簡介： 第一章 係統概述   同tong步bu電dian動dong機ji是shi各ge工gong業ye部bu門men廣guang泛fan使shi用yong的de重zhong要yao電dian氣qi設she備bei之zhi一yi，它ta具ju有you轉zhuan速su恒heng定ding ，可ke以yi通tong過guo改gai變bian勵li磁ci電dian流liu的de大da小xiao來lai改gai善shan電dian網wang功gong率lv因yin數shu從cong而er節jie約yue能neng源yuan的de特te點dian。主zhu要yao用yong於yu驅qu動dong大da型xing機ji械xie設she備bei，如ru：軋鋼機、球磨機、氣體壓縮機 、礦石破碎機、大型風機、給排水泵等。 勵磁係統作為同步電動機的重要組成部分，它對於同步電動機的安全、高(gao)效(xiao)運(yun)行(xing)起(qi)著(zhe)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。目(mu)前(qian)我(wo)國(guo)正(zheng)在(zai)生(sheng)產(chan)和(he)使(shi)用(yong)的(de)勵(li)磁(ci)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)大(da)部(bu)分(fen)采(cai)用(yong)七(qi)十(shi)年(nian)代(dai)的(de)模(mo)擬(ni)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)，設(she)計(ji)線(xian)路(lu)複(fu)雜(za) ，元(yuan)件(jian)較(jiao)多(duo) ，裝(zhuang)置(zhi)的(de)整(zheng)體(ti)性(xing)能(neng)不(bu)高(gao)，調(tiao)試(shi)步(bu)驟(zhou)繁(fan)多(duo)，參(can)數(shu)難(nan)以(yi)精(jing)確(que)整(zheng)定(ding) ，且(qie)存(cun)在(zai)無(wu)法(fa)解(jie)決(jue)的(de)零(ling)飄(piao)溫(wen)飄(piao)等(deng)問(wen)題(ti) ，維(wei)修(xiu)困(kun)難(nan)，必(bi)須(xu)由(you)具(ju)有(you)相(xiang)當(dang)專(zhuan)業(ye)素(su)質(zhi)的(de)人(ren)員(yuan)才(cai)能(neng)勝(sheng)任(ren)這(zhe)些(xie)工(gong)作(zuo)。而(er)且(qie)與(yu)上(shang)一(yi)級(ji)係(xi)統(tong)交(jiao)換(huan)信(xin)息(xi)困(kun)難(nan)，因(yin)此(ci)已(yi)經(jing)越(yue)來(lai)越(yue)不(bu)適(shi)應(ying)現(xian)場(chang)生(sheng)產(chan)和(he)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)的(de)要(yao)求(qiu)。近(jin)年(nian)來(lai)全(quan)數(shu)碼(ma)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)及(ji)大(da)規(gui)模(mo)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)發(fa)展(zhan)迅(xun)速(su) ，應(ying)用(yong)技(ji)術(shu)日(ri)趨(qu)成(cheng)熟(shu)，為(wei)全(quan)數(shu)碼(ma)型(xing)同(tong)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)勵(li)磁(ci)裝(zhuang)置(zhi)的(de)開(kai)發(fa)提(ti)供(gong)了(le)堅(jian)實(shi)的(de)技(ji)術(shu)基(ji)礎(chu)。 為了盡快提高我國同步電動機組的運行水平，滿足企業生產對勵磁係統提出的越來越高的要求，我們研製了新一代的LD2002budiandongjiquanshumalicizhuangzhi。gaizhuangzhizongheyunyongletongbudiandongjidexiandailicikongzhililun ，caiyongmuqianguojishangjiaoliuxingdequanshumakongzhijishujibandaotijishu ，wanquanbutongyuyiqiandelicizhuangzhi。tachedijiejueleqitalicizhuangzhicunzaideqidongmaizhen、投勵滑差捕捉不到 、投勵衝擊、運行中起動電阻發熱等問題；nengshixianbihuantiaojiehekongzhi，keshitongbudiandongjihegongyongdianwangluodedongtaiwendingxingjiaqiang，changkuangdewugongfenpeiyouhua。youyubenlicixitongdexuanzhuanlicibufenjuyouhuachajiancehezhunjiaopanduanhuanjie，shixitongjubeishibubaohuhebujianzaizidongzaitongbuxingneng；靜態勵磁係統的全數字微機化設計 ，使係統具有常規勵磁不能實現的許多控製、限製 、保護和自診斷自恢複功能。另外,靜態勵磁裝置設有兩個完全獨立的自動通道互為備用,整機可靠性高,為同步電動機勵磁領域的理想更新換代產品。 可廣泛應用於石油、化工、冶金、礦山、煤氣等II類C級T3組爆炸危險場所使用的無刷同步電動機，也可應用於普通場所的各類無刷同步電動機。 1.1、主要特點 *  全數字化 、高可靠性： 主控單元采用進口高性能的數字式控製單元（LD21□□型采用可編程計算機控製器PCC ，LD22□□型采用高性能16位嵌入式微控製器MCU，LD23□□型采用先進32位嵌入式微控製器MCU，LD24□□型采用可編程控製器PLC），licizhuangzhidecaozuoluojidianlu，jixiehuodianzidedianyazhengdingjigoudoukeyijianhuahuoquxiao。shixianquanjiaoliucaiyangjishu ，caiyongdaguimojichengxinpian，zhuangzhikekaoxingdadatigao。    *  多功能：  PID調節 、非線性最優LOEC 、線性最優NEC 、模糊邏輯FLEC等控製方式可選   *  控製速度快、精度高： 采用多處理器係統、哈佛結構 、並行處理技術、多級流水線 、高速DSP內核，數據處理速度和精度大大提高。  *  起動平穩: 勵磁係統的旋轉主控製模塊設有起動控製高、didingzhizhuanhuanhuanjie，zaidianjiqidongshixuanzhuanqidongerjiguanhekekongguisheweididingzhiduichengjierufangshi，shidianjizaiyibuqidongzhongyoulianghaodeduichengzhuanjutexing ，qidongguochengpingwen、迅速。 * 投勵可靠無衝擊: 旋xuan轉zhuan主zhu控kong製zhi模mo塊kuai設she有you滑hua差cha準zhun角jiao投tou勵li檢jian測ce控kong製zhi環huan節jie，能neng迅xun速su準zhun確que捕bu捉zhuo到dao滑hua差cha，實shi現xian真zhen正zheng準zhun角jiao投tou勵li。特te別bie適shi合he於yu帶dai負fu荷he起qi動dong及ji要yao求qiu實shi現xian不bu減jian載zai自zi動dong再zai整zheng步bu的de各ge類lei場chang所suo。同tong時shi還hai設she有you零ling壓ya計ji時shi投tou裏li作zuo為wei後hou備bei投tou勵li環huan節jie。 * 旋轉勵磁係統可靠性高: 旋xuan轉zhuan勵li磁ci係xi統tong的de主zhu回hui路lu采cai用yong過guo零ling觸chu發fa三san相xiang半ban控kong橋qiao式shi電dian路lu，較jiao其qi它ta形xing式shi更geng為wei簡jian潔jie可ke靠kao。取qu消xiao了le常chang規gui電dian路lu設she置zhi於yu直zhi流liu回hui路lu的de投tou勵li控kong製zhi可ke控kong矽gui，使shi由you於yu散san熱re因yin素su引yin起qi的de電dian流liu限xian製zhi瓶ping頸jing得de以yi消xiao除chu  ，適shi應ying電dian機ji容rong量liang更geng廣guang。另ling外wai，該gai型xing電dian路lu在zai旋xuan轉zhuan控kong製zhi模mo塊kuai故gu障zhang或huo單dan一yi旋xuan轉zhuan功gong率lv模mo塊kuai故gu障zhang時shi不bu會hui導dao致zhi電dian機ji立li即ji失shi磁ci。  * 失步保護及不減載自動再同步功能: juyoushibubaohujibujianzaizidongzaitongbugongneng。dangraodongchaoguotongbudianjitongbunenglijixianershibushi，gaizhuangzhinengxunsujiancedaobingcaiqukekaojishucuoshi ，shiyongtongbujizidonghuifuzaitongbu，baochilianxuyunxing。gaizhuangzhihaijuyouguoli、欠勵、缺相等常規保護功能。 可以同斷電失步保護裝置（DSBW）配套使用，實現斷電失步再整步功能（可選）。 * 設有旋轉起動滅磁電阻回路誤開通保護環節，在電機正常運行時，確保旋轉起動滅磁電阻維持冷態。 * 旋轉控製模塊采用膠封型全密封結構，具有防爆增安性能的同時 ，能耐受酸、堿、潮濕 、鹽霧等惡劣環境；內部電路采用軍品元器件，設計時充分考慮極端工況的過壓及欠頻衝擊。 * 靜態勵磁裝置設有旋轉勵磁係統工作狀況判別環節，當旋轉係統中的快速熔斷器熔斷或模塊功能失效時 ，能及時動作於報警或跳閘。 *  表麵貼工藝，多層印刷電路板，軍品級芯片，重要芯片均采用國內外知名企業的成熟產品。保證裝置平均無故障時間達100000小時。 *  獨特的軟件設計方法： 采用美國CMX公司推出的微控製器實時多任務操作係統RTOS及其功能強大的專家庫函數 ，麵向任務的程序設計風格，按全優先服務方式進行資源管理 、任務調度 、異常處理等工作 ，工作極為可靠，也使微控製器的性能得以最大程度的發揮；采用C語言或梯形圖（PLD）、指令表（IL） 、Basic、結構文本（ST） 、順序功能圖（SFC）、數據模塊編輯器、數據類型編輯器等編程，執行速度快 ，可讀性好 ，易於擴展和移植。  *  采用快閃存儲器（Flash ROM） ，支持自舉載入程序及遠程維護。  *  通訊和網絡功能：  提供非常開放的通訊接口和網絡接口，具有標準的RS232/485/422或高速現場總線CANBUS、MODBUS、MODBUS PLUS、TCP/IP或MODEM等實現網絡通訊。非常方便地與其它設備或網絡聯接，實現設備控製 、管理的自動化、信息化（可選）。 *  方便直觀的人機接口： 采用觸摸屏或中文文本顯示器(可選)顯示，漢化界麵，數據顯示直觀明了，信息量大。非常直觀地在線選擇、切換工作方式 ，設置、修改參數和對運行狀態監控。可以做到無需說明手冊而操作。  *  對於無刷勵磁係統，具有旋轉整流盤故障監測功能。  *  可靠的滅磁係統： 可選用阻容無觸點的靜態滅磁方法（我公司專利技術），無噪音、無操作過電壓，可靠、平穩；也可選用傳統的逆變滅磁方法。 *  完善的自檢及控製、保護功能 ，用於保護勵磁裝置本身和同步電動機的安全運行： 具有失步、誤強勵 、過勵反時限 、欠勵、失脈衝、均流越限檢測及保護  、過流、過壓等保護功能。 *  控製單元采用西門子結構 、加強型單元機箱 、插拔式模塊 ，獨特的抗幹擾設計 ，抗幹擾能力強。功率單元及風機單元都采用模塊化結構，安裝 、更換方便。 *  可以不停機 、不減載在線更換控製單元及風機單元：即使裝置的控製單元、風機單元等環節出現故障，也可以不停機 、不減負載，在保證裝置連續運行及電機帶正常負荷、不間斷運行的條件下更換有故障的單元，且更換後不用調試就能恢複正常運行。  *  具有手動（恒觸發角）、自動（恒勵磁電流、恒勵磁電壓 、恒功率因數、恒無功功率）調節勵磁功能，相互切換無擾動。 *  雙通道互為備用工作方式： 根據用戶需要，可以采用單通道工作方式或雙通道互為備用工作方式。雙通道無擾動自動切換（可選）。裝置可設置為自動和手動運行。當設置為自動（閉環）yunxingshi，caiyongneiwaishuangbihuantiaojiexitong。neihuanweilicidianliutiaojiehuan ，ketigaolicixitongtiaojiedekuaisuxing，zaiwaiburaodongshixunsutiaojielici，chongfenfahuitongbudianjizishenjixiantongbunenglierbimiandianjishibu；外環為功率因數調節環，在電機負載波動或電網電壓波動時維持功率因數恒定運行。 *  故障數據錄波及事故記憶功能（可選）： 記憶故障前4秒 ，故障後16秒的檢測數據，包括勵磁電流 、功率因數、有功功率、無功功率 、定子電流 、定子電壓、三相交流電壓、脈衝觸發角、頻率及時間等。 按照先進先出的原則記錄20組操作信號、故障信號、保護動作信號發 生的時間。記錄的數據可以用打印機輸出或向上位機傳送。 *  完善的試驗功能： 可以在線修改放大倍數 、微分時間常數、慣性時間常數 、進行±10％的階躍、滅磁實驗及聯動實驗，所有這些修改及實驗均隻需進行按鍵操作即可，不用改接線。 *  源(yuan)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)單(dan)路(lu)供(gong)電(dian)，也(ye)可(ke)采(cai)用(yong)雙(shuang)路(lu)供(gong)電(dian)，一(yi)路(lu)來(lai)自(zi)於(yu)直(zhi)流(liu)蓄(xu)電(dian)池(chi)電(dian)源(yuan)，另(ling)一(yi)路(lu)來(lai)自(zi)廠(chang)用(yong)交(jiao)流(liu)電(dian)降(jiang)壓(ya)整(zheng)流(liu)。兩(liang)路(lu)電(dian)源(yuan)經(jing)二(er)極(ji)管(guan)並(bing)聯(lian)運(yun)行(xing)，互(hu)為(wei)冗(rong)餘(yu)，提(ti)高(gao)了(le)裝(zhuang)置(zhi)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。 *  LD2002全數碼控製無刷同步電動機勵磁係統適用於增安型II類C級T3組爆炸危險場所各種容量 、各種不同負載的無刷同步電動機，也可用於普通場所的各類無刷同步電動機。 1.2、可靠性保證 1.2.1 、硬件措施 *  采用雙通道，任一通道均滿足強行勵磁在內的功率的要求。 *  選用優質元器件 ，並經嚴格篩選測試。 *  雙套電源並列供電，采用高可靠電源模塊。 *  輸入輸出通道雙重隔離（電磁隔離和光電隔離）。 *  可靠的脈衝自封鎖電路 ，防止誤滅磁、誤觸發 1.2.2、軟件管理 *  結構化程序設計規範。 *  單元測試 ，功能測試和總聯調。 *  完備的文檔管理。 1.2.3  、整機測試 *  絕緣耐壓裝置/抗幹擾試驗。 *  連續拷機試驗。 1.3、主要技術指標及功能 1、調節精度(恒勵磁電流)：≤0.5％。 2、調節範圍：5％～130％。 3 、調節頻率：不低於300次/秒。 4 、可控矽控製角α分辨率: 0.004度/位碼。 5、A/D轉換：16路輸入 ，分辨率16位、14位或12位。 6 、A/D 轉換速率：100K/S。 7 、移相範圍：10-150度(根據要求而定)。 8、階躍特性(恒勵磁電流)：10％階躍超調量小於20％，振蕩次數小於2次，調整時間小於10秒。 9  、電源適應性：電源電壓變化範圍±50％。 10、功率消耗：小於200W。 11 、開關量I/O：24路開關量輸入，16路開關量輸出，均采用光電隔離。 12 、控製回路輸入電氣量： 定子電壓：2相或是3相（根據現場情況而定）。 定子電流：1相或是3相（根據現場情況而定）。 轉子電流信號。 同步電壓信號：3相。 13 、本裝置具有低壓強勵和整步強勵功能。 14、裝置電源既可采用單路供電也可采用雙路供電：一路來自於廠用交流電源降壓整流，一路來自蓄電池電源或其它備用電源，兩路電源並聯運行，互為冗餘，提高了裝置的可靠性。 15 、旋轉勵磁係統的主要技術參數 1)、旋轉功率模塊 XZL型旋轉整功率模塊： 通態平均電流200A~500A； 斷態重複峰值電壓1600V~2600V ；  XQD型旋轉整流功率模塊： 通態平均電流200A~400A； 斷態重複峰值電壓600V~1200V； 2) 、 QR型旋轉起動滅磁電阻 電阻值：0.1~0.6Ω； 電流值不大於210A； 通電時間不大於12秒 ； 3) 、ZTK201型旋轉主控製模塊 輸入電壓範圍0~600V； 最大輸出電流0.2A ； 4) 、 ZDY12S型旋轉電源模塊 最大輸出電壓AC270V（三相線電壓）； 額定輸出電流150mA ；  輸出電壓DC12V。 5) 、ZTK202型旋轉主控製模塊兼具ZTK201型旋轉主控製模塊和ZDY12S型旋轉電源模塊的技術性能。 在實際使用中，由3隻XZL型旋轉功率模塊組成三相半控橋式整流電路 ，1隻XQD型旋轉功率模塊和6~8隻QR型旋轉起動滅磁電阻組成起動滅磁回路，而控製模塊則可根據旋轉整流盤結構選擇ZTK201型旋轉主控製模塊加ZDY12S型旋轉電源模塊的組合或單一ZTK202型旋轉主控製模塊。