專利名稱：大型裝出料機四臺行走電機同步控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鍛壓行業大型裝出料機多臺行走電機的同步控制問題。
背景技術：
裝出料機是一種將鍛造鋼錠或坯料裝入加熱爐中，并能將加熱好的鋼錠或坯料從加熱爐中取出，送給鍛造壓機或鍛造操作機的設備。目前裝出料機的行走驅動模式主要有油缸驅動、單電機配合驅動軸和驅動鏈條驅動等。為了滿足裝出料機大型化和高可靠性的要求，解決電機所需安裝空間與設備結構局限的矛盾，我們在50T有軌裝出料機的設計過程中提出了一種新的由四臺電機驅動四輪行走的模式，即裝出料機大車、小車的四個行走輪各由一臺附帶減速機的電機驅動。這樣，要保證裝出料機行走平穩、不打滑、不偏載，就要求四臺電機的運轉達到較高的同步性。這在裝出料機行走控制上是個新問題。現有的多電機同步控制技術要么控制結構和算法復雜，要么不適合裝出料機性能要求。
發明內容本實用新型發明目的:為了解決大型有軌裝出料機設計過程中遇到的上述實際技術問題，保證裝出料機大車、小車四輪行走具有較高的同步性，而且控制簡單。本實用新型技術方案:—種大型裝出料機四臺行走電機同步控制裝置，主要包括熔斷器式隔離開關1、進線電抗器2、變頻器3、電流互感器4、電機5、制動電阻6、控制器7、變送器8、熱繼電器9 ;變頻器3進線線路上設置熔斷器式隔離開關I和進線電抗器2，輸出端并聯四臺電機5，在每臺電機回路中設置電流互感器4和熱繼電器9 ;變送器8 一頭連接控制器7，另一頭連接電流互感器4和熱繼電器9 ;變頻器3上連接制動電阻6 ;控制器7與變頻器3相連，給定變頻器3控制信號，驅動裝出料機四臺行走電機5同時啟停和運行。所述的變頻器3的功率等于四臺電機5功率之和，各臺電機參數完全一致，所述的控制器7為西門子S7-300 PLC,所述控制器7和變頻器3之間采用PR0FIBUS-DP通訊，所述電機5為三相異步電動機。所述熔斷器式隔離開關I和進線電抗器2起到通斷電源、短路保護和抑制電網電流沖擊、減少諧波電流對電網的污染等作用；所述電流互感器4實時監測電機電流，送到熱繼電器9中或通過變送器8送到PLC控制器7中，對每臺電機進行過載保護和缺相檢測保護。所述變頻器3使得電機起動、制動平穩，并滿足了裝出料機在各種工況下連續調速的需求。四臺電機依靠自身固有機械特性自動調節轉速，實現裝出料機四輪同步運行。當電機運行時，可能出現由于裝出料機行走輪與軌面接觸不實或者裝出料機偏載等原因造成各臺電機承受負載不同的情況。此時，根據三相異步電機的固有機械特性，承受負載大的電機轉速將自然降低，而承受負載小的電機轉速將自然升高，四臺電機自然同步。[0011]技術效果:本裝置使大型裝出料機四臺行走電機同步控制實現了裝出料機四輪同步運行，控制系統簡單，很好地滿足了裝出料機的性能要求。

圖1為本實用新型控制方案原理圖。圖中:1.熔斷器式隔離開關；2.進線電抗器；3.變頻器；4.電流互感器；5.電機；
6.制動電阻；7.控制器；8.變送器；9.熱繼電器。圖2為三相異步電機機械特性曲線。圖中:n表示電機轉速，T表示電機電磁轉矩，Te為額定轉矩點，A點為同步運行點，B點為最大轉矩點，C點為起動點，no為同步轉速，ne為額定轉速，Sm為臨界轉差率。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細描述。裝出料機大車、小車的行走分別由四個行走輪在各自運行軌道上滾動實現，每個輪子分別由一臺電機加減速機裝置進行驅動。本發明提出的控制方案的原理和硬件構成如圖1所示，硬件部分主要包括熔斷器式隔離開關1、進線電抗器2、變頻器3、電流互感器4、電機5、制動電阻6、控制器7、變送器8、熱繼電器9等。變頻器3驅動四臺電機5運轉，變頻器3的應用使得電機5啟動、制動平穩，并滿足了裝出料機在各種工況下連續調速的需求。在變頻器3進線端設置熔斷器式隔離開關I和進線電抗器2，起到短路保護和抑制電網電流沖擊、減少諧波電流對電網的污染等作用。變頻器3的出線端并聯四臺行走電機5，各臺電機參數完全一致。變頻器3的功率等于四臺電機5功率之和，在變頻器3上連接制動電阻
6。每臺電機回路中設置兩個電流互感器4，實時監測電機電流，送到熱繼電器9中，或通過變送器8送到PLC控制器7中，對每臺電機進行過載保護和缺相檢測保護。裝出料機行走制動采用能耗制動方式。通過變頻器3可以對整個控制系統和各個電機進行優化，達到最佳的控制效果。與變頻器3相連的控制器7給定變頻器3控制信號，驅動四臺電機5同時啟停和運行。四臺電機5依靠自身固有機械特性自動調節，實現裝出料機四輪同步運行。圖2所示為三相異步電機機械特性曲線，從圖中可以看出，在I象限，(KrKn1，轉差率0〈s〈l，電磁轉矩T與轉子轉速η均為正，電機處于電動運行狀態。根據三相異步電機的固有機械特性，電機運行在額定工作點Te附近時，對應電機機械特性曲線的Α、B點之間，此時S〈Sm，若電機電磁轉矩T增大，則電機轉速下降；若電機電磁轉矩T減小，則電機轉速升高。通俗的講就是，承受負載大的電機轉速將自然降低，而承受負載小的電機轉速將自然升高。本實用新型正是利用電機的這一固有機械特性，用一臺變頻器驅動裝出料機四臺行走電機運轉。對變頻器設置的每一個輸出頻率，當四臺電機的轉速不一致時，每臺電機會根據當前頻率的機械特性和自身承受的負載大小自動調節轉速，從而達到四臺電機運轉的動態平衡和轉速同步，滿足裝出料機行走的要求。
權利要求1.一種大型裝出料機四臺行走電機同步控制裝置，其特征是:主要包括熔斷器式隔離開關(I)、進線電抗器(2)、變頻器(3)、電流互感器(4)、電機(5)、制動電阻(6)、控制器(7)、變送器(8)、熱繼電器(9);變頻器(3)進線線路上設置熔斷器式隔離開關(I)和進線電抗器(2)，輸出端并聯四臺電機(5)，在每臺電機回路中設置電流互感器(4)和熱繼電器(9);變送器(8) —頭連接控制器(7)，另一頭連接電流互感器(4)和熱繼電器(9);變頻器(3)上連接制動電阻(6);控制器(7)與變頻器(3)相連。
2.按權利要求1所述的一種大型裝出料機四臺行走電機同步控制裝置，其特征是:所述的變頻器(3)的功率等于四臺電機(5)功率之和，各臺電機參數完全一致，所述的控制器(7)為西門子S7-300 PLC，所述的控制器(7)和變頻器(3)之間采用PROFIBUS-DP通訊，所述的電機(5)為三相異步電動機。
專利摘要一種大型裝出料機四臺行走電機同步控制裝置，屬于四臺行走電機同步控制領域，技術方案是由一臺變頻器驅動四臺電機運轉，變頻器進線路上設置熔斷器式隔離開關和進線電抗器，熔斷器式隔離開關輸入端連接到供電母線，變頻器上連接制動電阻，輸出端并聯四臺電機，在每臺電機回路中設置電流互感器；控制器與變頻器相連，給定變頻器控制信號，驅動裝出料機四臺行走電機同時啟停和運行。本裝置電機起動、制動平穩，并可連續調速，可以短路保護和抑制電網電流沖擊，實現對每臺電機的過載保護和缺相檢測保護。本裝置實現了裝出料機四輪同步運行，控制系統簡單，很好地滿足了裝出料機的性能要求。
文檔編號H02P5/74GK203014726SQ201320004239
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月6日 優先權日2013年1月6日
發明者向樹民, 何廣祥, 楊艷偉, 張勁, 楊科, 周德慧, 向濤, 王利珍 申請人:西安蘭石重工機械有限公司