發(fā)電路(BC)、C相移相觸發(fā)電路(CC)的信號(hào)輸出 端連接電機(jī)定子主回路中相對(duì)應(yīng)的信號(hào)觸發(fā)端(G21 G23、G31 G33、G41 G43)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)電盤車裝置，其特征是所述的定子的移相觸發(fā)回路 包括結(jié)構(gòu)完全相同的A相移相觸發(fā)電路(AC)、B相移相觸發(fā)電路(BC)、C相移相觸發(fā)電路 (CC)、-A相移相觸發(fā)電路(-AC)、-B相移相觸發(fā)電路(-BC)、-C相移相觸發(fā)電路(-CC)，所 述的A相移相觸發(fā)電路(AC)、B相移相觸發(fā)電路(BC)、C相移相觸發(fā)電路(CC)、-A相移相 觸發(fā)電路(_AC)、_B相移相觸發(fā)電路(_BC)、_C相移相觸發(fā)電路(-CC)的輸入端連接PLC控 制器(1)輸出的控制信號(hào)(Vkr)，以及輸入電流(Vra、Vrb、Vrc)，所述的A相移相觸發(fā)電路 (AC)、B相移相觸發(fā)電路(BC)、C相移相觸發(fā)電路(CC)、-A相移相觸發(fā)電路(-AC)、-B相移 相觸發(fā)電路(_BC)、_C相移相觸發(fā)電路(-CC)的輸出端連接電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路中相對(duì)應(yīng)的信 號(hào)觸發(fā)端(Gll G16)。
專利摘要一種微機(jī)電盤車裝置，包括PLC控制器、移相觸發(fā)單元、監(jiān)控回路、檢測(cè)回路和盤車主回路，所述PLC控制器通過由監(jiān)控回路輸入的控制信號(hào)以及由檢測(cè)回路輸入的變化了的信號(hào)，通過移相觸發(fā)單元分別控制盤車主回路中的電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子。所述的盤車主回路包括由三相零式全控橋組成的電機(jī)定子主回路和由三相全控橋組成的電機(jī)轉(zhuǎn)子主回路，其中，電機(jī)定子的三相繞組和轉(zhuǎn)子繞組，分別由隔離獨(dú)立三相電源經(jīng)可控硅全控整流橋供電。本實(shí)用新型適應(yīng)范圍廣，穩(wěn)定可靠，輸出電流可以連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)，節(jié)約能源，結(jié)構(gòu)簡單且便于維護(hù)，操作方便，安全可靠。
文檔編號(hào)H02P7/28GK201854234SQ20102018173
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者熊曉蕾, 熊迪祥, 熊金波, 胡東生, 裴彥明 申請(qǐng)人:天津明碩機(jī)電設(shè)備有限公司