一種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)速跟蹤系統(tǒng)，具體涉及一種大慣量旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)機(jī)械剎車與變頻器切換控制時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速跟蹤控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在大慣量負(fù)載類型的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，例如門座式起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，一般采用變頻器驅(qū)動電機(jī)來帶動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作，還另外配有機(jī)械制動器，采用液壓控制的方式來調(diào)節(jié)機(jī)械制動的力度。由于變頻器一般采用轉(zhuǎn)速控制，無法實(shí)現(xiàn)精確的位置控制，通常在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)停車且需要定位時(shí)，門座式起重機(jī)的操作人員往往采用變頻器和機(jī)械制動器切換控制的方式來達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的。為了不讓機(jī)械制動器工作時(shí)成為變頻器的擾動負(fù)載，常用的做法是機(jī)械制動器工作時(shí)會發(fā)出信號給變頻器，變頻器在接受到制動器工作信號時(shí)封鎖IGBT的驅(qū)動脈沖，不再輸出電流驅(qū)動電機(jī)；當(dāng)制動器工作結(jié)束需要再次切換到變頻器控制時(shí)，往往此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速并沒有下降到零，此時(shí)變頻器如果按照從零速開始加速的方法就會導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速突然減到零后再次加速，甚至在這個(gè)過程中會產(chǎn)生過流等故障，因此，大多數(shù)變頻器配有轉(zhuǎn)速追蹤功能，該功能開啟后，每次變頻器運(yùn)行前需要辨識出當(dāng)前電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，辨識成功后再以實(shí)際轉(zhuǎn)速為起點(diǎn)開始控制電機(jī)，避免起動變頻器時(shí)的轉(zhuǎn)速沖擊。
[0003]轉(zhuǎn)速追蹤功能的轉(zhuǎn)速辨識方法有硬件辨識方法和軟件辨識方法兩種，這些方法從變頻器開始起動到辨識成功都需要2?3秒的時(shí)間，如果門座式起重機(jī)的操作人員在低速就位時(shí)頻繁切換機(jī)械制動和變頻器，則轉(zhuǎn)速辨識所需的時(shí)間會大大影響到工作的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]為了克服上述【背景技術(shù)】的缺陷，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速跟蹤系統(tǒng)，能夠使變頻器在切換到機(jī)械制動時(shí)變頻器不影響機(jī)械制動的效果，且變頻器不報(bào)故障，在機(jī)械制動切換到變頻器時(shí)幾乎不需要轉(zhuǎn)速辨識的時(shí)間。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的所采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速跟蹤系統(tǒng)，包括電機(jī)、變頻器和剎車制動系統(tǒng)，電機(jī)由變頻器或剎車制動系統(tǒng)控制，變頻器內(nèi)包括斜率轉(zhuǎn)換單元、第一切換開關(guān)、PI調(diào)節(jié)器、第二切換開關(guān);
[0007]斜率轉(zhuǎn)換單元:轉(zhuǎn)速指令參考值經(jīng)斜率轉(zhuǎn)換單元生成第一轉(zhuǎn)速指令值；
[0008]第一切換開關(guān):接收第一轉(zhuǎn)速指令值和電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋值，輸出第二轉(zhuǎn)速指令值，由第二切換開關(guān)狀態(tài)信號控制第二轉(zhuǎn)速指令值等于第一轉(zhuǎn)速指令值或電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋值；
[0009]PI調(diào)節(jié)器:第二轉(zhuǎn)速指令值與電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋值之差經(jīng)由PI調(diào)節(jié)器生成第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值；
[0010]第二切換開關(guān):接收第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值，輸出第二電磁轉(zhuǎn)矩給定值，由剎車信號控制第二電磁轉(zhuǎn)矩給定值等于第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值或零轉(zhuǎn)矩；
[0011]第二電磁轉(zhuǎn)矩給定值輸出至電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸入端。
[0012]較佳地，當(dāng)剎車信號無效時(shí)，第一切換開關(guān)從零轉(zhuǎn)矩輸入端切換至第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值輸入端，第二電磁轉(zhuǎn)矩給定值等于第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值;當(dāng)剎車信號有效時(shí)，第一切換開關(guān)從第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值輸入端切換至零轉(zhuǎn)矩輸入端，第二電磁轉(zhuǎn)矩給定值等于零轉(zhuǎn)矩。
[0013]較佳地，第二切換開關(guān)位于變頻器控制狀態(tài)時(shí)，第二切換開關(guān)從電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋值輸入端切換至第一轉(zhuǎn)速指令值輸入端，輸出的第二轉(zhuǎn)速指令值等于第一轉(zhuǎn)速指令值；當(dāng)?shù)诙袚Q開關(guān)位于剎車制動系統(tǒng)控制狀態(tài)時(shí)，第二切換開關(guān)從第一轉(zhuǎn)速指令值輸入端切換至電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋值輸入端，第二轉(zhuǎn)速指令值等于電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋值。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:當(dāng)機(jī)械制動進(jìn)行剎車動作時(shí)，通過變頻器內(nèi)本系統(tǒng)的設(shè)置輸出零轉(zhuǎn)矩，不與機(jī)械制動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生沖突，不影響機(jī)械制動的效果；由于變頻器處于轉(zhuǎn)矩控制模式，雖然電機(jī)轉(zhuǎn)速暫時(shí)不受變頻器控制，但是系統(tǒng)不會報(bào)故障;在機(jī)械制動停止剎車動作時(shí)，切換到變頻器控制，通過上述系統(tǒng)設(shè)置，在這個(gè)過程中幾乎不需要轉(zhuǎn)速辨識時(shí)間，無論是開環(huán)矢量控制還是閉環(huán)矢量控制，由于變頻器一直在運(yùn)行，會不停辨識或者采集轉(zhuǎn)速反饋值，因此在停止剎車動作重新切換到轉(zhuǎn)速控制時(shí)，只要在切換瞬間當(dāng)前轉(zhuǎn)速指令值等于轉(zhuǎn)速反饋值就可實(shí)現(xiàn)平滑切換。能夠使變頻器在切換到機(jī)械制動時(shí)變頻器不影響機(jī)械制動的效果，且變頻器不報(bào)故障，在機(jī)械制動切換到變頻器時(shí)幾乎不需要轉(zhuǎn)速辨識的時(shí)間。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1系統(tǒng)控制原理圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2系統(tǒng)控制過程波形示意圖。
[0017]圖中:1-斜率轉(zhuǎn)換單元，2-第一切換開關(guān)，3-第二切換開關(guān)狀態(tài)，4-PI調(diào)節(jié)器，5_第二切換開關(guān)，6-剎車信號，7-電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0019]一種旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速跟蹤系統(tǒng)(圖1)，包括斜率轉(zhuǎn)換單元1、第一切換開關(guān)2、PI調(diào)節(jié)器4、第二切換開關(guān)5和電機(jī)7;
[0020]轉(zhuǎn)速指令參考值Coref經(jīng)斜率轉(zhuǎn)換單元I生成變化率可以設(shè)定的第一轉(zhuǎn)速指令值
O cmd ；
[0021]第一切換開關(guān)2接收第一轉(zhuǎn)速指令值COrad和電機(jī)7轉(zhuǎn)速反饋值COfk，輸出第二轉(zhuǎn)速指令值ω cmdl，由第二切換開關(guān)狀態(tài)3信號控制第二轉(zhuǎn)速指令值ω ?dl等于第一轉(zhuǎn)速指令值ω或電機(jī)7轉(zhuǎn)速反饋值ω fk;第二切換開關(guān)5位于變頻器控制狀態(tài)時(shí)，第二切換開關(guān)5從電機(jī)7轉(zhuǎn)速反饋值ω fk輸入端切換至第一轉(zhuǎn)速指令值ω c；md輸入端，輸出的第二轉(zhuǎn)速指令值co?dl等于第一轉(zhuǎn)速指令值當(dāng)?shù)诙袚Q開關(guān)5位于剎車制動系統(tǒng)控制狀態(tài)時(shí)，第二切換開關(guān)5從第一轉(zhuǎn)速指令值ω and輸入端切換至電機(jī)7轉(zhuǎn)速反饋值ω fk輸入端，第二轉(zhuǎn)速指令值coMdl等于電機(jī)7轉(zhuǎn)速反饋值cofk。第一切換開關(guān)2的初始位置為變頻器控制狀態(tài)，也即第一轉(zhuǎn)速指令值ω ?d輸入端。
[0022]第二轉(zhuǎn)速指令值ωcmdl與電機(jī)7轉(zhuǎn)速反饋值ω ^之差經(jīng)由PI調(diào)節(jié)器4生成第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值Tgvn;
[0023]第二切換開關(guān)5接收第一電磁轉(zhuǎn)矩給定值Tgvn，輸出第二電磁轉(zhuǎn)矩給定值Tgvnl，由殺IJ車