直流發電機電壓控制系統的製作方法
2024-02-07 05:06:15 3
專利名稱：直流發電機電壓控制系統的製作方法
技術領域：
直流發電機電壓控制系統技術領域[0001]本實用新型屬於一種控制系統，特別是一種軋鋼用直流發電機電壓控制系統。
技術背景[0002]直流發電機是一種將機械能轉換為電能的設備，直流發電機與交流同步機裝在一根機械軸上，同步機以同步速度拖動直流發電機旋轉，為直流發電機提供機械能。只要改變直流發電機的勵磁電流就能改變直流發電機輸出電壓。應用於鋼鐵聯合企業的直流發電機主要用來為軋鋼電動機提供連續可調的直流電源，滿足軋鋼工藝要求動態時電壓反向快、 穩態時電壓平穩的要求。[0003]現有技術要滿足上述工藝要求，有兩種方法。第一種方法是以電機放大機為核心構成直流發電機電壓控制系統，因放大機功率的限制，應用於鋼鐵聯合企業的直流發電機電壓控制系統由三級勵磁環節所構成，第一級為電機放大機激磁控制環節，第二級為勵磁機激磁控制環節，第三級為發電機激磁控制環節。這種控制系統結構複雜，元器件多，佔地面積大，特別是因電機放大機、勵磁機旋轉所產生的噪音很大。第二種方法是採用可控矽裝置構成三環系統來控制直流發電機的電壓(圖1)，三環系統包括發電機電壓環、電流環和發電機勵磁電壓內環。因採用三環控制，因而發電機電壓響應速度較慢。發明內容[0004]本實用新型的目的是針對現有技術的不足，而提供一種克服以電機放大機為核心構成的直流發電機電壓控制系統佔地面積大、運行時噪音大的缺點，解決採用可控矽裝置構成三環系統的直流發電機電壓控制系統的結構複雜、電壓調節響應慢問題的直流發電機電壓控制系統。[0005]為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是[0006]一種直流發電機電壓控制系統，包括操作指令單元、PLC(可編程邏輯控制單元)， 可控矽控制單元和顯示單元，所述PLC分別與操作指令單元、可控矽控制單元和顯示單元相連，可控矽控制單元還與顯示單元相接，可控矽控制單元控制輸出端與直流發電機內勵磁迴路相連接，其特點是所述PLC通過一個控制器與所述可控矽控制單元控制輸入端相連接，可控矽控制單元輸出的反饋信號與所述PLC相連接。[0007]所述控制器還與一個信號採集單元相連接，所述信號採集單元包括與直流發電機內電樞迴路連接的電壓檢測單元和電流檢測單元。[0008]本實用新型具有系統結構簡單、實現容易、可靠實用的優點，比以放大機為核心的發電機電壓控制系統佔地面積小、噪音低並減少了維護工作量，比普通的可控矽裝置構成三環系統的動態響應速度快。該系統用於驅動軋機電動機進行軋鋼，完全滿足軋鋼工藝要求。
[0009]圖1為現有直流發電機電壓控制系統原理框圖。[0010]圖2為本實用新型原理框圖。
具體實施方式
[0011]
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。[0012]本實用新型包括操作指令單元、PLC，可控矽控制單元、控制器和顯示單元，所述 PLC分別與操作指令單元、顯示單元相連，可控矽控制單元還與顯示單元相接，可控矽控制單元控制輸出端與直流發電機內勵磁迴路相連接，所述PLC通過一個控制器與所述可控矽控制單元控制輸入端相連接，可控矽控制單元輸出的反饋信號與所述PLC相連接；所述控制器還與一個信號採集單元相連接，所述信號採集單元包括與直流發電機內電樞迴路連接的電壓檢測單元和電流檢測單元。[0013]所述控制器為西門子公司的T400控制板，所述可控矽控制單元為西門子公司的 6RA70直流傳動裝置。[0014]T400控制板是西門子公司生產的帶CPU的電子板，用於完成動態響應快、比較複雜的控制功能。T400板能與西門子公司的6RA70直流傳動裝置實現完美的結合。T400通過總線適配器可直接安裝在6RA70直流傳動裝置的控制電子盒內，安裝及連接十分牢靠， 且抗幹擾能力強；T400與6RA70直流傳動裝置數據通過底板總線進行交換，傳輸數據速率高，能夠快速地從6RA70裝置獲取發電機磁場電流信號；T400具有高速的模擬量輸入口，特別適合於處理髮電機的直流電壓及主迴路電流信號。[0015]本實用新型操作指令單元接受操作人員的操作信號，並將操作信號傳遞給PLC指令作業系統。PLC指令作業系統首先檢測T400板等設備的狀態，在上述設備都處於正常或準備好的狀態下，接受操作信號；如上述設備中任一設備處於故障狀態，則不接受操作信號，並點亮顯示單元中的故障指示燈，告知操作人員系統故障。操作信號包括合閘信號、啟 /停信號及電壓給定信號。"Γ400板根據合間信號控制調節器使能。收到啟動信號後控制 6RA70啟動，並根據電壓給定信號的極性及大小，控制勵磁電流的方向及大小，進而控制發電機電壓的極性及大小，使發電機輸出操作人員所需的具有正確方向的電壓。當T400板接收到停止信號時，首先將電壓給定信號清零，調節勵磁電流，使發電機電壓輸出為零。T400 板收到分閘信號後，封鎖調節器。直流發電機用於給直流電動機供電、電動機用於驅動軋機軋鋼時，還必須考慮以下問題系統的快速性要滿足軋鋼工藝的要求；發電機輸出最大輸出電流的控制及過電流保護；發電機輸出過電壓保護等。藉助於T400板快速、強大運算功能，本系統很好地解決了上述問題。[0016]本實用新型結構框圖如附圖2所示，除直流發電機勵磁電流由6RA70完成外，T400 板完成了所有的其它調節、運算功能，主要有電壓調節、電壓模型、電流截止負反饋功能、過電壓及過電流保護等。[0017]電壓調節器為比例積分調節器，將電壓給定信號與電壓反饋信號相比較，按照比例積分調節算法進行處理，輸出信號作為勵磁電流調節器的輸入，控制6RA70輸出與給定電壓相適配的勵磁電流；電壓模型的任務是根據檢測到的直流主迴路電壓及電流算出發電機兩端的瞬時直流電壓；電流截止負反饋是限制發電機主迴路電流的一項有效措施，是有別於普通的以可控矽勵磁裝置為核心的直流發電機電壓控制系統的地方，它同以電機放大機為核心構成直流發電機電壓控制系統的電流截止負反饋相比，具有相同原理、相同的功能，但實現的方式不同。以電機放大機為核心的直流發電機電壓控制系統的電流截止負反饋是靠硬體電路來完成的；本實用新型則是藉助於T400板強大的快速運算功能，完全由軟體來實現；在發電機電壓控制系統中，主迴路的過電壓及過電流保護措施是保護直流發電機的重要舉措，現有技術僅採用了過壓繼電器、過流繼電器組成的繼電保護迴路進行保護。 本實用新型不僅具有過壓繼電器、過流繼電器組成的繼電保護迴路，而且通過T400板用軟體實現了過電壓、過電流保護。[0018] 本說明書中未做詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1.一種直流發電機電壓控制系統，包括操作指令單元、PLC，可控矽控制單元和顯示單元，所述PLC分別與操作指令單元、可控矽控制單元和顯示單元相連，可控矽控制單元還與顯示單元相接，可控矽控制單元控制輸出端與直流發電機內勵磁迴路相連接，其特徵在於 所述PLC還通過一個控制器與所述可控矽控制單元控制輸入端相連接，可控矽控制單元輸出的反饋信號與所述PLC相連接。
2.如權利要求1所述的直流發電機電壓控制系統，其特徵在於所述控制器還與一個信號採集單元相連接，所述信號採集單元包括與直流發電機內電樞迴路連接的電壓檢測單元和電流檢測單元。
3.如權利要求1所述的直流發電機電壓控制系統，其特徵在於所述控制器為西門子公司的T400控制板，所述可控矽控制單元為西門子公司的6RA70直流傳動裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種直流發電機電壓控制系統，包括操作指令單元、PLC，可控矽控制單元和顯示單元，所述PLC分別與操作指令單元、可控矽控制單元和顯示單元相連，可控矽控制單元還與顯示單元相接，可控矽控制單元控制輸出端與直流發電機內勵磁迴路相連接，其特點是所述PLC通過一個控制器與所述可控矽控制單元控制輸入端相連接，可控矽控制單元輸出的反饋信號與所述PLC相連接。本實用新型具有系統結構簡單、實現容易、可靠實用的優點，比以放大機為核心的發電機電壓控制系統佔地面積小、噪音低並減少了維護工作量；比普通的可控矽裝置構成三環系統的動態響應速度快。
文檔編號H02P9/14GK202261145SQ20112037014
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者湯耀林, 熊嘯松 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司