直流调速器讲义

三、调速器参数设置
操作键盘
右图为直流调速 器控制键盘。 该控制键盘功 能 有 ： 设置 各 项 参 数 、 诊 断故 障 类 型 、故障报警、本地/ 远 地 模 式设 置 等 。 有 一 些 调速 器 的 控 制 键 盘 还可 以 对 程 序 参 数 进行 下 载 和 录入。
按键功能表

直流调速器工作原理
三相交流电源输入调速器后，经过三相全控晶闸管整 流、调压，输出一组任意可调的直流电来控制直流电动机 的电枢。 直流调速器在工作过程中对电动机不同的负荷、不同的 速度要求等技术性能可作出自动调整，如需精度较高的速 度采用了速度闭环控制（或电枢电压闭环控制）。 直流电动机的励磁控制根据使用场合的不同，可采用直 流调速器控制的内部励磁，也可用外部电源作励磁控制。 还有一些起重机械需要串励、并励共用的励磁方式（复 励），此时电动机的串联磁场应与一组定向桥式二极管适 当连接，才能保持串联磁场的磁极方向不变，使电动机的 方向转换不受影响。 如下图所示
2、欧陆调速器型号介绍
59×————×是双数的为四像限
其他参数参看书本P79
（可正反转） ×是单数的为二像限 （单向运转）
二、 直流调速器构造、原理
1、构造
直流调速器组成部分 （1）、主板（微处理器） （2）、触发板 （3）、功率模块 （4）、电源
主板——主要功能：脉冲触发信号生成
主板带有一个16位（也有用32位）微处理器控制，执行 以下功能 A、 D/A转换 B、电流环控制 C、速度环控制 D、励磁控制
直流电动机的调速公式
直流电动机的调速方式
根据上述公式，直流电动机调速方式有三种：
1、改变电枢回路电阻 2、改变励磁磁通 Φ
（即电枢串阻） （弱磁调速）
3、改变电枢端电压 U
直流调速器就是采用第3种方式进行对电动机调速。
一、直 流 调 速 器 简 介
1、港口应用直流调速器的型号
欧陆 西门子 ABB 590系列 6RA28 DCS500、800等系列


下面是调速器几个主要基本参数设置的操作方法。基本参数 包括：电枢电压、电枢电流、励磁电流等。
四、故障判断
直流调速器经常发生故障的部位一般为： 1、电源部分 由于输入电源过高导致电源部分的元件烧坏，损坏的元件多为保险管、压 敏电阻、滤波电容、开关功率管等。 2、功率模块 电动机过载、电源电压过高、触发脉冲异常、调速器工作时间长温度过 高等现象均可造成晶闸管模块烧毁。更换晶闸管要注意性能参数跟原来一致。 3、负载开路 主电路负载开路，会造成直流调速器报警跳闸，故障显示为电枢过压。 此时需检查主电路的输出部分特别是电动机是否开路。注意：在检修直流调速 器试机时，不可断开负载部分，否则调速器不能正常工作。 4、励磁故障 当电动机的并联磁场开路后，调速器发出报警信息：励磁失败，并跳闸 保护。此时需检查电机的磁场线圈是否正常。有些电动机磁场采用串联与并联 来激励，当并联磁场异常而电机的转速过高时，也会造成调速器跳闸保护。
调速器端口B5为零速信号的输出，可作电动机制动机构零速抱闸控 制，电动机零速时，B5输出24V电压使继电器吸合，其触点控制电液抱 闸接触器断开，使抱闸机构实行零速制动，该设计可使机械运行平稳 、 制动闸片磨损少。
下图为技校直流调速器实验箱电气线路
调速器端口C5提 供了电动机运转信号， 通过C5与其它端口的 组合，可实现电动机 多种操作。如图： 正转：C5与C9接通； 反转：C5和C7分别与 C9接通。 点 动 正 转 ： C4 、 C5分别与C9接通； 点 动 反 转 ： C4 、 C5、C8分别与C9接通。
E、程序（参数）设置、控制 F、报警识别和故障指示 G、人机接口的键盘和显示 H、发光二极管诊断 此外，主板还接收处理各种输入信号（模拟量、数字量 ）、完成各种电压闭环、速度闭环等控制；另外，设置的电 流环具有自适应功能，这可使负载变化较大时，系统也能获 得平稳的速度响应。
主板实物图 590P15A
晶闸管符号及等效图：
晶闸管模块实物图
TN
电源
电源由单相交流电（220V）直接整流，提供一个高压直流电，然后通 过脉宽调制（PWM）电子开关调制，输出各种所需的直流电压供给电路 板工作。
2．直流1、V2、V3、V4、V5、V6 反转时导通的反组晶闸管： V7、V8、V9、V10、V11、V12
12路触发脉冲信号由微处理器根据预设参数与实际输入的各种信号（包 括操作信号和保护信号等）通过计算和处理后提供。脉冲信号的触发时间 和触发次序由相关的输入信号决定，也即电动机运行时的所需转矩（负载 ）大小或运行速度、运行方向由操作者通过操作相关的开关、变阻器等元 件来实施。比如需要电动机运转速度下降时，调整脉冲信号中触发时间（ 改变变阻器数值）短些；反之需要电动机运转速度上升时触发时间长些。 如要求电动机的转向变化，则调整相关的触发信号（由相关的开关组合而 定）加到不同的晶闸管模块组合元件上。 直流调速器的输出电压大小，由改变晶闸管的控制角α 和导通角θ 来实 施调整的。正向控制电压（触发脉冲）的相位越前移，控制角α 就越小， 导通角θ 就越大，输出电压就越大高。反之α 越大，θ 就越小，输出电压 就越低。 触发脉冲信号按要求对V1、V2、V3、V4、V5、V6进行触发控制时， 电动机可作正方向旋转，若对V7、V8、V9、V10、V11、V12进行触发控制 时，电动机可作反方向旋转。触发信号要严格按照触发次序进行工作，不 能同时触发正组晶闸管模块和反组晶闸管模块，否则会发生烧坏元件等短 路现象。


本地/远程键——针对启动/停止（程序）以及速度控制（基准），可 在远程控制模式与本地控制模式之间进行切换。在进行切换时，显示 屏幕将自动显示相关设定值界面，并且设定值（本地）界面将启用向 上键与向下键来修改设定值。
用于本地操作调速器的按键

正向/逆向控制——当处于本地控制模式下时，根据 显示器的指示来更改电机旋转方向。当处于点动模式 下时，在两种点动速度模式之间进行选择。在远程模 式下，该按键无任何作用。
触发板实物图 型号 590+ 110A
TM TL nL nM 1
另一型号触发板 590P/15A
触发板功能如下：
1) 根据微处理器的指令，确定主模块中哪一个晶闸管受触发（带脉冲 变压器的触发脉冲电路） 2) 通过电流互感器测量电枢电流，实现电路的电流反馈控制

功率模块
590P系列直流调速器输出部分根据控制器不同的功率 ，采用不同的功率模块，小功率的选用智能模块（IPM）为 开关器件；大功率的如额定输出电流为110A的选用GTO晶 闸管模块作为开关器件。型号：MCC95-16
右图为一起重机变幅机 构的直流调速器控制电路。 电动机采用串、并联励磁激 励（复励），串联磁场的主 要作用是增大起重力矩，并 联磁场的作用是在增幅（下 降）时稳定电机的速度，防 止其失速而导致调速器跳闸。
工作原理如下：
首先给辅助电源通电，调速器进行上电检测，正常后由D5、 D5送出合闸信号驱动继电器并使主接触器吸合，三相交流电源正常 供电。同时继电器也让C3端口接通启支/运行开关，使调速器处于等 待运行状态。 若进行增幅、减幅操作，则可扳动电位器手柄（开关与电位器 联动），调速器A4端口根据电位器中心臂送入不同的电压极性和电 压大小 进行控制电动机转向和运转速度。当A4获得正电压时，电 动机控制机械作减幅运行；当A4获得负电压时，机械作增幅运行。 并且A4得到的正电压越大或负电压越大，其所控制电动机的转速越 高。

点动控制——在根据点动速度1参数所确定的速度 下来运行电机。当放开此按键时，调速器将返回至 “已停止”状态。只在调速器“已停止”并且处于本 地模式下时使用。在远程模式下，该按键无任何作用。
运行控制——在根据本地设定值所确定的速度下来 运行电机。 跳闸复位——对跳闸进行复位，随后按照如上说明来 运行电机。只在调速器处于本地模式下时使用。 停止/复位控制——停止电机。只有当调速器处于 本地模式下时，方可使用该按键。跳闸复位——如果 跳闸不再处于活动状态，则对跳闸进行复位并清除所 显示的信息。
向上箭头键——向上移动，浏览参数列表。 用于增加显示参数值。


向下箭头键——向下移动，浏览参数列表。用于减少显示参数值。
退出键——显示前一级次的菜单；返回至参数列表。 跳闸确认——确认所显示的跳闸或错误信息。 菜单键——显示下一级次的菜单，或者显示当前菜单的首个参数。 当显示参数时，向下按住M键，即显示出参数标 记编号。在可书写参 数上重复按下该键，即在参数值上移动光标，能够快速增加/降低参 数值。 编程键——在处于本地模式下时，显示出前一个人机接口菜单，同时， 仍保持在本地模式下，这就使得能够对本地菜单中没有的参数进行修 改。在远程模式下，该按键无任何作用。
直流调速器介绍
欧陆590P数字直流调速器
在现代港口的装卸作业中，大量 的港口机械是由电动机拖动运转的。 而电动机的选择既大量选用交流电动 机，也有些场合根据不同要求使用直 流电动机。 直流电动机的优点： 有良好的调速性能、启动力矩大、 较宽的范围内平滑调速、过载能力强 等。 其缺点是：构造复杂、价格较高、 维修困难、工作可靠性及控制方法不 及交流电动机。
从图中可看出，串联 磁场绕组连接在定向二 极管桥的两端，无论电 枢电流的正反流向如何 改变，但流过串联绕组 的电流方向始终保持一 致。这样，就只让电枢 的流通电流改变，而磁 场极性固定，从而使电 动机的旋转方向能正常 地按需变换。
注意：如果不使用定 向二极管桥，刚电动机 无法改变其旋转方向。
3．电路接线图
必须注意：这里所说的转矩大小的是否变化，是相 对于转速变化而言的，不能和负载轻重变化时，转 矩大小的变化相混淆。或者说，“恒转矩”负载的 特点是：负载转矩的大小，仅仅取决于负载的轻重， 而和转速大小无关。拿带式输送机来说，当传输带 上的物多时，不论转速有多大，负载转矩都较大；