起重机械、造纸机械电力传动系统设计

• 作者：上海山宇电子设备有限公司许工

        采用现代先进技术、设备，构成全数字交/直流调速系统，并实现单/多机的计算机通信，对进一步提高电力传动系统性能、生产更优良产品、提高市场竞争及对传统工业的改造都具有实际意义。
1.全数字直流传动系统
此系统具有一定的通用性，它包括下述3个主要部分。

1.1 功率部分
这部分已成熟定型，包括单相可逆、单相不可逆，三相可逆、三相不可逆等线路及功率部分和动力操作部分。
1.2操作部分
信息输入 由数字键及有关的功能键组成，可输入转速给定值，起动、停止、正转、反转等信息以及随应用场合不同而可自定义的参数。 信息显示 由多位数码及有关功能键组成，可显示转速实际值及上述输人的各种参数。
记录打印 接宽行或窄行打印机，按下打印功能 键即可将系统实际运行的有关数据打印出来。
单/联动 通过功能键操作，可使系统单独进行调速，也可接受另一系统的同步联动信号实现转速同步控制。
1.3 控制及检测部分 它以MCS-5单片机为核心，结合时钟、存贮、驱动、接口、变换、触发以及电源等器件组装成一体。对于直流调速系统这种常规的工业应用，设计中强调了实时性。 高抗扰性以及简便价廉。线路和印刷版均进行精巧的设计和处理，以保证一定的通用性和较强的抗干扰能力，并可灵活方便地安装在功率装置或控制台中，以便于现场应用。
1.3.1 电流检测 电流检测电路用两组交流互感器检测出正、反两组晶闸管交流侧电流信号，经桥式整流，分别得到正、反组电流信号的模拟量。经ADC1210模／数转换器，得到电流信号的数字量。电流检测可以认为是一个比例系数。
1.3.2 转速检测 系统中为转速检测备有计数输人通道及模拟输人通道，既可采用光电脉冲发生器也可采用测速电机来检测转速。光电脉冲发生器由圆周上均匀地刻有光栅的圆盘、脉冲形成和放大电路组成。它联接到电机轴上。当圆盘随电机一起转动时，通过光电元件的作用，一道道光栅变成一个个脉冲。脉冲的频率正比于电机的转速。一个采样周期内脉冲数量就反映了电机的速度值。

2 全数字交流传动系统
       全数字交流传动系统为ABB公司最新推出的直接转矩控制（DTC）系统，它代表了交流传动的世界领先水平。DTC控制不同于矢量控制，它采用的是控制定子磁链的方法，即用空间矢量的分析方法直接在定子坐标系下计算与控制交流电机的转轨采用定子磁场定向，借助离散的Bznd-Bznd控制产生PWM信号并直接对逆变器的开关状态进行最佳控制数学模型的简化处理，不需要对电压、频率分别控制的 PWM调制器，是一种无超调，具有高静、动态性能的全数字交流调速方法。DTC的开环动态速度控制精度可以达到闭环磁通矢量控制的精度，在不需要光码反馈（或其他反馈）的情况下，从零速开始就可以实现电机控制。这就省去了造纸传动中通常用测速机、光码等反馈器件和电缆引线以及干扰等造系统不稳和维护方面的困难，从而大大提高了系统的可靠性。

3.传动系统的网络化设计
3.1全数字交/直流传动系统构成
        全数字交／直流调速装置采用具有国际先进流调速器，控制电机由交流电机（或直流电机）组成，变送装置由光码（或测速发电机）组成。测速机将转速交换成模拟量信号（光电编码将转速变换成数字量）并反馈给控制装置。
3.2网络化设计 包括直流传动系统和交流传动系统。

4.结语
         运用工业PC、PLC和网络通信技术以及全数字交／直流传动装置，可对生产电力传动进行诊断与监控，通过计算机控制，可以对每个传动点的转速、电流、电压，启、停、加/减速等参数进行在线修改，并保持线速度同步，负荷分配；同时，可通过历史曲线和现行曲线的显示，监控系统的运行情况；并可以随时了解生产情况的好坏，为生产高效优良的产品提供了保障。