| 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;能(neng)實(shi)現(xian)閉(bi)環(huan)調(tiao)節(jie)和(he)控(kong)製(zhi),可(ke)使(shi)同(tong)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)和(he)共(gong)用(yong)電(dian)網(wang)絡(luo)的(de)動(dong)態(tai)穩(wen)定(ding)性(xing)加(jia)強(qiang),廠(chang)礦(kuang)的(de)無(wu)功(gong)分(fen)配(pei)優(you)化(hua)。由(you)於(yu)本(ben)勵(li)磁(ci)係(xi)統(tong)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)勵(li)磁(ci)部(bu)分(fen)具(ju)有(you)滑(hua)差(cha)檢(jian)測(ce)和(he)準(zhun)角(jiao)判(pan)斷(duan)環(huan)節(jie),使(shi)係(xi)統(tong)具(ju)備(bei)失(shi)步(bu)保(bao)護(hu)和(he)不(bu)減(jian)載(zai)自(zi)動(dong)再(zai)同(tong)步(bu)性(xing)能(neng);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:
具ju有you失shi步bu保bao護hu及ji不bu減jian載zai自zi動dong再zai同tong步bu功gong能neng。當dang擾rao動dong超chao過guo同tong步bu電dian機ji同tong步bu能neng力li極ji限xian而er失shi步bu時shi,該gai裝zhuang置zhi能neng迅xun速su檢jian測ce到dao並bing采cai取qu可ke靠kao技ji術shu措cuo施shi,使shi用yong同tong步bu機ji自zi動dong恢hui複fu再zai同tong步bu,保bao持chi連lian續xu運yun行xing。該gai裝zhuang置zhi還hai具ju有you過guo勵li、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)運yun行xing時shi,采cai用yong內nei外wai雙shuang閉bi環huan調tiao節jie係xi統tong。內nei環huan為wei勵li磁ci電dian流liu調tiao節jie環huan,可ke提ti高gao勵li磁ci係xi統tong調tiao節jie的de快kuai速su性xing,在zai外wai部bu擾rao動dong時shi迅xun速su調tiao節jie勵li磁ci,充chong分fen發fa揮hui同tong步bu電dian機ji自zi身shen極ji限xian同tong步bu能neng力li而er避bi免mian電dian機ji失shi步bu;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。
* yuankeyicaiyongdanlugongdian,yekecaiyongshuanglugongdian,yilulaiziyuzhiliuxudianchidianyuan,lingyilulaizichangyongjiaoliudianjiangyazhengliu。liangludianyuanjingerjiguanbinglianyunxing,huweirongyu,tigaolezhuangzhidekekaoxing。
* 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。 |