一种行车变频器控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种行车变频器控制系统，包括与电机连接的多个特种变频器，多个所述特种变频器分别通过带熔刀闸并联至整流器的BUS+、BUS‑端子上以实现多个所述特种变频器直流共母线；所述整流器的输入连接三相交流380V电源，其BUS+、BUS‑端子上设有一备用制动电阻，所述制动电阻的功率根据最大电机的功率选配。所述行车变频器控制采用水冷系统，散热效率高，可适应60℃以下高温环境正常运行；且同台行车多机构特种变频器共母线，电容量大，母线电压稳定，制动机构能量回馈到母线再被其他同时工作机构消耗，利用率高，节能效果显著；另外，维护便捷，可节约成本。

Driving frequency converter control system

The invention discloses a driving control system of the converter, comprising a plurality of frequency converter connected with the motor, a plurality of the special transducer were fused to the BUS+ switch parallel rectifier, BUS terminals to achieve more of the special inverter DC bus through; the rectifier is connected with the input of the three-phase AC 380V the power supply, BUS+, BUS terminal is provided with a standby power braking resistor, the braking resistor according to the maximum power matching motor. The traffic control inverter adopts water cooling system, high thermal efficiency, can adapt to the environment of high temperature 60 degrees below the normal operation; and the same driving multi agency special inverter bus, large capacitance, voltage stability, brake energy back to the bus to be consumed and other working mechanism, high utilization rate, energy saving effect is obvious; in addition, the maintenance is convenient, can save cost.

【技术实现步骤摘要】
一种行车变频器控制系统
本专利技术涉及起重机械控制领域，尤其涉及一种变频器共母线、采用水冷方式的行车变频器控制系统。
技术介绍
传统的行车电机驱动方案一般采用:1)直接起动电动机；2)转子串电阻调速；3)可控硅定子调压调速；4)变频调速。相对于前面三种调速方案，变频调速具有调速范围大、特性硬、精度高、效率高等优点，在调速过程中没有附加损耗，能实现平滑的无级调速。但在实际的使用过程中，普通变频器存在许多局限性：1)普通变频器散热方式为风冷却，在高温高湿环境中频繁报过热故障，操作时常中断，故障需要复位才能再次工作；2)防护等级低，在高粉尘环境使用容易发生元器件短路或误动作；3)在强磁环境，普通变频器逻辑动作不正常，根本无法工作。在行车上使用普通变频器就必须安装在一个密封的梁柜或专用柜体里，同时还要加装空调等降温设备，所以，在一些特殊环境普通变频器是没有生存空间，比方说电解铝车间磁场大，粉尘多，还有腐蚀性的烟气，车间工作环境温度最高达到60℃，行车在这样的环境工作将受到严重影响，稳定性低，故障维修量大；电气控制设备在高磁场中受到严重干扰不能正常工作，尤其是普通变频器在行车上使用，频繁报故障；车间水汽在电气设备内凝露，导致带电部件短路或者绝缘降低；且此类环境致使行车使用性能降低，维护成本居高不下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种行车变频器控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种行车变频器控制系统，包括与电机连接的多个特种变频器，多个所述特种变频器分别通过带熔刀闸并联至整流器的BUS+、BUS-端子上以实现多个所述特种变频器直流共母线。所述整流器的输入连接三相交流380V电源，其BUS+、BUS-端子上设有一备用制动电阻，所述制动电阻的功率根据最大电机的功率选配。进一步地，所述整流器包括全波整流器、预充电电阻、短路直流接触器、吸收电容、第一滤波电容、制动控制模块以及第一数字控制器；全波整流器的输入与三相交流380V电源连接，三相交流电经全波整流器整流后经第一滤波电容滤波，得到DC540V直流电通过DC+端与DC-端输出到BUS+、BUS-端子上；吸收电容并联于全波整流器的两端，用于吸收开关元件在开通关断过程中产生的尖峰电压并减小直流母线纹波电压；预充电电阻串联接入DC-端，用于对第一滤波电容初始上电时预充电限流；第一数字控制器接入三相交流380V电源的输出端，且通过控制制动控制模块的通断实现对制动电阻的控制，第一数字控制器实时检测母线电压，当母线电压≥720V时开通制动控制模块，当母线电压≤710V时关断制动控制模块；短路直流接触器并联于预充电电阻的两端，通过对母线电压的检测，当达到380V时，闭合短路直流接触器将预充电电阻短路，同时对预充电时间进行计时，若预充电时间超过5s而母线电压未达到380V时，第一数字控制器报预充电超时故障；若母线电压达到380V且发出短路直流接触器闭合指令而没有动作则第一数字控制器报直流接触器故障；且第一数字控制器通过对第一滤波电容端电压的监测判断均压电阻R1、R2是否开路或短路；同时第一数字控制器输出DC24V和PWM波控制冷却系统中的循环泵及调速。进一步地，所述特种变频器采用矢量控制技术实现电机转矩控制，在起升机构中采用速度编码器形成闭环矢量控制，在平移机构中使用无PG矢量控制；行车指令通过CAN总线通信或数字信号控制特种变频器驱动电机运行；且所述特种变频器实时监测到电机定子温度与功率模块温度，在温度达到极限值之前发出警告，同时监测直流母线电压、电流和交流输出电压、电流，在过压、过流和欠压现象发生时提供保护；所述特种变频器包括第二滤波电容、三相逆变桥以及第二数字控制器，其中第二滤波电容与三相逆变桥并联于母线，在三相逆变桥工作过程中第二滤波电容吸收IGBT产生的突波并为电机提供无功功率，第二数字控制器集成了IGBT驱动模块，具有IGBT短路硬件保护电路。所述特种变频器采用金属密封性外壳。所述特种变频器、整流器与带风机散热器、循环泵、储水箱及阀门组成冷却单元的内循环，特种变频器与整流器依序连接，所述整流器的出水口通过第一阀门连接带风机散热器的入口，带风机散热器的出口通过储水箱与循环泵连接，循环泵与特种变频器之间设有第二阀门；通过检查整流器功率模块的温度调节循环泵的速度，从而调节其他各部件的温度以形成闭环控制；当检测整流器功率模块的温度达到85℃时，报过温预警信息；当温度达到90℃时，报过温故障，并发出故障信号给所有机构变频器停机保护。与现有技术相比，本专利技术提供的所述行车变频器控制系统具有以下有益效果：1、同台行车多机构特种变频器共母线，电容量大，母线电压稳定，制动机构能量回馈到母线再被其他同时工作机构消耗，利用率高，节能效果显著；2、维护便捷，可节约成本；3、特种变频器防护等级达到IP67，在高污染环境中可防尘、防潮、防腐蚀；外壳为合金铝结构，抗干扰能力强；4、特种变频器结构紧凑，体积小，抗震性能好；5、行车所有机构电机制动功能集成为一个备用制动电阻，保护母线过压，同时也便于控制，节约了成本；采用水冷系统，散热效率高，可适应60℃以下高温环境正常运行；6、适应范围广，可控制永磁同步电机、绕线式异步电机、鼠笼式异步电机；7、特种变频器具有CAN通信口，行车机构控制可以利用总线通信控制或数字信号控制，根据现场工况灵活选择。附图说明图1为本专利技术的控制系统结构图；图2为图1中整流器的原理图；图3为图1中特种变频器的原理图；图4为本专利技术水冷系统图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种行车变频器控制系统，包括与电机M连接的多个特种变频器A1，多个所述特种变频器A1分别通过带熔刀闸QS1并联至整流器A2的BUS+、BUS-端子上以实现多个所述特种变频器A1直流共母线。电机M包括但不限于起升机构电机、大车机构电机和小车机构电机。请参阅图1及图2，所述整流器A2的输入连接三相交流380V电源，其BUS+、BUS-端子上设有一备用制动电阻A3，所述制动电阻A3的功率根据最大电机的功率选配。请参阅图2，所述整流器A2包括全波整流器(D1～D3)、预充电电阻(R3、R4)、短路直流接触器K1、吸收电容(C1、C2)、第一滤波电容(E1～E6)、制动控制模块Q1以及第一数字控制器。图2中R/L1、S/L2、T/L3为三相AC380V电源输入端，三相交流电全波整流器(D1～D3)整流后经第一滤波电容(E1～E6)滤波，得到DC540V直流电通过DC+端与DC-端输出到BUS+、BUS-端子上；吸收电容(C1、C2)并联于全波整流器(D1～D3)的两端，用于吸收开关元件在开通关断过程中产生的尖峰电压并减小直流母线纹波电压；预充电电阻(R3、R4)串联接入DC-端，用于对第一滤波电容(E1～E6)初始上电时预充电限流；第一数字控制器DCtr1接入三相交流380V电源的输出端，且通过控制制动控制模块Q1的通断实现对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行车变频器控制系统，其特征在于，包括与电机连接的多个特种变频器，多个所述特种变频器分别通过带熔刀闸并联至整流器的BUS+、BUS‑端子上以实现多个所述特种变频器直流共母线。

【技术特征摘要】
1.一种行车变频器控制系统，其特征在于，包括与电机连接的多个特种变频器，多个所述特种变频器分别通过带熔刀闸并联至整流器的BUS+、BUS-端子上以实现多个所述特种变频器直流共母线。2.根据权利要求1所述的一种行车变频器控制系统，其特征在于，所述整流器的输入连接三相交流380V电源，其BUS+、BUS-端子上设有一备用制动电阻，所述制动电阻的功率根据最大电机的功率选配。3.根据权利要求2所述的一种行车变频器控制系统，其特征在于，所述整流器包括全波整流器、预充电电阻、短路直流接触器、吸收电容、第一滤波电容、制动控制模块以及第一数字控制器；全波整流器的输入与三相交流380V电源连接，三相交流电经全波整流器整流后经第一滤波电容滤波，得到DC540V直流电通过DC+端与DC-端输出到BUS+、BUS-端子上；吸收电容并联于全波整流器的两端，用于吸收开关元件在开通关断过程中产生的尖峰电压并减小直流母线纹波电压；预充电电阻串联接入DC-端，用于对第一滤波电容初始上电时预充电限流；第一数字控制器接入三相交流380V电源的输出端，且通过控制制动控制模块的通断实现对制动电阻的控制，第一数字控制器实时检测母线电压，当母线电压≥720V时开通制动控制模块，当母线电压≤710V时关断制动控制模块；短路直流接触器并联于预充电电阻的两端，通过对母线电压的检测，当达到380V时，闭合短路直流接触器将预充电电阻短路，同时对预充电时间进行计时，若预充电时间超过5s而母线电压未达到380V时，第一数字控制器报预充电超时故障；若母线电压达到380V且发出短路直流接触器闭合指令而没有动作则第一数字控制器报直流接触器故障；且第一数字控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭云根，
申请(专利权)人：长沙奥托自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43