连铸机拉矫机励磁电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种连铸机拉矫机励磁电源，包括：励磁主回路、电流检测器、电压检测器、励磁电流保护装置、连锁及控制逻辑装置、励磁调节及触发模块、显示报警器。励磁电流保护装置判断励磁电流出现欠磁或者过磁故障信号；励磁调节及触发模块给出内部故障信号或准备就绪信号。连锁及控制逻辑装置对收到的信号进行综合判断，控制励磁调节及触发模块工作、控制显示报警器工作，并按连铸机拉矫机直流传动系统的构成特点通过给出正确的信号来控制对应的电枢回路接触器断开或接通，同时将相应的信号发给上一级自动化系统。本实用新型与现有的连铸机拉矫机直流传动系统的励磁装置相比，具有体积小、成本低、保护措施完善、可靠性高的优点。
【专利说明】连铸机拉矫机励磁电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种励磁电源，具体地指一种连铸机拉矫机直流电气传动系统的励磁电源。
【背景技术】
[0002]普通直流电源仅输出一定电压的直流电，不适合于连铸机拉矫机直流电机的励磁要求，而现有的直流电机励磁电源通常与直流调速装置集成于一体，为直流调速装置不可分的一部份，因此直流电机励磁电源一般由直流调速装置提供，例如:西门子公司的6RA70系列直流调速装置、欧陆公司的590系列直流调速装置等，这些直流调速装置能为直流电机提供可靠的励磁。
[0003]目前，直流调速装置应用于连铸机拉矫机中直流电机的传动，有两种技术方案:其一是一台直流电机配置一套直流调速装置，该方案的缺点是直流调速装置数量多，不经济；其二是采用一台大容量的直流调速装置给所有的连铸机拉矫机直流电机电枢供电，其励磁电源向所有的直流电机励磁供电，该方案的缺点是:为了保证所有电机的励磁均衡，单台直流电机励磁回路内要串入调节电阻、保护继电器等器件，而过多的分离元件导致励磁回路结构复杂、体积大、可靠性差。
[0004]此外，为了避免出现飞车失控现象，保障生产过程中的设备及人身安全，应用于连铸机拉矫机的励磁电源要与连铸机拉矫机调速装置进行连锁，必须做好两个方面的连锁保护:第一个方面是连铸机拉矫机电气传动系统运行的前提条件，当所有主回路合闸的直流电机的励磁电源工作正常时，才允许拉矫机调速装置工作；第二个方面是连铸机拉矫机电气传动系统在运行过程中要求，当一台电机励磁出现故障时，立即断开该电机主回路，而不影响连铸机拉矫机调速装置的工作。目前，当总励磁电源工作不正常时，不得不采取停拉矫机调速装置，从而导致影响生产。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种连铸机拉矫机励磁电源，该励磁电源能够为单独为连铸机拉矫机中的每台直流电机励磁供电，当其中一台励磁电源出现不正常时，只需切断对应电机的主回路，而无需停整个连铸机拉矫机电气传动系统，提高了连铸机拉矫机电气传动系统的可靠性。
[0006]实现本实用新型目的采用的技术方案是一种连铸机拉矫机励磁电源包括:
[0007]励磁主回路；
[0008]电流检测器，连接于所述励磁主回路中；
[0009]励磁电流保护装置，其输入端与所述电流检测单元的输出连接；
[0010]连锁及控制逻辑装置，其输入端与所述励磁电流保护装置；以及
[0011]励磁调节及触发模块，与所述连锁及控制逻辑装置双工通信连接，输出端与所述励磁主回路连接；[0012]所述励磁电流保护装置判断出所述电流检测器检测到的励磁电流出现欠磁或者过磁时，将相应的欠磁故障信号或者过磁故障信号传输至所述连锁及控制逻辑装置，所述连锁及控制逻辑装置控制所述励磁调节及触发模块以实现励磁主回路输出电压、电流为零。
[0013]在上述技术方案中，所述励磁电流保护装置包括:滤波器、欠磁比较器、欠磁延时器、过磁比较器和过磁延时器，所述滤波器的输入端与所述电流检测器连接，所述欠磁比较器和欠磁延时器依次连接于所述滤波器的输出端，所述过磁比较器和过磁延时器也依次连接于所述滤波器的输出端。
[0014]在上述技术方案中，所述连锁及控制逻辑装置包括:内部信号输入模块、外部控制信号输入模块、连锁及控制逻辑模块、连锁控制输出模块、显示控制输出模块，所述内部信号输入模块的输入端与励磁调节及触发模块连接，所述连锁及控制逻辑模块的输入端分别与所述内部信号输入模块和外部控制信号输入模块连接，所述连锁及控制逻辑模块的输出端分别与所述连锁控制输出模块和显示控制输出模块连接。
[0015]进一步地，本实用新型连铸机拉矫机励磁电源还包括:显示报警器，该显示报警器与所述显示控制输出模块输出端连接。
[0016]进一步地，本实用新型连铸机拉矫机励磁电源还包括:电压检测器，所述电压检测器与所述励磁主回路和励磁调节及触发模块连接构成电压环回路。
[0017]本实用新型具有以下有益效果:
[0018]1、与现有技术采用过流继电器、欠磁继电器实现过磁保护、欠磁保护功能易产生保护精度低、经常需要调整、维护工作量大的不足相比，本实用新型采用电子元器件以及电子控制技术对检测到的励磁电流进行实时监控，提高了保护精度，且一旦调整妥当，就不需再调整，具有免维护的优点。
[0019]2、现有技术米用一台总励磁电源给所有连铸机拉矫机直流电机磁场供电，一旦该电源出现问题，就必须停止拉矫机电气传动系统。本实用新型励磁电源专为单台拉矫机直流电机磁场供电，有多少台直流电机即可使用多少台励磁电源。因此，当其中一台励磁电源出现不正常时，只需切断对应电机的主回路，而无需停整个连铸机拉矫机电气传动系统。因此，提高了连铸机拉矫机电气传动系统的可靠性。
[0020]3、采用电子器件取代分立式的电气元件，减小了整个装置的体积，节约了空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型连铸机拉矫机励磁电源的结构框图。
[0022]图2为图1中励磁电流保护装置的结构框图。
[0023]图3为图1中连锁及控制逻辑装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0025]如图1所示，本实用新型连铸机拉矫机励磁电源包括:励磁主回路100、励磁调节及触发模块200、电流检测器300、电压检测器400、励磁电流保护装置500、连锁及控制逻辑装置600和显示报警器700。本实施例中的励磁主回路100可以为单相全波半控整流电路。[0026]电流检测器300连接于励磁主回路100中，将检测的电流反馈至励磁调节及触发模块200形成电流环；电压检测器400连接于励磁主回路100中，将检测的电压反馈至励磁调节及触发模块200形成电流环，该电流环和电压环控制为本领域技术人员所用常规技术手段，此处不再赘述。
[0027]励磁电流保护装置500的输入端与所述电流检测单元的输出连接，输出端与连锁及控制逻辑装置600连接，连锁及控制逻辑装置600的输出分别与励磁调节及触发模块200和显示报警器700连接。
[0028]作为本实用新型的一种优选实施方式，本实用新型中的励磁电流保护装置500采用如图2所示的结构，具体地，该励磁电流保护装置500包括滤波器501、欠磁比较器502、欠磁延时器503、过磁比较器504和过磁延时器505，滤波器501的输入端与电流检测器300的输出连接。电流检测器300输出的励磁电流实际值经滤波后分为两个通道:一个通道为欠磁保护通道，用作欠磁保护，即欠磁比较器502和欠磁延时器503依次连接于滤波器501的输出端，本实施例通过改变欠磁比较器502的比较基准值，设定欠磁保护值为拉矫机单台直流电机额定电流流的0.3倍，设定动作延时时间为0.5秒；另一个通道为过磁保护通道，用作过磁保护，过磁比较器504和过磁延时器505也依次连接于所述滤波器的输出端。通过改变过磁比较器504的比较基准值，设定过磁保护设定值为拉矫机单台直流电机额定电流的1.2倍，设定动作延时时间为10秒。具体出现欠磁或者过磁时的处理控制过程如下:
[0029]当发生欠磁时，励磁电流保护装置500产生欠磁信号，并将欠磁信号传输给连锁及控制逻辑装置600。连锁及控制逻辑装置600产生综合故障信号，并首先将此综合故障信号传给对应电机电枢回路的控制电路，控制对应的电枢回路接触器断开，切断其电枢供电，并向上一级自动化系统发出相应直流电机励磁电源故障信号。连锁及控制逻辑装置600将产生的综合故障信号传送给励磁调节及触发模块200，励磁调节及触发模块200进行封锁励磁电流调节器及触发脉冲，控制励磁主回路输出电压、电流为零。连锁及控制逻辑装置600将从励磁电流保护装置500传来的欠磁信号传送给显示报警器700，点亮欠磁发光二极管及故障发光二极管，实现报警。
[0030]当发生过磁时，励磁电流保护装置500产生过磁信号，并将过磁信号送给连锁及控制逻辑装置600。连锁及控制逻辑装置600产生综合故障信号，并首先将此综合故障信号传给对应电机电枢回路的控制电路，控制对应的电枢回路接触器断开，切断其电枢供电，并向上一级自动化系统发出对应直流电机励磁电源故障信号。连锁及控制逻辑装置600随后将产生的综合故障信号传送给励磁调节及触发模块200，封锁励磁电流调节器及触发脉冲，控制励磁主回路输出电压、电流为零。连锁及控制逻辑装置600将从励磁电流保护装置500传来的过磁信号传送给显不报警器700,点亮过磁发光二极管及故障发光二极管,实现报警。
[0031]与现有技术采用过流继电器、欠磁继电器实现过磁保护、欠磁保护功能易产生保护精度低、且经常需要调整、维护工作量大的不足相比，本实用新型采用电子元器件以及电子控制技术对检测到的励磁电流进行实时监控，并控制与过磁极限值、欠磁极限值进行比较，当实际励磁电流高于过磁极限值时延时给出过磁保护信号，当实际励磁电流低于欠磁极限值时延时给出欠磁保护信号，提高了保护精度，且一旦调整妥当，就不需再调整，具有免维护的优点。
[0032]作为本实用新型的另一种优选实施方式，本实用新型中的连锁及控制逻辑装置600采用如图3所示的结构，以实现连铸机拉矫机的励磁电源与拉矫机调速装置进行连锁两个方面的连锁保护要求，从而克服现有技术中励磁电源的不足。具体地，该连锁及控制逻辑装置600包括:内部信号输入模块601、外部控制信号输入模块602、连锁及控制逻辑模块603、连锁控制输出模块604和显不控制输出模块605,内部信号输入模块601的输入端与励磁调节及触发模块200的输出端连接，连锁及控制逻辑装置600的输入端分别与内部信号输入模块601和外部控制信号输入模块602连接,连锁及控制逻辑模块600的输出端分别与连锁控制输出模块604和显示控制输出模块605连接，显示控制输出模块605输出端与显示报警器700连接。连锁及控制逻辑装置600的工作过程如下:
[0033]内部信号输入模块601接受来自励磁调节及触发模块200的准备好、运行、故障信号，接受来自励磁电流保护装置500的欠磁、过磁故障信号，并将这些内部信号传送给连锁及控制逻辑模块603。
[0034]外部控制信号输入模块602接受来自上一级自动化系统的启动/停止命令，接受来自对应的直流电机电枢控制回路的电枢主接触器合闸信号，并将这些外部信号传送给连锁及控制逻辑模块603。
[0035]连锁及控制逻辑模块603将收到的内部信号及外部信号进行逻辑处理，处理过程分为以下阶段①、阶段②、阶段③:
[0036]阶段①:在启动之前，只要收到来自励磁调节及触发模块200的准备就绪信号，就给出准备就绪信号，通过显示控制输出模块605控制显示报警器700点亮准备就绪发光二极管，通过连锁控制输出模块604将准备就绪信号发给上一级自动化系统；如没有收到来自励磁调节及触发模块200的准备就绪信号，而是收到故障信号，则延时1秒钟后给出故障信号，通过显示控制输出模块605控制显示报警器700点亮故障发光二极管，通过连锁控制输出模块604将故障信号传给对应电机电枢回路的控制电路,控制对应的电枢回路接触器断开，切断其电枢供电，同时将故障信号发给上一级自动化系统。
[0037]阶段②:接到上一级自动化系统发出的启动命令后，生成使能信号送至励磁调节及触发模块200，让励磁调节及触发模块200投入工作。励磁调节及触发模块200控制励磁主回路100为电机提供额定的励磁电流，并发出运行信号；收到来自励磁调节及触发模块200的运行信号后，通过显示控制输出模块605控制显示报警器700点亮运行发光二极管，通过连锁控制输出模块604将运行信号发给上一级自动化系统。如在运行时发生欠磁、过磁故障，则按照过磁、欠磁保护措施处理，详见上述出现欠磁或者过磁时的处理控制过程，此处不再赘述。
[0038]阶段③:接到上一级自动化系统发出的停止命令后，生成封锁信号送至励磁调节及触发模块200，让励磁调节及触发模块200停止工作，控制励磁主回路100输出电流为零；通过显示控制输出模块605控制显示报警器700熄灭运行发光二极管。励磁调节及触发模块200输出准备就绪信号，返回到阶段①。
[0039]本实施例中，在每台励磁电源箱体的正面都设有发光二极管，用作简明的显示界面。设计的显示界面包括以下发光二极管。
[0040]1)准备就绪绿色[0041]2)运行绿色
[0042]3)故障红色
[0043]4)欠磁红色
[0044]5)过磁红色
[0045]使用本实用新型连铸机拉矫机励磁电源，可以有效降低连铸机拉矫机直流电气传动系统的成本，完善系统保护措施、提高系统可靠性、安全性，该励磁电源采用电子元器件构成，体积小，安装方便，能节省现场宝贵的安装空间。该励磁电源具有简明的故障报警显示界面，非常有利于现场维护及故障判断和处理。
[0046]由于本实用新型采用了电子元器件及电子技术，所以连铸机拉矫机直流电机的励磁电源箱体很小，其具体尺寸为长200毫米、宽150毫米、高100毫米。在一台仅能装8套现有技术的励磁回路的电气柜(宽800毫米、深600毫米、高2200毫米)内可以装16台本实用新型所提供的连铸机拉矫机励磁电源，不仅减少了用于安装直流电机励磁电源的电气柜数量，而且节省了安装空间。
【权利要求】
1.一种连铸机拉矫机励磁电源，其特征在于，包括:励磁主回路；电流检测器，连接于所述励磁主回路中；励磁电流保护装置，其输入端与所述电流检测单元的输出连接；连锁及控制逻辑装置，其输入端与所述励磁电流保护装置；以及励磁调节及触发模块，与所述连锁及控制逻辑装置双工通信连接，输出端与所述励磁主回路连接；所述励磁电流保护装置判断出所述电流检测器检测到的励磁电流出现欠磁或者过磁时，将相应的欠磁故障信号或者过磁故障信号传输至所述连锁及控制逻辑装置，所述连锁及控制逻辑装置控制所述励磁调节及触发模块以实现励磁主回路输出电压、电流为零。
2.根据权利要求1所述的连铸机拉矫机励磁电源，其特征在于所述励磁电流保护装置包括:滤波器、欠磁比较器、欠磁延时器、过磁比较器和过磁延时器，所述滤波器的输入端与所述电流检测器连接，所述欠磁比较器和欠磁延时器依次连接于所述滤波器的输出端，所述过磁比较器和过磁延时器也依次连接于所述滤波器的输出端。
3.根据权利要求1所述的连铸机拉矫机励磁电源，其特征在于所述连锁及控制逻辑装置包括:内部信号输入模块、外部控制信号输入模块、连锁及控制逻辑模块、连锁控制输出模块、显示控制输出模块，所述内部信号输入模块的输入端与励磁调节及触发模块连接，所述连锁及控制逻辑模块的输入端分别与所述内部信号输入模块和外部控制信号输入模块连接，所述连锁及控制逻辑模块的输出端分别与所述连锁控制输出模块和显示控制输出模块连接。
4.根据权利要求3所述的连铸机拉矫机励磁电源，其特征在于还包括:显示报警器，该显示报警器与所述显示控制输出模块连接。
5.根据权利要求1?4任一项所述的连铸机拉矫机励磁电源，其特征在于还包括:电压检测器，所述电压检测器与所述励磁主回路、励磁调节及触发模块连接构成电压环回路。
【文档编号】H02H7/26GK203504465SQ201320631775
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】汤耀林, 马建平 申请人:武汉钢铁(集团)公司