用于控制力矩電機的變頻控制器的制造方法
【專利摘要】用于控制力矩電機的變頻控制器，包括主電路、控制電路以及操作面板，主電路包括電源輸入接口、整流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路以及變頻變壓輸出接口；控制電路包括中央處理器、集成電路、基極驅(qū)動電路、直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊以及交流側(cè)電壓采集模塊。該變頻控制器能有效解決力矩電機最高轉(zhuǎn)速不可調(diào)的問題，提高控制精度，同時降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】用于控制力矩電機的變頻控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及變頻控制器，具體涉及用于控制力矩電機的變頻控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在的線材加工設(shè)備大多需要對加工完成的成品進行エ字輪收線。過去常采用カ矩電機驅(qū)動エ字輪收線，材料經(jīng)過前級處理后需要按照一定的張カ要求收緊在エ字輪上，通過カ矩電機驅(qū)動收卷エ字輪，通過カ矩電機控制器(調(diào)壓器)設(shè)定收卷轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動カ矩電機保持設(shè)定張力；收卷部分沒有安裝反饋當(dāng)前張カ大小的信號的檢測裝置。但該方式能耗大，力矩電機和控制器維護成本高，電機最高速度固定(50Hz)，無法根據(jù)需要調(diào)整。急需ー種新的控制方式來解決以上問題，以保證對カ矩電機的精確控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全性,滿足不同的生產(chǎn)加工需求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用于控制カ矩電機的變頻控制器，該變頻控制器能有效解決カ矩電機最聞轉(zhuǎn)速不可調(diào)的問題，提聞控制精度。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種用于控制カ矩電機的變頻控制器，包括主電路、控制電路以及操作面板，主電路包括電源輸入接ロ、整流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路以及變頻變壓輸出接ロ ；控制電路包括中央處理器、集成電路、基極驅(qū)動電路、直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊以及交流側(cè)電壓采集模塊；其中，
[0006]電源輸入接ロ連接整流電路，整流電路通過濾波電路以及制動電路與逆變電路連通，逆變電路與變頻變壓輸出接ロ相連，整流電路與逆變電路之間形成主電路直流側(cè)，逆變電路與變頻變壓輸出接ロ之間形成主電路交流側(cè)，主電路直流側(cè)分別經(jīng)直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊連接到控制電路的中央處理器；中央處理器與集成電路相連通，基極驅(qū)動電路與主電路的逆變電路和控制電路的集成電路均連通，變壓變頻輸出接ロ還通過交流側(cè)電壓采集模塊與中央處理器連接；
[0007]操作面板與中央處理器和集成電路均連通。
[0008]在根據(jù)本實用新型的ー個具體實施例中，集成電路主要包括運算電路，運算電路與中央處理器和基極驅(qū)動電路均連接。
[0009]本實用新型的有益效果在于:通過本變頻控制器的使用，很好地解決了カ矩電機最高轉(zhuǎn)速不可調(diào)的問題，保證了控制精度，電機轉(zhuǎn)速控制范圍變大，響應(yīng)更加迅速，便于操作人員觀測加工過程中設(shè)備的輸出電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，產(chǎn)品可靠性進ー步提高，同時降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的用于控制力矩電機的變頻控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2是通用變頻控制器工作時的V/F特性曲線；以及
[0012]圖3是根據(jù)本實用新型的變頻控制器工作時的V/F特性曲線。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖詳細描述本實用新型的用于控制力矩電機的變頻控制器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面描述的實施例僅是對本實用新型的示例性說明，而非用于對其作出任何限制。
[0014]如圖1所示，根據(jù)本實用新型的用于控制力矩電機的變頻控制器，主要包括主電路1、控制電路2以及操作面板3。主電路I主要包括電源輸入接ロ、整流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路以及變頻變壓輸出接ロ。控制電路2主要包括中央處理器(CPU)、集成電路(LSI)、基極驅(qū)動電路、直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊以及交流側(cè)電壓采集模塊。
[0015]如圖1所示，電源輸入接ロ連接整流電路，整流電路通過濾波電路以及制動電路與逆變電路連通，逆變電路與變頻變壓輸出接ロ相連，整流電路與逆變電路之間形成主電路直流側(cè)，逆變電路與變頻變壓輸出接ロ之間形成主電路交流側(cè)，主電路直流側(cè)分別經(jīng)直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊連接到控制電路2的CPU ；CPU與LSI相連通，基極驅(qū)動電路與主電路I的逆變電路和控制電路2的LSI均連通，變壓變頻輸出接ロ還通過交流側(cè)電壓采集模塊與CPU連接。其中，LSI主要包括運算電路、驅(qū)動電路以及保護電路，運算電路與CPU和基極驅(qū)動電路均連接。操作面板3與CPU和LSI均連通，操作面板3上安裝有多個開關(guān)按鈕以及信號參數(shù)顯示和調(diào)節(jié)儀表。
[0016]下面以用于控制線材生產(chǎn)加工中的カ矩電機為例，詳細描述根據(jù)本實用新型的變頻控制器的工作原理。
[0017]現(xiàn)在的線材加工設(shè)備大多需要對加工完成的成品進行エ字輪收線，通常采用カ矩電機驅(qū)動エ字輪收線。材料經(jīng)過前級處理后需要按照一定的張カ要求收緊在エ字輪上，通過カ矩電機驅(qū)動收卷エ字輪，通過カ矩電機控制器(通常為調(diào)壓器)設(shè)定收卷轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動力矩電機保持設(shè)定張力。
[0018]如圖1所示，當(dāng)本實用新型的變頻控制器取代常用的調(diào)壓器用于控制線材生產(chǎn)加エ中的カ矩電機時，カ矩電機與變頻控制器的變頻變壓輸出接ロ相連。整流器將エ頻交流電通過整流變成直流電；為了減少和抑制變頻器所產(chǎn)生的電磁干擾，直流電經(jīng)過濾波電路到達逆變電路，再由逆變電路把直流電變換為頻率、電壓均可控的交流電；輸出的交流電驅(qū)動カ矩電機進行工作；為了消耗減速剎車過程中電機產(chǎn)生的回饋能量，制動電路部分的電阻可以消耗升高的電壓，輔助變頻控制器減速剎車，保護主電路I。
[0019]通過操作面板3的電源開關(guān)啟動變頻控制器，按照預(yù)定的カ矩設(shè)定操作面板3上的輸入力矩參數(shù)。操作面板3將輸入信號傳輸給CPU和LSI，CPU同時接收直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊以及交流側(cè)電壓采集模塊采集的信號，經(jīng)過運算處理后產(chǎn)生控制信號傳輸給LSI。
[0020]由于收卷要求力矩恒定，否則收線會出現(xiàn)松緊不一致的情況。而實際應(yīng)用中收卷初期絲錠外徑比較小，此時轉(zhuǎn)速比較高。而隨著絲錠外徑的増加，速度要隨之降下來，但是カ矩要保持不變。通過LSI的運算電路將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同電流、電壓采集模塊采集的信號進行比較運算，決定逆變電路的輸出電壓(V)、頻率(F)。通過設(shè)定運算電路的軟件算法，在運算電路中計算V/F曲線時，使V保持恒定不變。然后，基極驅(qū)動電路將運算電路的控制信號進行放大，并輸入到逆變電路進行控制，從而實現(xiàn)恒カ矩的控制目的。
[0021]如圖2和圖3所示，根據(jù)本實用新型的變頻控制器在控制カ矩電機工作時，其矩頻特性曲線不是傳統(tǒng)的隨著頻率的増加而增加，反而是カ矩隨著頻率的増加/降低而保持不變。
[0022]因此，根據(jù)本實用新型的變頻控制器在控制カ矩電機工作時，實現(xiàn)了カ矩電機最高轉(zhuǎn)速的可調(diào)和更寬闊的轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩設(shè)定范圍。在全速度范圍內(nèi)可持續(xù)提供額定或者更高的轉(zhuǎn)矩，對收卷盤徑適應(yīng)能力強，識別精度高，抗擾動能力強，從而從根本上保證了線材加エ時提供前后一致的張カ控制特性。張カ控制精確，特別是能夠在加減速動態(tài)運行中提供持續(xù)恒定的張力。同時，采用本實用新型的變頻控制器控制カ矩電機方案時，原有的操作習(xí)慣不變。
[0023]另外，根據(jù)本實用新型的用于控制力矩電機的變頻控制器，既可以単獨改變電壓，又可以單獨改變頻率，根據(jù)實際需要進行相關(guān)的設(shè)定即可。同吋，變頻控制器的使用，使操作人員能夠觀測加工過程中設(shè)備的輸出電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，為加工生產(chǎn)提供了更可靠的控制方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于力矩電機的變頻控制器，包括主電路、控制電路以及操作面板，其特征在于，主電路包括電源輸入接ロ、整流電路、濾波電路、制動電路、逆變電路以及變頻變壓輸出接ロ ；控制電路包括中央處理器、集成電路、基極驅(qū)動電路、直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊以及交流側(cè)電壓采集模塊；其中， 電源輸入接ロ連接整流電路，整流電路通過濾波電路以及制動電路與逆變電路連通，逆變電路與變頻變壓輸出接ロ相連，整流電路與逆變電路之間形成主電路直流側(cè)，逆變電路與變頻變壓輸出接ロ之間形成主電路交流側(cè)，主電路直流側(cè)分別經(jīng)直流側(cè)電壓采集模塊、直流側(cè)電流采集模塊連接到控制電路的中央處理器；中央處理器與集成電路相連通，基極驅(qū)動電路與主電路的逆變電路和控制電路的集成電路均連通，變壓變頻輸出接ロ還通過交流側(cè)電壓采集模塊與中央處理器連接； 操作面板與中央處理器和集成電路均連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于カ矩電機的變頻控制器，其特征在于，集成電路主要包括運算電路，運算電路與中央處理器和基極驅(qū)動電路均連接。
【文檔編號】H02P25/02GK203457095SQ201320545873
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】蔡錦達, 張劍皓 申請人:上海理工大學(xué)