PWM技术在F-D直流调速系统上的应用-专业自动化论坛-中国工控网论坛

PWM技术在F-D直流调速系统上的应用点击：5315 | 回复：19

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发表于：2004-02-25 21:40:00

楼主

一、前言：我公司从美国进口的二手设备轮胎式集装箱场地桥的电控系统是GE公司70年代初产品。电气传动系统打用F－D(直流发电机－直流电动机)结构，核心控制部件为电磁放大器，由于其控制精度低，效率不高，加之元件严重老化，系统故障频繁，因此对其进行升级改造势在必行。2000年初，我们应用PWM（脉冲宽度调制）技术对其调速系统进行了改造。二、轮胎式场地桥拖动系统简介：轮胎式场地桥驱动系统采用柴油发动机驱动直流发电机，通过改变直流发电机的磁场大小来控制直流发电机的输出电压，从而实现电动机基速以下的调压调速。按照其工作特点，要求拖动系统具有如下的性能： 1．具有较硬的机械特性，静差率小于5％。 2．具有较宽的调速范围，调速比为1:100。 3．具有较快的动态响应过程。 4．具有加、减速时自动平滑的过渡过程。 5．具有较好的挖土机特性，能将过载电流自动限止在1.5倍的额定电流上。三、 PWM调速系统设计原理

1．电气系统结构根据上面提出的性能特点，我们设计的直流发电机调压器的原理框图如图一所示。主回路由整流桥，IGBT功率模块及发电机磁场构成。控制回路的速度给定信号经鉴相、整流及滤波处理后进入斜坡函数发生器，其目的是控制起动和制动的平稳性，输出信号与电流、电压反馈信号进入电压调节器（PI调节器），构成一个闭环调节控制系统，电压调节器的增益和积分时间常数均可调。电压调节器输出的误差放大信号进入脉宽调制器，控制输出的脉冲宽度，此脉冲系列经逻辑切换单元、脉冲放大单元去触发IGBT模块，从而控制发电机磁场的大小。系统采用电压、电流双闭环系统既保证了动态稳定性、无静差和较宽的频带，又能在电机过载能力的条件下获得最快的动态响应。由于电机电感和电机惯量的作用，可实现对电机制动的换向操作并可实现四象限运行。 2．调节器的参数选择及调试系统的关键环节是电压调节器，它担负着调压、限流双重任务。由于系统的控制对象是大功率电机（125KW），转动惯量大，因此要求调节器的增益不能大，积分时间常数要与机电时间常数匹配好。其电气结构图如图二：

根据电机参数我们选择的调节器参数为Kg=1.5,τ＝0.3s。电流截止负反馈正常情况不参与调节，其调节器的增益由限流值决定。系统在实际调试时若出现振荡（主要是低频振荡），可相应调整电压调节器的增益及积分时间常数。调试时，可在给定端接入方波信号（f＝1Hz，幅值为1V），再接入使能同时监测电后反馈信号，如果反馈波形不振荡，且超调满足要求，说明调试成功。 3.系统的外围接线系统的外围接线如图三：

系统的外围接线比较简洁，其中电压、电流反馈信号由电压、电流互感器提供，动作逻辑信号由顺序控制电路提供，报警输出可接至启动控制回路。四、调速系统的保护功能由于系统工作环境比较恶劣，为保证在任何干扰下系统仍能工作，对外接口全部光电隔离，为保护功率器件的安全和提高系统的整机可靠性，系统实现了全方位的自我保护，如过压、欠压、过流、超温、超载、失控保护等。这些保护组成一个禁止电路，控制系统工作状态。五、结束语：本文设计了一种F－D系统无级无静差调速控制器，该系统已应用在本公司轮胎式集装箱场地桥上，经过近一年的运行证明改造后整机运行性能更优良，且结构合理，集成度高，工作可靠，价格低廉。

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发表于：2002-02-04 12:29:00

1楼

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lognines

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Mrzhou

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gongkongedit

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5楼

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狼魂

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6楼

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liydz

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7楼

我需要本生产的详细资料！谢谢！

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8楼

这是一种改造的方法,但并不值得推广. 一般方法是用直流驱动器拖动直流电机,更易于控制.

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qiuqiu1

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9楼

用全数字直流调速器改造更简单，价格也不高，维护方便

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高高在上1

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10楼

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Yuzhongxingren

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发表于：2004-05-24 18:40:00

11楼

本人目前正有此类项目，F-D机组的矿井提升机系统。用SIEMENS 的直流装置6RA70对直流发电机的磁场进行调节，比较苦恼。电机功率为1800KW，发电机的励磁电压为220V，电流30多安， TO：广东容济，你处可有好的方案，可与我联系。 021-64382344-1901，董我的邮箱：dongbin0536@sina.com 请需要本产品有关资料的朋友，可与我联系：　　 E-mail:wanjhua@sohu.com 　　 Mobile:13851924613

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gupengxiao