一種實現(xiàn)淬火起重機(jī)調(diào)速的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種實現(xiàn)淬火起重機(jī)調(diào)速的方法及裝置，屬于淬火起重機(jī)調(diào)速控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]淬火起重機(jī)是用在金屬熱處理工藝的專用起重機(jī)，根據(jù)淬火工藝要求，熾熱工件需要迅速地浸入到淬火池中，以保證工件上下金相組織均勻，并可避免油淬時的油面燃燒起火。在此過程中，對淬火起重機(jī)中的起升機(jī)構(gòu)有快速下降和準(zhǔn)確定位的制動要求。近年來，為了提高淬火起重機(jī)的調(diào)速性能，多采用交流調(diào)速系統(tǒng)和能耗制動調(diào)速系統(tǒng)相結(jié)合的調(diào)速方式，以達(dá)到較大的調(diào)速范圍和較高的調(diào)速精度。
[0003]目前，在這種調(diào)速方式中，交流調(diào)速和能耗制動調(diào)速是兩個獨立工作的子系統(tǒng)，它們都有獨立的主令信號輸入和轉(zhuǎn)速反饋，也需要獨立的控制轉(zhuǎn)子電阻和制動控制，為了實現(xiàn)二者的結(jié)合，必須用可編程控制器分別對二者進(jìn)行控制。
[0004]由于現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷:(一)整個電氣控制系統(tǒng)中元件多，線路復(fù)雜；(二)可編程控制器無法了解兩個子系統(tǒng)的內(nèi)部運行情況，只能根據(jù)它們有限的輸出進(jìn)行判斷，從而難以實現(xiàn)精細(xì)的控制；(三)從交流調(diào)速方式切換到能耗制動調(diào)速方式時，電機(jī)實際上處于失電狀態(tài)，電機(jī)在重載時，其速度增加很快，進(jìn)入能耗制動調(diào)速方式時，由于初始轉(zhuǎn)矩不足，電機(jī)的實際速度往往遠(yuǎn)超過規(guī)定值，從而對電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)等造成巨大的沖擊；因此，本領(lǐng)域亟需一種對交流定子調(diào)壓調(diào)速和能耗制動調(diào)速的切換過程能夠進(jìn)行精確控制，以及在由交流調(diào)速方式切換到直流調(diào)速方式時，能減少對電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械沖擊的調(diào)速技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題和需求，本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)淬火起重機(jī)調(diào)速的方法及裝置，不僅實現(xiàn)對交流定子調(diào)壓調(diào)速與能耗制動調(diào)速的切換過程的精確控制，同時實現(xiàn)在由交流調(diào)速方式切換到直流調(diào)速方式時，能減少對電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)械沖擊。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
[0007]一種實現(xiàn)淬火起重機(jī)調(diào)速的方法，包括如下步驟:
[0008]S1:控制單元根據(jù)輸入的主令信號和轉(zhuǎn)速反饋值，選擇調(diào)速方式；
[0009]S2:若選擇的是交流定子調(diào)壓調(diào)速方式，所述控制單元輸出第一控制信號令交流回路接通，然后根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋信號輸出第一觸發(fā)控制信號以調(diào)節(jié)繞線電機(jī)的三相定子電壓；同時所述控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋信號和主令信號輸出第一轉(zhuǎn)子電阻控制信號以控制轉(zhuǎn)子電阻器的通斷狀態(tài)；
[0010]S3:若選擇的是能耗制動調(diào)速方式，所述控制單元輸出第二控制信號令直流回路接通，然后輸出第二轉(zhuǎn)子電阻控制信號以控制所有的轉(zhuǎn)子電阻器均處于接通狀態(tài)；同時所述控制單元輸出第二觸發(fā)控制信號使得輸入的任意二相定子電壓為設(shè)定值；
[0011]S4:所述控制單元進(jìn)一步根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋信號輸出第三觸發(fā)控制信號以調(diào)節(jié)所述繞線電機(jī)的任意二相定子電壓；同時所述控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋信號和主令信號輸出第三轉(zhuǎn)子電阻控制信號以控制轉(zhuǎn)子電阻器的通斷狀態(tài)。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述實現(xiàn)淬火起重機(jī)調(diào)速的方法，還包括如下步驟:
[0013]Sll:所述控制單元判斷當(dāng)前調(diào)速方式是交流定子調(diào)壓調(diào)速還是能耗制動調(diào)速；
[0014]S12:若是交流定子調(diào)壓調(diào)速方式，所述控制單元判斷第一控制信號和第一監(jiān)測信號是否相同，所述第一控制信號控制交流定子調(diào)壓調(diào)速方式的工作狀態(tài)，所述第一監(jiān)測信號是對交流定子調(diào)壓調(diào)速方式工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的反饋信號；若第一控制信號和第一監(jiān)測信號不同，則所述控制單元輸出切斷交流定子調(diào)壓調(diào)速方式的第一保護(hù)信號；否則，所述控制單元不輸出第一保護(hù)信號；
[0015]S13:若是能耗制動調(diào)速方式，所述控制單元判斷第二控制信號和第二監(jiān)測信號是否相同，所述第二控制信號控制能耗制動調(diào)速方式的工作狀態(tài)，所述第二監(jiān)測信號是對能耗制動調(diào)速方式工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的反饋信號；若第二控制信號和第二監(jiān)測信號不同，則所述控制單元輸出切斷能耗制動調(diào)速方式的第二保護(hù)信號；否則，所述控制單元不輸出第二保護(hù)信號。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，對所述主令信號依次進(jìn)行降壓、隔離保護(hù)處理，將處理后的主令信號轉(zhuǎn)換成主令電平信號；對第一監(jiān)測信號依次進(jìn)行降壓、隔離保護(hù)處理，將處理后的第一監(jiān)測信號轉(zhuǎn)換成第一電平信號；對第二監(jiān)測信號依次進(jìn)行降壓、隔離保護(hù)處理，將處理后的第二反饋信號轉(zhuǎn)換成第二電平信號。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，將所述第一觸發(fā)控制信號轉(zhuǎn)化成第一觸發(fā)延時信號，將所述第二觸發(fā)控制信號轉(zhuǎn)化成第二觸發(fā)延時信號，將所述第三觸發(fā)控制信號轉(zhuǎn)化成第三觸發(fā)延時信號；所述第一觸發(fā)延時信號、第二觸發(fā)延時信號和第三觸發(fā)延時信號均用于控制晶閘管的導(dǎo)通角以調(diào)節(jié)繞線電機(jī)的定子電壓。
[0018]作為一種優(yōu)選方案，將所述第一轉(zhuǎn)子電阻控制信號轉(zhuǎn)換成第一通斷信號，將所述第二轉(zhuǎn)子電阻控制信號轉(zhuǎn)換成第二通斷信號，將所述第三轉(zhuǎn)子電阻控制信號轉(zhuǎn)換成第三通斷信號，所述第一通斷信號、第二通斷信號和第三通斷信號均用于控制晶閘管的導(dǎo)通狀態(tài)以控制繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻器的接通狀態(tài)。
[0019]本發(fā)明提供的一種實現(xiàn)淬火起重機(jī)調(diào)速的裝置，包括繞線電機(jī)，所述繞線電機(jī)的每相轉(zhuǎn)子輸出端依次串接有第一轉(zhuǎn)子電阻器、第二轉(zhuǎn)子電阻器、第三轉(zhuǎn)子電阻器、第四轉(zhuǎn)子電阻器和第五轉(zhuǎn)子電阻器，其特征在于，還包括如下組成部分:
[0020]控制單元，所述控制單元的輸入端接收繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋信號和主令信號；
[0021]交流晶閘管單元，所述交流晶閘管單元的輸入端與動力電源的輸出端相連，所述交流晶閘管單元的控制輸入端與所述控制單元的輸出端相連；
[0022]直流晶閘管單元，所述直流晶閘管單元的輸入端與動力電源的輸出端相連，所述直流晶閘管單元的控制輸入端與所述控制單元的輸出端相連；
[0023]交流回路接觸器，所述交流回路接觸器的線圈輸入端與所述控制單元的輸出端相連，該交流回路接觸器的線圈輸出端與所述控制單元的輸入端相連；所述交流回路接觸器的觸點輸入端與所述交流晶閘管單元的輸出端相連，所述交流回路接觸器的觸點輸出端與所述繞線電機(jī)的三相電源輸入端相連；
[0024]直流回路接觸器，所述直流回路接觸器的線圈輸入端與所述控制單元的輸出端相連，該直流回路接觸器的線圈輸出端與所述控制單元的輸入端相連；所述直流回路接觸器的觸點輸入端與所述直流晶閘管單元的輸出端相連，所述直流回路接觸器的觸點輸出端與所述繞線電機(jī)的三相電源輸入端中的任意兩相電源輸入端相連；
[0025]轉(zhuǎn)子電阻器控制單元，所述轉(zhuǎn)子電阻器控制單元的輸入端與所述控制單元的輸出端相連，所述轉(zhuǎn)子電阻器控制單元的輸出端與所述繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻器的輸入端相連。
[0026]作為一種優(yōu)選方案，所述控制單元包括降壓電路、第一光電隔離電路、數(shù)字信號處理器、差分信號處理電路、兩個晶閘管觸發(fā)電路和繼電器驅(qū)動電路，所述降壓電路的輸入端接收主令信號，所述降壓電路的輸出端與所述第一光電隔離電路的輸入端相連；所述第一光電隔離電路的輸出端與所述數(shù)字信號處理器的輸入端相連；所述數(shù)字信號處理器的輸入端還與所述差分信號處理電路的輸出端相連，所述差分信號處理電路的輸入端接收所述繞線電機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋信號；所述數(shù)字信號處理器的輸出端分別與每個晶閘管觸發(fā)電路的輸入端相連，其中的一個晶閘管觸發(fā)電路的輸出端與所述交流晶閘管單元的控制輸入端相連，其中的另一個晶閘管觸發(fā)電路的輸出端與所述直流晶閘管單元的控制輸入端相連；所述數(shù)字信號處理器的輸出端還與所述繼電器驅(qū)動電路的輸入端相連。
[0027]作為一種優(yōu)選方案，所述交流晶閘管單元包括第一晶閘管支路、第二晶閘管支路、第三晶閘管支路、第四晶閘管支路和第五晶閘管支路，所述第一晶閘管支路、第二晶閘管支路、第三晶閘管支路、第四晶閘管支路和第五晶閘管支路分別是由兩個反向并聯(lián)的晶閘管構(gòu)成。
[0028]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述第一晶閘管支路串接在所述繞線電機(jī)的第一個相線輸入端上，所述第二晶閘管支路串接在所述繞線電機(jī)的第二個相線輸入端上，所述第三晶閘管支路串接在所述繞線電機(jī)的第三個相線輸入端上；所述第四晶閘管支路的一端與所述第一晶閘管支路的輸入端相連，所述第四晶閘管支路的另一端與所述第二晶閘管支路的輸出端相連；所述第五晶閘管支路的一端與所述第一晶閘管支路的輸出端相連，所述第五晶閘管支路的另一端與所述第二晶閘管支路的輸入端相連；所述交流晶閘管單元中的晶閘管的門極均形成交流晶閘管單元的控制輸入端。
[0029]作為一種優(yōu)選方案，所述直流晶閘管單元包括三條整流支路，該整流支路包括二極管和晶閘管，所述二極管的陰極與所述晶閘管的陽極相連；所述二極管的陽極形成整流支路的一端，所述晶閘管的陰極形成整流支路的另一端。
[0030]作為進(jìn)一步優(yōu)選方案，三條整流支路中的晶閘管的門極均形成所述直流晶閘管單元的控制輸入端；三條整流支路的一端相互連接并形成所述直流晶閘管單元的一個輸出端，三條整流支路的另一端相互連接并形成所述直流晶閘管單元的另一個輸出端；三條整流支路中的二極管的陰極均形成所述直流晶閘管單元的輸入端。
[0031]作為一種優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)子電阻器控制單元包括以下部分:
[0032]兩個轉(zhuǎn)子無觸點控制