无级绳绞车专用开关磁阻电机调速系统介绍（北京中纺）

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1、1 无极绳绞车专用开关磁阻电机无极绳绞车专用开关磁阻电机 调速系统（调速系统（SRD）介绍）介绍 北京中纺锐力机电有限公司北京中纺锐力机电有限公司 2 一、 系统总体介绍 系统结构 3 一、 系统总体介绍 开关磁阻电机是一种适合无极绳绞车工况的调速系统 160KW绞车隔爆柜 355KW绞车隔爆柜 4 一、 系统总体介绍 5 一、 系统总体介绍 6 二、 接线说明 接线端子 7 二、接线说明 接线图 8 三、隔爆柜内部结构 工控部分 熔断器 滤波器 放电回路 IGBT模块 整流回馈电路 电路板 滤波电感 主接触器 9 三、隔爆柜内部结构 工控部分主要元器件 旋钮开关 断路器、接触

2、器、 继电器，熔断器 等元件 漏电检测板 西门子PLC 10 三、 隔爆柜内部结构 隔爆柜内部结构图 功率电路部分 工控部分 控制部分 11 五、操作方式 上电操作 先按住“停止”按钮不放，然后再按“上行”按钮， 同时按住两个按钮2秒钟以上，可听到柜内接触器吸合 的声音，显示板电源指示灯亮，此时开关磁阻控制器已 通电，可松开上行、停止按键 12 五、操作方式 上电操作步骤 1 先按住停止按钮不放 2 再按住上行按钮 3 同时按住两个按钮 两秒以上 4 听到接触器响声 5 松开按钮 13 五、操作方式 断电操作步骤 1 先按住停止按钮不放 2 再按住下行按钮 3 听到接触器断开响声 4

3、松开按钮 14 五、操作方式 本地操作 本地模式时： 远程操作台无法进行操作 只可通过柜门按钮操作 转换开关SA1选择到“2”档，即为本地操作方式。 15 五、操作方式 远程操作 远程模式时： 远程操作台无法进行操作 只可通过柜门按钮操作 转换开关SA1选择到“1”档，即为远程操作方式。 16 五、操作方式 显示板操作 显示面板 显示板按钮 17 六、漏电闭锁电路介绍 漏电保护板：红灯 亮则表示有异常 漏电保护检测开关 闭合时，漏电检测板 红灯亮 18 七、放电回路介绍 放电回路 19 八、风机抱闸电路介绍 抱闸电机与防爆风机以及 轴流风机并联 只能提供380V电压给抱闸 电机，因

4、此特别注意抱闸 电机的接线方式应该为三 角形接法 20 九、显示板电路介绍 21 十、可能发生的一些故障 牵送后电流显示表不显示（参考图纸） 可能原因：变压器 上电后，一切正常，但开不了机（参考图纸及 PLC程序分析） 控制器 故障 通讯故障， Q1.7亮 22 十一、SRD部分介绍 23 特点 与以往控制器比较： 1、电源板采用APGD-K、APGD-H两块新的电源板，在外观上基本相同， 需注意的是APGD-K为电动侧电源板， APGD-H为回馈侧电源板，不 可混用； 2、采用ACD05控制板，与工控接口大部分在此板上（485接口、传感器 接口、外控端子等）参数与程序针对绞车工况经过

5、修改，目前低速出 力比额定高，高速则比额定低； 3、回馈控制板采用REVMX02，此板可调节回馈门槛，显示回馈中的故 障等，比较老板增加一些功能与调试办法； 4、加入AUP02电压变换板，其功能为电压滤波，电压隔离和电压变换 ； 24 特点 5、采用2SD316模块，此模块搭配基板共同使用，基板安装在控制器 IGBT（FS17KE3）上, 采用水晶头线连接， 2SD316模块与电源板连接 采用彩虹排线，插头部分比较脆弱； 6、加入放电回路，在控制器断电时回路接触器常闭触点吸合，利用回 路中的功率电阻释放电容能量； 25 控制部分工作原理图 26 控制部分说明 SRD控制系统的工作原理是由

6、控制板对电机的状态进行分析计算， 再通过功率电路实现对电机的驱动。 控制板的作用是根据外部操作控制要求和电动机的实际运行情况不 断调节其输出信号，并通过推动板和功率电路来改变电动机绕组的 通电时刻及电流大小。通过采用单相或两相同时通电的工作方式， 实现对电机绕组的通电控制，使之达到规定的运行要求，如转向、 转速、电动、制动等工作状态。控制板由一个DSP及数字、模拟电 路组成。 电动机的运行参数(如转速等)及故障情况通过显示板显示。 推动电源板的作用是接收来自控制板的相输出信号，经过隔离放大， 产生IGBT的推动信号；另外，推动电源板还包括了一个多路输出的 开关电源，它输出供控制板使用的+5v和

7、15v控制电源和供多路推 动电路使用的隔离电源。 27 控制部分电路板 1. 控制板 显示板插头显示板插头 DCU插头插头 多功能端子多功能端子 485通讯插头通讯插头 传感器插头传感器插头 28 控制部分电路板 1. 推动电源板 316排线插座排线插座 电源插座电源插座 电机温度端子电机温度端子 排线插座排线插座 29 回馈工作原理图 30 回馈部分说明 回馈部分的工作原理是在电机制动运行时，3组IGBT模块构成的三相桥式 逆变电路根据交流电源的三相相位，通过IGBT进行相应的通断控制，将直 流能量反馈到交流电网。 回馈控制板采用电压电流双闭环实现对回馈电压和回馈功率的控制，生成 P

8、WM波形。PWM信号通过和回馈同步触发信号进行调制形成IGBT的相位 控制信号，输出到推动板。在对IGBT模块进行回馈控制过程中，当检测到 缺相、过流、短路等故障后自动停机，通过EO口发出报警，控制系统可停 机提示检查或通过RE口复位。 推动电源板的作用是提供控制板使用的+5v和15v控制电源和供多路推动 电路使用的隔离电源，并且它还能够接收来自回馈控制板的相位输出信号， 经过隔离放大，产生IGBT的推动信号来控制IGBT的导通关断，从而将能量 按照相序回馈至电网中。 电压变换板主要功能是电压滤波，电压隔离和电压变换。发光二级管V1 （绿色）是+15V电源指示。 La、Lb、Lc三只滤波电感在

9、回馈工作时起到限流作用，需要接在控制器外 部，必须注意严格按照要求接线，即L1和L1、L2和L2、L3和L3（参考连 线颜色）必须接在同一滤波电感两端，绝对不能接错，否则可能造成回馈 电路工作不正常甚至损坏元器件。 31 回馈电源板原理图 32 回馈部分电路板 1.回馈控制板 隔离信号插座隔离信号插座 DCU信号插座信号插座 回馈指示灯回馈指示灯 故障指示灯故障指示灯 故障输出插头故障输出插头 33 回馈部分电路板 2.回馈推动板 316插座插座 排线插座排线插座 电源插座电源插座 KM1接触器接触器 插座插座 34 回馈部分电路板 3.电压变换板 滤波电路滤波电路 隔离电路隔离电路

10、移相电路移相电路 隔离信号输出隔离信号输出 插座插座 35 电压变换板原理图 测量相位及移相办法：测量相位及移相办法： 通过示波器测量相位，根据隔离前后相位差距进行调整（用隔离探头通过示波器测量相位，根据隔离前后相位差距进行调整（用隔离探头 分别测量输入侧的分别测量输入侧的L1、L2、L3对对N的波形为隔离前对应的波形为隔离前对应A、B、C的的 波形；波形；R10、R12、R14对地的波形为隔离后对应对地的波形为隔离后对应A、B、C的波形），的波形）， 改变电阻改变电阻R16阻值对应阻值对应L1A ; R17阻值对应阻值对应L2B ; R18阻值对应阻值对应L3C, 减减 小阻值可使相位左移

11、，增大阻值可使相位右移。小阻值可使相位左移，增大阻值可使相位右移。 36 推动模块新结构 易受静电影响易受静电影响 尽量避免触摸尽量避免触摸 水晶插头易松动水晶插头易松动 可能会造成可能会造成SC故障故障 保证安装牢固保证安装牢固 经常检查经常检查 37 通过电源插座的+、-端引入功率电路直流母线电压，经过隔离线性变 换后作为回馈控制的电压反馈信号。推动板的隔离线性变换电路采用 双光耦实现，板上的电位器可用于调整变换比例（5V对应893V）， 通过对电压反馈信号的调整，可以改变回馈电路工作的电压基准值。 推动模块判断是否有短路情况，是通过推动模块检测功率电路中 IGBT模块的六个IGBT单

12、元的C与E在导通过程的电压降，若有电机输 出线对地或绕组匝间短路情况，则Uce大于68V，此时该板的控制 电路封锁IGBT输出，故障指示灯V54亮，发出报警指示。 开关电源板上内臵的开关电源部分产生15V控制电源，通过排线插 头供控制板使用，同时产生3路+15V推动电源，供3块IGBT推动模块 使用。该电源正常工作时，板上的电源指示灯（绿）亮，若不亮，则 表明开关电源故障，可检查控制器是否已正常送电，推动板的保险融 丝是否烧毁。 其他说明 38 其他说明 整流回馈电路在整流时将输入的交流电源供电（3相660V/50Hz），整流滤波 成为直流电源（约900VDC）后供给SRD逆变 电路，用于驱

13、动SRD电机。当 电机制动发电时，通过IGBT导通，将直流电能回馈到交流电网。 在回馈控制板上的限流电路会检测回馈时电流的大小，并保持其在设定范围 内，若检测电流超过设定范围的高限则跳短路保护SC，若低于低限则会关断 IGBT，低于低限时IGBT的关断会影响到回馈的稳定性，造成回馈能力不足， 跳OU保护。 三相控制变压器将660V交流输入电源转换380V，用于控制电路的开关电源供 电以及回馈控制电路的相位同步检测。 进线端的3个压敏电阻器，是用于吸收电源侧浪涌电压的。 上电接触器与回馈推动电源板（APGDH）构成滤波电路充电回路，其作用是 限制上电过程中对电解电容器C3C20的充电电流过大，其

14、工作过程是：三 相交流电源接通时，经二极管整流桥转换的直流电源，经电阻R1限流，给电 容充电，当其电压逐渐升至700VDC以上时，回馈推动电源板上的门槛检测继 电器吸合，从而使接触器KM1吸合，将R1短接，功率电路进入正常工作状态。 如因任何原因接触器KM1未吸合，该接触器的辅助常开触电断开，通过TI1、 GND将信号传给SRD控制板，跳TI1保护。 39 故障举例 开关电源板故障举例： 1、回馈负载能力不够（针对APGDH），导致回馈时开关电源保护，跳OU， 此类故障可能是因为推动板上5V供电不正常导致，可调节RP2旋钮调节5V 电源解决； 2、曾有过排线倒针等现象影响到推动信号传输，可能会跳SC故障； 回馈控制板故障举例： 1、出现过回馈后停车无效，回馈状态持续的问题，除了回馈控制板上原因， 曾尝试通过AUP02板上的移相电路将相位向前移来消除此现象； 2、上电回馈，此故障为回馈门槛电路出现故障，可能是回馈控制板上的N1芯 片损坏引起； 3、任意负载运行时跳SC，重新上电后可复位，此问题可