一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术属于电机系统控制技术领域，具体涉及一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统及其控制方法，滑差控制系统包括：2500kw电机、滑差装置、主监控PC机、PLC主站和滑差控制柜和设置在滑差控制柜内的若干套滑差控制装置；本发明专利技术实现了高参数和高精度的滑差启动方式控制，能够满足大功率脉冲发电机组频繁启动和进行多套滑差控制装置的连锁控制的技术要求，能够满足机组启动安全并按照给定电流稳定加速。足机组启动安全并按照给定电流稳定加速。足机组启动安全并按照给定电流稳定加速。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于电机系统控制
，具体涉及一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]传统的电机转子串电阻起动控制方式运用于小功率场合，通过改变滑差电阻维持定子电流恒定转子回路串电阻的恒转矩起动，控制参数和精度要求低。传统的控制系统仅支持从停止状态启动到最高转速，且采用传统的滑差控制系统加速电机所能达到的最高转速较低，无法满足装置实验的放电需求。此外，现有的滑差控制方式在加速过程中定子电流波动较大，无法稳定使机组按照给定电流加速。
[0003]在托卡马克装置中，需要大功率脉冲发电机组供电，脉冲发电机组由电动机、飞轮、发电机三部分组成。大功率卧式脉冲发电机组电机功率高达2500kW，电机启动转矩大，启动时间长。根据2M装置的实验的要求，需要机组在20分钟内快速启动至1500rpm，在实验过程中每15分钟进行一次放电和再加速操作。大功率脉冲发电机组采用液体转差调节器(简称为“滑差”)对机组进行控制，滑差装置上配备了高位、预定位、低位三个行程开关，包含快提、提高位、加速三种运行方式。实验过程中滑差装置需要再预定位和低位之间频繁动作，以实现机组放电和再加速过程；且滑差装置低位极板间的电阻液间距仅为2
㎜
，如何保证不发生定子过电流的问题，同时还要保证发电机组对于加速时间、电流波动、转矩稳定度等参数的极高要求，是目前亟需解决的问题，因此，需要设计一种在大功率脉冲发电机组中能控制高参数、高精度的滑差控制系统及控制方法来解决上述现有技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统及其控制方法，用于解决现有技术中滑差控制装置仅支持从停止状态启动到最高转速的状态切换，且现有滑差控制装置加速电机的最高转速较低，无法满足实验放电需求，此外，现有滑差控制装置控制方式在加速过程中定子电流波动较大，无法稳定使机组按照给定电流加速的技术问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，包括：2500kw电机、滑差装置、主监控PC机、PLC主站和滑差控制柜和设置在滑差控制柜内的若干套滑差控制装置；2500kw电机分别与滑差装置和滑差控制柜连接，所述每套滑差控制装置内包括：滑差直流调速器、PID调节器、滑差PLC子站、通讯控制模块和电流测量装置，
[0007]所述滑差控制装置内滑差直流调速器与滑差PLC子站连接，PID调节器与滑差控制装置中的直流电机连接，通讯控制模块设置在滑差PLC子站内，电流测量装置与PID调节器连接。
[0008]所述主监控PC机与PLC主站连接，所述PLC主站还与滑差控制柜连接。
[0009]所述每套滑差控制装置内的滑差PLC子站通过滑差控制柜均连接至PLC主站。
[0010]所述的滑差装置内包含液体电阻。
[0011]所述2500KW电机通过转子串联滑差装置内的液体电阻方式进行启动。
[0012]每套滑差控制装置中的滑差PLC子站的控制逻辑中均包含：滑差控制系统提高位运行方式、滑差控制系统快提运行方式和滑差控制系统加速运行方式；
[0013]当滑差控制系统运行快提运行方式时，滑差控制装置中的直流调速器给定电压为220V，滑差装置在10s左右快速提升至预定位一；
[0014]当滑差控制系统运行提高位运行方式时，滑差控制装置中的直流调速器给定电压为220V，滑差装置提升高位；
[0015]当滑差控制系统运行加速运行方式时，滑差控制装置中的直流调速器给定电压为180V，滑差控制系统通过引入机组定子电流作为反馈信号进行PID调节器的调节，滑差装置由高位或预定位一下将至低位。
[0016]所述若干套滑差控制装置的数量为三套，所述三套滑差控制装置的名称分别为序号一滑差控制装置、序号二滑差控制装置和序号三滑差控制装置。
[0017]所述滑差PLC子站与PLC主站的通讯均采用PROFIBUS DP通讯协议；所述主监控PC机与PLC主站之间采用MPI通讯协议。
[0018]所述主站PLC控制三套滑差控制装置按照预设的加速顺序先后进行加速运行，三套滑差控制装置预设的加速顺序依次为序号三滑差控制装置、序号一滑差控制装置和序号二滑差控制装置，以此保证同一时间只有一套滑差装置进行加速，避免多套滑差控制装置同时工作。
[0019]所述每套滑差控制装置均具有本地控制和计算机控制两种控制方式，计算机控制方式是通过主监视PC机控制PLC主站，并对与PLC主站相连接的滑差PLC子站进行控制；
[0020]本地控制方式通过滑差控制柜直接对滑差PLC子站进行控制；
[0021]上述本地控制和计算机控制两种控制方式中计算机控制具有优先权。
[0022]所述滑差控制系统运行加速运行时，启动阶段设定时间延迟。
[0023]对所述PID调节器进行定子电流停止值和定子电流启动值的数值设定；当定子电流超过定子电流停止值，则直流调速器停止；当定子电流降低到定子电流启动值时，直流调速器重现启动。
[0024]一种如上所述的大功率脉冲发电机组滑差控制系统的控制方法，包括如下控制步骤：
[0025]步骤一：当滑差控制装置中PLC子站满足滑差控制系统启动条件，且PLC子站收到主监控PC机计算机控制或本地控制命令后，机组启动，滑差控制装置延时启动后，直流调速器开始工作，执行滑差控制系统的加速运行方式；
[0026]步骤二：PID调节器接收2500KW电机定子电流信号，控制电极下降速度，电极到达低位后，电极启动完成。
[0027]步骤三：在步骤二过程中若机组放电，则滑差控制系统启动快提运行方式，直流调速器给定电压为220V，滑差装置在10s左右快速提升至预定位一，放电完成后进行再次启动滑差控制系统加速运行方式，PID调节器反馈控制工作，当电极到达低位，加速完成；
[0028]当步骤二过程中机组停机时，滑差控制系统执行提高位运行方式，直流调速器给定电压为220V，滑差装置提升高位。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030]本专利技术设计的滑差控制系统及其控制方法，实现了高参数和高精度的滑差启动方式控制，能够满足大功率脉冲发电机组频繁启动和进行多套滑差控制装置的连锁控制的技术要求，能够满足机组启动安全并按照给定电流稳定加速。
[0031]此外，本专利技术设计的滑差控制装置还有如下具体技术优势：
[0032]1)本专利技术设计的滑差控制系统考虑到多套滑差控制装置同时工作时，多套滑差控制装置采用连锁控制方法运行，通过不同套滑差控制装置间的连锁控制，多套滑差控制系统按照先后顺序进行加速，避免了同时加速。保证同一时间只有一套滑差装置进行加速，提高了可靠性和运行参数。
[0033]2)本专利技术设计的滑差控制系统中的滑差控制装置采用了三种控制运行方式，分别是快提、提高位、加速运行方式。
[0034]3)优化了滑差控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，其特征在于，包括：2500kw电机、滑差装置、主监控PC机、PLC主站和滑差控制柜和设置在滑差控制柜内的若干套滑差控制装置；2500kw电机分别与滑差装置和滑差控制柜连接，所述每套滑差控制装置内包括：滑差直流调速器、PID调节器、滑差PLC子站、通讯控制模块和电流测量装置，所述滑差控制装置内滑差直流调速器与滑差PLC子站连接，PID调节器与滑差控制装置中的直流电机连接，通讯控制模块设置在滑差PLC子站内，电流测量装置与PID调节器连接。所述主监控PC机与PLC主站连接，所述PLC主站还与滑差控制柜连接。2.根据权利要求1所述的一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，其特征在于：所述每套滑差控制装置内的滑差PLC子站通过滑差控制柜均连接至PLC主站。3.根据权利要求2所述的一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，其特征在于：所述的滑差装置内包含液体电阻。4.根据权利要求3所述的一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，其特征在于：所述2500KW电机通过转子串联滑差装置内的液体电阻方式进行启动。5.根据权利要求4所述的一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，其特征在于：每套滑差控制装置中的滑差PLC子站的控制逻辑中均包含：滑差控制系统提高位运行方式、滑差控制系统快提运行方式和滑差控制系统加速运行方式；当滑差控制系统运行快提运行方式时，滑差控制装置中的直流调速器给定电压为220V，滑差装置在10s左右快速提升至预定位一；当滑差控制系统运行提高位运行方式时，滑差控制装置中的直流调速器给定电压为220V，滑差装置提升高位；当滑差控制系统运行加速运行方式时，滑差控制装置中的直流调速器给定电压为180V，滑差控制系统通过引入机组定子电流作为反馈信号进行PID调节器的调节，滑差装置由高位或预定位一下将至低位。6.根据权利要求5所述的一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，其特征在于：所述若干套滑差控制装置的数量为三套，所述三套滑差控制装置的名称分别为序号一滑差控制装置、序号二滑差控制装置和序号三滑差控制装置。7.根据权利要求6所述的一种大功率脉冲发电机组滑差控制系统，其特征在于：所述滑差PLC子站与PLC主站的通讯均采用PROFIBUSD...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，徐丽荣，胡浩天，康莉，任岷，李华俊，彭建飞，王海兵，何金成，戢洋，廖超，邓茂才，金庆华，张建，王英翘，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：