一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路包括第一減法器、轉(zhuǎn)速給定電路、第二減法器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、電機(jī)啟動(dòng)電路、及電流檢測(cè)電路；第一減法器的一輸入接轉(zhuǎn)速給定電路的輸出，另一輸入接測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋輸出；第一減法器的輸出接轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一輸出接第二減法器的一輸入；第二減法器的輸出接電流調(diào)節(jié)器輸入；電流調(diào)節(jié)器接電機(jī)啟動(dòng)電路輸入，電機(jī)啟動(dòng)電路的一輸出接直流電機(jī)，另一輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路接第二減法器的另一輸入。通過本實(shí)用新型的技術(shù)方案最大電流受限制的情況下，能盡量發(fā)揮直流電動(dòng)機(jī)的過載能力，達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，電流應(yīng)快速下降，保證輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
【專利說明】
一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]直流電機(jī)(direct current machine)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(直流電動(dòng)機(jī))或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機(jī))的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能;作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
[0003]調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)今電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。目前對(duì)調(diào)速性能要求較高的各類生產(chǎn)機(jī)械大多采用直流傳動(dòng)，簡(jiǎn)稱為直流調(diào)速。早在20世紀(jì)40年代采用的是發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，又稱放大機(jī)控制的發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)組系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在40年代廣泛應(yīng)用，但是它的缺點(diǎn)是占地大，效率低，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，維護(hù)不方便等，特別是至少要包含兩臺(tái)與被調(diào)速電機(jī)容量相同的電機(jī)。為了克服這些缺點(diǎn)，50年代開始使用水銀整流器作為可控變流裝置。這種系統(tǒng)缺點(diǎn)也很明顯，主要是污染環(huán)境，危害人體健康。50年代末晶閘管出現(xiàn)，晶閘管變流技術(shù)日益成熟，使直流調(diào)速系統(tǒng)更加完善。晶閘管一電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今主要的直流調(diào)速系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于世界各國(guó)。
[0004]單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于運(yùn)行性能要求很高的機(jī)床還存在著很多不足，快速性還不夠好。而基于電流和轉(zhuǎn)速的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)靜動(dòng)態(tài)特性都很理想。
[0005]帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)，由于它能夠隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)的改變電樞電壓，以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降的變化，所以相對(duì)開環(huán)系統(tǒng)它能夠有效的減少穩(wěn)態(tài)速降。當(dāng)反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)使用帶比例放大器時(shí)，它依靠被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的，因此是有靜差率的調(diào)速系統(tǒng)，而比例積分控制器可使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速，實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速。
[0006]對(duì)電機(jī)啟動(dòng)的沖擊電流以及電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)的堵轉(zhuǎn)電流，可以用附帶電流截止負(fù)反饋?zhàn)飨蘖鞅Ｗo(hù)，但這并不能控制電流的動(dòng)態(tài)波形。按反饋的控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該基本量基本不變，采用電流負(fù)反饋就應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。
[0007]另外，在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，用一個(gè)調(diào)節(jié)器綜合多種信號(hào)，各參數(shù)間相互影響，難于進(jìn)行調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)速。例如，在帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)中，同一調(diào)節(jié)器擔(dān)負(fù)著正常負(fù)載時(shí)的速度調(diào)節(jié)和過載時(shí)的電流調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)參數(shù)無法保證兩種調(diào)節(jié)過程均具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。
[0008]按照電機(jī)理想運(yùn)行特性，應(yīng)該在啟動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只有轉(zhuǎn)速反饋，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性就在于當(dāng)負(fù)載電流小于最大電流時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要作用，當(dāng)電流達(dá)到最大值時(shí)，電流負(fù)反饋起主要作用，得到電流的自動(dòng)保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型的目的是提供一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的穩(wěn)定控制。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，其特征在于:包括第一減法器、轉(zhuǎn)速給定電路、第二減法器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、電機(jī)啟動(dòng)電路、及電流檢測(cè)電路;第一減法器的一輸入接轉(zhuǎn)速給定電路的輸出，另一輸入接測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋輸出；第一減法器的輸出接轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一輸出接第二減法器的一輸入;第二減法器的輸出接電流調(diào)節(jié)器輸入；電流調(diào)節(jié)器接電機(jī)啟動(dòng)電路輸入，電機(jī)啟動(dòng)電路的一輸出接直流電機(jī)，另一輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路接第二減法器的另一輸入。
[0011 ] 進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器及電流調(diào)節(jié)器均為一PI調(diào)節(jié)器。
[0012]進(jìn)一步的，電流檢測(cè)電路包括電路互感器及整流電路；電流互感器接于電機(jī)啟動(dòng)電路中，在輸出端接整流電路。
[0013]進(jìn)一步的，電機(jī)啟動(dòng)電路包括相連的三相集成觸發(fā)器和三相全橋電路。
[0014]進(jìn)一步的，還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括過電流保護(hù)電路和過電壓保護(hù)電路;所述過電壓保護(hù)電路為六個(gè)阻容回收電路，六個(gè)阻容回收電路分別與所述三相全橋電路的六個(gè)晶閘管并聯(lián);所述阻容回收電路包括串聯(lián)的電阻和電容;過電流保護(hù)電路為六個(gè)熔斷器，所述六個(gè)熔斷器分別與三相全橋電路的六個(gè)晶閘管串聯(lián)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在最大電流受限制的情況下，能盡量發(fā)揮直流電動(dòng)機(jī)的過載能力，使電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)以盡可能大的加速度起動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，電流應(yīng)快速下降，保證輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
[0017]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電路原理圖。
[0018]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的電流調(diào)節(jié)電路原理圖。
[0019]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)啟動(dòng)電路的原理框圖。
[0020]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的三相全橋電路。
[0021 ]圖6為阻容回收電路與晶閘管的連接原理圖。
[0022]圖7為熔斷器與晶閘管的連接原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步解釋說明。
[0024]參見圖1本實(shí)用新提供一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，其包括第一減法器、轉(zhuǎn)速給定電路、第二減法器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、電機(jī)啟動(dòng)電路、及電流檢測(cè)電路;第一減法器的一輸入接轉(zhuǎn)速給定電路的輸出，另一輸入接測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋輸出；第一減法器的輸出接轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一輸出接第二減法器的一輸入;第二減法器的輸出接電流調(diào)節(jié)器輸入；電流調(diào)節(jié)器接電機(jī)啟動(dòng)電路輸入，電機(jī)啟動(dòng)電路的一輸出接直流電機(jī)，另一輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路接第二減法器的另一輸入。
[0025]進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器及電流調(diào)節(jié)器均為一PI調(diào)節(jié)器。具體電路參見圖2、341調(diào)節(jié)器具有很好的跟隨性。
[0026]進(jìn)一步的，電流檢測(cè)電路包括電路互感器及整流電路；電流互感器接于電機(jī)啟動(dòng)電路中，在輸出端接整流電路。
[0027]進(jìn)一步的，電機(jī)啟動(dòng)電路包括相連的三相集成觸發(fā)器和三相全橋電路。電機(jī)啟動(dòng)電路參見圖4。圖4中的VT是晶閘管可控整流器，它由三相全控橋式整流電路組成，具體參見圖5。
[0028]進(jìn)一步的，進(jìn)一步的，還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括過電流保護(hù)電路和過電壓保護(hù)電路;所述過電壓保護(hù)電路為六個(gè)阻容回收電路，六個(gè)阻容回收電路分別與所述三相全橋電路的六個(gè)晶閘管并聯(lián);所述阻容回收電路包括串聯(lián)的電阻和電容;過電流保護(hù)電路為六個(gè)熔斷器，所述六個(gè)熔斷器分別與三相全橋電路的六個(gè)晶閘管串聯(lián)。其中阻容回收電路與晶閘管的連接原理圖參見圖6，熔斷器與晶閘管的連接原理圖參見圖7。
[0029]以上是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡依本實(shí)用新型技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，其特征在于:包括第一減法器、轉(zhuǎn)速給定電路、第二減法器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、電機(jī)啟動(dòng)電路、及電流檢測(cè)電路;第一減法器的一輸入接轉(zhuǎn)速給定電路的輸出，另一輸入接測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋輸出；第一減法器的輸出接轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的一輸出接第二減法器的一輸入;第二減法器的輸出接電流調(diào)節(jié)器輸入;電流調(diào)節(jié)器接電機(jī)啟動(dòng)電路輸入，電機(jī)啟動(dòng)電路的一輸出接直流電機(jī)，另一輸出經(jīng)電流檢測(cè)電路接第二減法器的另一輸入。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，其特征在于:所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器及電流調(diào)節(jié)器均為一 PI調(diào)節(jié)器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，其特征在于:所述電流檢測(cè)電路包括電路互感器及整流電路;電流互感器接于電機(jī)啟動(dòng)電路中，在輸出端接整流電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，其特征在于:所述電機(jī)啟動(dòng)電路包括相連的三相集成觸發(fā)器和三相全橋電路。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙閉環(huán)直流電機(jī)控制電路，其特征在于:還包括保護(hù)電路，所述保護(hù)電路包括過電流保護(hù)電路和過電壓保護(hù)電路;所述過電壓保護(hù)電路為六個(gè)阻容回收電路，六個(gè)阻容回收電路分別與所述三相全橋電路的六個(gè)晶閘管并聯(lián);所述阻容回收電路包括串聯(lián)的電阻和電容;過電流保護(hù)電路為六個(gè)熔斷器，所述六個(gè)熔斷器分別與三相全橋電路的六個(gè)晶閘管串聯(lián)。
【文檔編號(hào)】H02P7/28GK205430106SQ201620196402
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】李文錦, 林黨養(yǎng), 郭陸峰, 王海霞, 邱碧丹
【申請(qǐng)人】國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 福建省電力有限公司泉州電力技能研究院, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司寧德供電公司