本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子變頻器調(diào)速領(lǐng)域，尤其是一種繞線異步電機轉(zhuǎn)子變頻冗余調(diào)速裝置。

背景技術(shù)：
對于高壓(3KV，6KV，10KV)大容量(大于200KW)的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的調(diào)速，當今流行的調(diào)速方式分為兩大類：定子側(cè)調(diào)速和轉(zhuǎn)子側(cè)調(diào)速。定子側(cè)調(diào)速主要有交交變頻調(diào)速和交直交變頻調(diào)速，在此方式下，轉(zhuǎn)子三相繞組需短接。目前現(xiàn)場應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子側(cè)調(diào)速產(chǎn)品有液態(tài)電阻調(diào)速器和轉(zhuǎn)子變頻器兩種。液態(tài)電阻調(diào)速器用在風機、水泵等二次方率負載有一定的節(jié)能效果，但還是有相當一部分電能被消耗在了液態(tài)電阻里，隨著運行時間的持續(xù)，液態(tài)的水溫度越來越高。而轉(zhuǎn)子變頻器中，當發(fā)生故障，電機進入全速運行時，會使得原已處于最佳工藝狀態(tài)的生產(chǎn)線受到極大影響，操作員必須及時反應(yīng)，采取適當措施應(yīng)對，這樣對操作帶來很大的麻煩。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種轉(zhuǎn)子變頻冗余調(diào)速裝置，它是基于液態(tài)電阻調(diào)速器和轉(zhuǎn)子變頻器的原理，對上述進行了改進，并將它們結(jié)合起來，以達到可靠冗余調(diào)速的目的。為了避免液態(tài)電阻調(diào)速器中水溫過高導致故障，采取加裝換熱器的措施進行降溫。為了讓轉(zhuǎn)子變頻器發(fā)生故障時，電機還能處在調(diào)速狀態(tài)，并且是在原來速度附近，其辦法是先確定生產(chǎn)工藝要求的速度，然后調(diào)適液態(tài)電阻的阻值，使得全部液態(tài)電阻接入轉(zhuǎn)子時，電機的穩(wěn)定運行速度恰好處在所要求的速度附近。本發(fā)明轉(zhuǎn)子變頻冗余調(diào)速裝置并不是將液態(tài)電阻調(diào)速器和轉(zhuǎn)子變頻器簡單拼裝在一起，而是對液態(tài)電阻調(diào)速器做些調(diào)整，讓兩套調(diào)速設(shè)備協(xié)調(diào)配合工作，將液態(tài)電阻調(diào)速器中的PLC、模擬量I/O、轉(zhuǎn)速表摘掉，用普通的繼電器--接觸器控制，讓液態(tài)電阻調(diào)速器的速度控制權(quán)交由轉(zhuǎn)子變頻器。在變頻器發(fā)生故障，轉(zhuǎn)子繞組接入液態(tài)電阻后，電機速度會有一個波動階段，為減小波動量和縮短恢復時間，可以在極板的行程中加裝幾個位置開關(guān)，并經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試確定每個位置開關(guān)所對應(yīng)的電機的穩(wěn)態(tài)速度。當電機處在變頻調(diào)速某一固定速度運行時，使極板自動移動到距離該速度最靠近的所對應(yīng)位置開關(guān)，此時液態(tài)電阻調(diào)速器處于待命狀態(tài)。當變頻器發(fā)生故障時，電機能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移到液態(tài)電阻調(diào)速器上繼續(xù)調(diào)速運行，動態(tài)波動量更小。本發(fā)明轉(zhuǎn)子變頻冗余調(diào)速裝置適用范圍廣闊，可用于普通繞線異步電動機、內(nèi)反饋繞線異步電動機、繞籠式無刷雙饋電動機和繞籠型反饋電動機，也可用于新型無刷雙饋電機。其電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備少、控制精度高、具有良好的人機界面、靈活通訊通訊手段、使用簡單方便、可實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理，數(shù)字化程度高且節(jié)能環(huán)保。附圖說明下面結(jié)合附圖跟實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明圖1是液態(tài)電阻調(diào)速器原理圖。圖2是轉(zhuǎn)子變頻器原理圖。圖3是轉(zhuǎn)子變頻冗余調(diào)速裝置原理圖。具體實施方式如圖1所示，液態(tài)電阻由純凈的水加入適當?shù)碾娊夥壅{(diào)適而成，加入的電解粉越多，電阻越小。電機(1)啟動時，電極板位于上限位開關(guān)同高的位置，此時轉(zhuǎn)子繞組外接的液態(tài)電阻阻值最大，啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小，電機(1)啟動平穩(wěn)。這類產(chǎn)品是在傳統(tǒng)液態(tài)電阻啟動器(2)的基礎(chǔ)上改進，已經(jīng)具備調(diào)速功能。速度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件包括核心部件PLC、轉(zhuǎn)速表、電極板行走電機、控制電器等，其中PLC主要用于邏輯控制，速度值采集，調(diào)節(jié)運算等，是速度控制系統(tǒng)的核心。軟件部分是在PLC上運行的T型圖，主要包括邏輯和算術(shù)運算，是控制系統(tǒng)的靈魂。液態(tài)電阻調(diào)速器(2)用在風機、水泵等二次方率負載有一定的節(jié)能效果，但還是有相當一部分電能被消耗在了液態(tài)電阻里，隨著運行時間的持續(xù)，液態(tài)的水溫度越來越高。為了避免水溫過高導致故障，必須采取措施降溫，常常加裝換熱器。如圖2所示，轉(zhuǎn)子變頻器中(3)電機(1)啟動時，轉(zhuǎn)子三相繞組接入頻敏電阻器或者液態(tài)電阻，電機(1)完成啟動進入全速后，可切入轉(zhuǎn)子變頻器(3)進行調(diào)速，轉(zhuǎn)差功率反饋到電網(wǎng)或者電機定子，從而達到高效節(jié)能。在液態(tài)電阻啟動器(4)的配合下，當轉(zhuǎn)子變頻器(3)發(fā)生故障時，轉(zhuǎn)子變頻器(3)自動旁路，液態(tài)電阻啟動器(4)重新工作，轉(zhuǎn)子三相繞組重新接入液態(tài)電阻，經(jīng)過一定的調(diào)節(jié)時間(20秒-30秒)，電機(1)進入全速工作狀態(tài)。轉(zhuǎn)子變頻器(3)發(fā)生故障不會導致電機停車。但當電機(1)進入全速狀態(tài)，會使得原已處于最佳工藝狀態(tài)的生產(chǎn)線受到極大影響，操作員必須及時反應(yīng)，采取適當措施應(yīng)對。為了讓轉(zhuǎn)子變頻器(3)發(fā)生故障時，電機(1)還能處在調(diào)速狀態(tài)，并且是在原來速度附近，我們得想辦法。很簡易的辦法是，首先確定生產(chǎn)工藝要求的速度，然后調(diào)適液態(tài)電阻的阻值，使得全部液態(tài)電阻接入轉(zhuǎn)子時，電機(1)的穩(wěn)定運行速度恰好處在所要求的速度附近。為了達到高可靠冗余調(diào)速的目的，把液態(tài)電阻調(diào)速器(2)和轉(zhuǎn)子變頻器(3)結(jié)合在一起。如圖3所示，將圖2的液態(tài)電阻啟動器(4)換為液態(tài)電阻調(diào)速器(2)，為了讓兩套調(diào)速設(shè)備能協(xié)調(diào)配合工作，必須對液態(tài)電阻調(diào)速器(2)做些調(diào)整：將其PLC、模擬量I/O、轉(zhuǎn)速表摘掉，用普通的繼電器-接觸器控制即可，既簡單又省錢，讓液態(tài)電阻調(diào)速器(2)的速度控制權(quán)交由轉(zhuǎn)子變頻器(3)。液態(tài)電阻調(diào)速器(2)只要提供幾個命令接口給轉(zhuǎn)子變頻器(3)：極板上行/極板下行，本地控制/遠程控制。同時在轉(zhuǎn)子變頻器(3)的PLC軟件控制系統(tǒng)中添加一個程序模塊——命名為Yezu_TS，用于對液態(tài)電阻調(diào)速器(2)極板的上下行控制——液態(tài)電阻實現(xiàn)調(diào)速的根本也就在于此。當轉(zhuǎn)子變頻器(3)發(fā)生故障時，程序模塊Yezu_TS隨即運行，液態(tài)電阻調(diào)速器(2)開始工作，極板的上下運行方向取決于當前運行速度與設(shè)定速度之差。為了讓運行速度能跟蹤設(shè)定速度，并且靜態(tài)誤差盡量小，用經(jīng)典PID控制似乎是個不二選擇。但在這里并沒有采用，原因是當兩者偏差很小時，在設(shè)定速度附近，極板在不停的擺動，極板的驅(qū)動電機要不停的啟動、運行、停止、反轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機被折騰得遲早要罷工。我們需要做的其實很簡單，但效果可靠、誤差又?。寒攦烧咂詈艽髸r(大于30RPM，注：RPM--轉(zhuǎn)/分鐘)，極板往同一方向一直走；當偏差已經(jīng)小于或等于30RPM時，極板先停頓，讓主電機速度穩(wěn)定下來；當速度穩(wěn)定后，極板的驅(qū)動電機采用點動的方式控制，接通1秒斷開2秒，如此反復；當偏差小于5RPM時，讓極板停止運行，速度跟蹤宣告結(jié)束。因為每臺電機(1)和液態(tài)電阻調(diào)速器(2)的運行特性參數(shù)都不一樣，為了盡量可靠精確，上面的數(shù)值要在調(diào)試現(xiàn)場確定。當然，在變頻器發(fā)生故障，轉(zhuǎn)子繞組接入液態(tài)電阻后，電機(1)速度會有一個波動階段，但一般經(jīng)過15秒內(nèi)即可恢復。如果對這樣的擾動恢復過程還不滿意，可在極板的行程中加裝幾個位置開關(guān)，并經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試確定每個位置開關(guān)所對應(yīng)的電機(1)的穩(wěn)態(tài)速度。當電機(1)處在變頻調(diào)速某一固定速度運行時，使極板自動移動到距離該速度最靠近的所對應(yīng)位置開關(guān)，此時液態(tài)電阻調(diào)速器(2)處于待命狀態(tài)。當轉(zhuǎn)子變頻器(3)發(fā)生故障時，電機(1)能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移到液態(tài)電阻調(diào)速器(2)上繼續(xù)調(diào)速運行，動態(tài)波動量更小。通過上述的技術(shù)處理后，操作員可以安枕無憂，變頻器維修人員也可以悠著點了。當然，對工業(yè)生產(chǎn)來說，其帶來的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)保障更是可預(yù)見的。