专利名称：大型装出料机四台行走电机同步控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及锻压行业大型装出料机多台行走电机的同步控制问题。
背景技术：
装出料机是一种将锻造钢锭或坯料装入加热炉中，并能将加热好的钢锭或坯料从加热炉中取出，送给锻造压机或锻造操作机的设备。目前装出料机的行走驱动模式主要有油缸驱动、单电机配合驱动轴和驱动链条驱动等。为了满足装出料机大型化和高可靠性的要求，解决电机所需安装空间与设备结构局限的矛盾，我们在50T有轨装出料机的设计过程中提出了一种新的由四台电机驱动四轮行走的模式，即装出料机大车、小车的四个行走轮各由一台附带减速机的电机驱动。这样，要保证装出料机行走平稳、不打滑、不偏载，就要求四台电机的运转达到较高的同步性。这在装出料机行走控制上是个新问题。现有的多电机同步控制技术要么控制结构和算法复杂，要么不适合装出料机性能要求。
发明内容本实用新型发明目的:为了解决大型有轨装出料机设计过程中遇到的上述实际技术问题，保证装出料机大车、小车四轮行走具有较高的同步性，而且控制简单。本实用新型技术方案:—种大型装出料机四台行走电机同步控制装置，主要包括熔断器式隔离开关1、进线电抗器2、变频器3、电流互感器4、电机5、制动电阻6、控制器7、变送器8、热继电器9 ;变频器3进线线路上设置熔断器式隔离开关I和进线电抗器2，输出端并联四台电机5，在每台电机回路中设置电流互感器4和热继电器9 ;变送器8 一头连接控制器7，另一头连接电流互感器4和热继电器9 ;变频器3上连接制动电阻6 ;控制器7与变频器3相连，给定变频器3控制信号，驱动装出料机四台行走电机5同时启停和运行。所述的变频器3的功率等于四台电机5功率之和，各台电机参数完全一致，所述的控制器7为西门子S7-300 PLC,所述控制器7和变频器3之间采用PR0FIBUS-DP通讯，所述电机5为三相异步电动机。所述熔断器式隔离开关I和进线电抗器2起到通断电源、短路保护和抑制电网电流冲击、减少谐波电流对电网的污染等作用；所述电流互感器4实时监测电机电流，送到热继电器9中或通过变送器8送到PLC控制器7中，对每台电机进行过载保护和缺相检测保护。所述变频器3使得电机起动、制动平稳，并满足了装出料机在各种工况下连续调速的需求。四台电机依靠自身固有机械特性自动调节转速，实现装出料机四轮同步运行。当电机运行时，可能出现由于装出料机行走轮与轨面接触不实或者装出料机偏载等原因造成各台电机承受负载不同的情况。此时，根据三相异步电机的固有机械特性，承受负载大的电机转速将自然降低，而承受负载小的电机转速将自然升高，四台电机自然同步。[0011]技术效果:本装置使大型装出料机四台行走电机同步控制实现了装出料机四轮同步运行，控制系统简单，很好地满足了装出料机的性能要求。
图1为本实用新型控制方案原理图。图中:1.熔断器式隔离开关；2.进线电抗器；3.变频器；4.电流互感器；5.电机；
6.制动电阻；7.控制器；8.变送器；9.热继电器。图2为三相异步电机机械特性曲线。图中:n表示电机转速，T表示电机电磁转矩，Te为额定转矩点，A点为同步运行点，B点为最大转矩点，C点为起动点，no为同步转速，ne为额定转速，Sm为临界转差率。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细描述。装出料机大车、小车的行走分别由四个行走轮在各自运行轨道上滚动实现，每个轮子分别由一台电机加减速机装置进行驱动。本发明提出的控制方案的原理和硬件构成如图1所示，硬件部分主要包括熔断器式隔离开关1、进线电抗器2、变频器3、电流互感器4、电机5、制动电阻6、控制器7、变送器8、热继电器9等。变频器3驱动四台电机5运转，变频器3的应用使得电机5启动、制动平稳，并满足了装出料机在各种工况下连续调速的需求。在变频器3进线端设置熔断器式隔离开关I和进线电抗器2，起到短路保护和抑制电网电流冲击、减少谐波电流对电网的污染等作用。变频器3的出线端并联四台行走电机5，各台电机参数完全一致。变频器3的功率等于四台电机5功率之和，在变频器3上连接制动电阻
6。每台电机回路中设置两个电流互感器4，实时监测电机电流，送到热继电器9中，或通过变送器8送到PLC控制器7中，对每台电机进行过载保护和缺相检测保护。装出料机行走制动采用能耗制动方式。通过变频器3可以对整个控制系统和各个电机进行优化，达到最佳的控制效果。与变频器3相连的控制器7给定变频器3控制信号，驱动四台电机5同时启停和运行。四台电机5依靠自身固有机械特性自动调节，实现装出料机四轮同步运行。图2所示为三相异步电机机械特性曲线，从图中可以看出，在I象限，(KrKn1，转差率0〈s〈l，电磁转矩T与转子转速η均为正，电机处于电动运行状态。根据三相异步电机的固有机械特性，电机运行在额定工作点Te附近时，对应电机机械特性曲线的Α、B点之间，此时S〈Sm，若电机电磁转矩T增大，则电机转速下降；若电机电磁转矩T减小，则电机转速升高。通俗的讲就是，承受负载大的电机转速将自然降低，而承受负载小的电机转速将自然升高。本实用新型正是利用电机的这一固有机械特性，用一台变频器驱动装出料机四台行走电机运转。对变频器设置的每一个输出频率，当四台电机的转速不一致时，每台电机会根据当前频率的机械特性和自身承受的负载大小自动调节转速，从而达到四台电机运转的动态平衡和转速同步，满足装出料机行走的要求。
权利要求1.一种大型装出料机四台行走电机同步控制装置，其特征是:主要包括熔断器式隔离开关(I)、进线电抗器(2)、变频器(3)、电流互感器(4)、电机(5)、制动电阻(6)、控制器(7)、变送器(8)、热继电器(9);变频器(3)进线线路上设置熔断器式隔离开关(I)和进线电抗器(2)，输出端并联四台电机(5)，在每台电机回路中设置电流互感器(4)和热继电器(9);变送器(8) —头连接控制器(7)，另一头连接电流互感器(4)和热继电器(9);变频器(3)上连接制动电阻(6);控制器(7)与变频器(3)相连。
2.按权利要求1所述的一种大型装出料机四台行走电机同步控制装置，其特征是:所述的变频器(3)的功率等于四台电机(5)功率之和，各台电机参数完全一致，所述的控制器(7)为西门子S7-300 PLC，所述的控制器(7)和变频器(3)之间采用PROFIBUS-DP通讯，所述的电机(5)为三相异步电动机。
专利摘要一种大型装出料机四台行走电机同步控制装置，属于四台行走电机同步控制领域，技术方案是由一台变频器驱动四台电机运转，变频器进线路上设置熔断器式隔离开关和进线电抗器，熔断器式隔离开关输入端连接到供电母线，变频器上连接制动电阻，输出端并联四台电机，在每台电机回路中设置电流互感器；控制器与变频器相连，给定变频器控制信号，驱动装出料机四台行走电机同时启停和运行。本装置电机起动、制动平稳，并可连续调速，可以短路保护和抑制电网电流冲击，实现对每台电机的过载保护和缺相检测保护。本装置实现了装出料机四轮同步运行，控制系统简单，很好地满足了装出料机的性能要求。
文档编号H02P5/74GK203014726SQ201320004239
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者向树民, 何广祥, 杨艳伟, 张劲, 杨科, 周德慧, 向涛, 王利珍 申请人:西安兰石重工机械有限公司