一种变频控制船舶舵机驱动装置制造方法
【专利摘要】一种启动和停止柔和，运行平稳的变频控制船舶舵机驱动装置。技术方案是：其特征是由船用变频器(1)、变频电机(7)、测速编码器(6)、减速机(4)、舵机机械装置(5)、制动装置接触器(2)和制动装置电机(3)组成，其中，船用变频器(1)通过电线与变频电机(7)连接，船用变频器(1)通过制动装置接触器(2)与制动装置电机(3)连接；变频电机（7）通过减速机(4)与舵机机械装置(5)连接，变频电机（7）还通过测速编码器(6)与船用变频器(1)连接，将速度信号反馈到船用变频器（1）；所述的船用变频器（1）设置有Profibus-DP总线控制信号端(8)和直接I/O控制信号端(9)，采用Profibus-DP总线控制和直接I/O控制两种控制方式。
【专利说明】一种变频控制船舶舵机驱动装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种控制船舶舵机驱动装置，尤其涉及一种启动和停止柔和，运行平稳的变频控制船舶舵机驱动装置。
【背景技术】
[0002]舵机作为保证船舶安全航行的重要设备，可靠性要求较高。传统的电动舵机装置，工作时工频电压直接加到电机上，启动和停止时对电机冲击较大，且由于负载变化较大，运行时平稳性不好。
实用新型内容
[0003]针对传统电动舵机存在的上述缺点，本实用新型旨在提供一种启动和停止柔和，运行平稳的变频控制船舶舵机驱动装置。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:一种变频控制船舶舵机驱动装置，其特征是由船用变频器(1)、变频电机(7)、测速编码器(6)、减速机(4)、舵机机械装置(5)、制动装置 接触器(2)和制动装置电机(3)组成，其中，船用变频器(1)通过电线与变频电机(7)连接，船用变频器(1通过制动装置接触器(2)与制动装置电机(3)连接；变频电机(7)通过减速机(4)与舵机机械装置(5)连接，变频电机(7)还通过测速编码器(6)与船用变频器(1)连接，将速度信号反馈到船用变频器(1);所述的船用变频器(1)设置有Profibus-DP总线控制信号端(8)和直接I/O控制信号端(9)，采用Profibus-DP总线控制和直接I/O控制两种控制方式。
[0005]本实用新型的效果是:由一台高性能船用变频器、一台变频电机、一台减速机、一套舵机机械装置、一套机械制动装置组成。变频器控制采用Profibus-DP总线控制和直接I/O混合控制方式，系统启动停止信号采用直接I/O信号，力矩给定信号采用标准模拟量4-20mA信号,速度给定信号通过Profibus-DP总线给定,这样保证控制的可靠。变频器调速模式采用直接转矩控制，调速性能优越，当负载突然变化时，例如，当舵叶碰到急浪或冰块的冲击，力矩保持不变，由于负载惯性，速度也不会发生突变，从而减小对电机和机械装置的冲击。变频器制动方式采用能量回馈制动方式，不采用需要外接电阻箱的能耗制动，可以减小装置的体积，且反馈回的能量可以用在其它用电设备上。
[0006]舵需要转动时，首先，变频器启动先给出一个较小的转矩，此转矩保证制动装置打开时，舵叶不会往运动的反方向动作，然后打开制动装置，再后根据舵叶需要运动的快慢给定变频器的转矩和速度限定值。舵停止运动时，先给变频器转矩为零，待舵叶速度接近为零时，关闭制动装置，然后断开变频器启动信号。通过这种变频器控制方式，可以柔和的启动和停止舵机，而且在舵机运动过程中有较大的负载变化时，舵机也可以平稳动作。
[0007]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】[0008]附图是本实用新型电路原理图。
【具体实施方式】
[0009]附图中，一种变频控制船舶舵机驱动装置，由船用变频器1、变频电机7、测速编码器6、减速机4、舵机机械装置5、制动装置接触器2和制动装置电机3组成，其中，船用变频器I通过电线与变频电机7连接，船用变频器I通过制动装置接触器2与制动装置电机3连接；变频电机7通过减速机4与舵机机械装置5连接，变频电机7还通过测速编码器6与船用变频器I连接，将速度信号反馈到船用变频器I ;所述的船用变频器I设置有Profibus-DP总线控制信号端8和直接I/O控制信号端9，采用Profibus-DP总线控制和直接I/O控制两种控制方式。
[0010]实际使用时，舵需要以速度a正向启动时，通过直接I/O信号端9给出启动信号start、方向信号FWD和转矩信号r !,Profibus-DP总线信号端8给出一个较低的速度限定值V1，此时变频器I启动，但是没有速度；然后变频器I切断零速信号，控制制动装置接触器2得电，制动装置电机3动作，制动装置打开，Profibus-DP总线信号端8给出需要的速度限定值V2 ;变频器I拖动变频电机7动作，通过减速机4带动舵机机械装置5转动。
[0011 ] 舵需要以速度a反向启动时，直接I/O信号端9给出启动信号start、方向信号REV和转矩信号r i，Profibus-DP总线信号端8给出一个较低的速度限定值V1，此时变频器I启动，但是没有速度；然后变频器I切断零速信号，控制制动装置接触器2得电，制动装置电机3动作，制动装置打开，Profibus-DP总线信号端8给出需要的速度限定值V2 ;变频器I拖动变频电机7动作， 通过减速机4带动舵机机械装置5转动。运动过程当中需要改变舵的转向时，只需直接改变方向信号REV — FWD(或REV — FffD)。变频器I速度由V2减小到0，然后再逐步增加到V2。
[0012]假设舵以V3的速度旋转时，需要改变转速到V4,通过Profibus-DP总线信号⑶给出需要的速度限定值V4，其它信号保持不变，舵的速度由V3逐渐增大或减小到v4。
[0013]舵需要停止转动时，Profibus-DP总线信号8给出一个较低的速度限定值V1，待到变频器I速度低于V1时，变频器(I)给出零速信号，控制制动装置接触器2失电，制动装置电机3停止动作，制动装置抱闸；然后直接I/O信号9切断启动信号start、方向信号REV和转矩信号F1，舵机机械装置5停止运动。
【权利要求】
1.一种变频控制船舶舵机驱动装置，其特征是由船用变频器(I)、变频电机(7)、测速编码器(6)、减速机(4)、舵机机械装置(5)、制动装置接触器(2)和制动装置电机(3)组成，其中，船用变频器(I)通过电线与变频电机(7)连接，船用变频器(I)通过制动装置接触器(2)与制动装置电机⑶连接；变频电机(7)通过减速机(4)与舵机机械装置(5)连接，变频电机(7)还通过测速编码器(6)与船用变频器(I)连接，将速度信号反馈到船用变频器(I);所述的船用变频器(I)设置有Profibus-DP总线控制信号端(8)和直接I/O控制信号端(9)，采用Profibus-DP总线控制和直接I/O控制两种控制方式。
【文档编号】H02P27/04GK203767060SQ201420115904
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】蒋慧略, 牟华, 刘波, 华志励, 曹松荣, 张照文, 周忠海 申请人:山东省科学院海洋仪器仪表研究所