基于电铲开斗电机数字调节系统

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1、基于电铲开斗电机的数字调节系统基于电铲开斗电机的数字调节系统刘俊杰．刘瑶(太钢尖山铁矿太原娄烦县030304大连日牵电气科技有限公司，大连116036)摘要：在电铲的开斗电机控制中，应用高性能的DSP芯片，双cPu通讯，使整个系统调试简便(甚至免调试)。实时观测，运行安全、稳定。并且已经在现场应用。关键词：直流机组挖掘机；DSP；双CPU通讯目前我国大部分电铲的开斗电机采用直流积复(1)新型电控系统核心DSP的特点励电机，其大多采用绕组串并电阻加接触器切换控DSP(DigitalSinalPmce

2、ssors)以运算快速为显著制，来实现电机弱磁收绳，强磁开斗卸料的运行模特征，近年来世界各大DSP厂家将DSP的高运算速式，开且长时间运行，这样使其能量浪费严重，故障率度与MCU的高控制能力相结合，尤为适合工业控制高，且调试及其不方便。领域。产品采用美国MICROCHIP公司高性能DSP，其芯片有很好的稳定性，抗干扰能力强，而且是电机1、电铲开斗电机原模拟系统配置及存控制的专用芯片。在问题(2)新控制系统的结构原系统分别在电机电枢回路并接绕组串电阻和I、硬件结构串接绕组串电阻调节电机的弱磁电流，由

3、接触器短接控制系统硬件主要由传感器；控制盒；可控桥三部分串励电阻调节电机的强磁电流，存在问题如下：部分组成。(1)采用串并绕组分别串接电阻控制，大部分的其中控制盒由CPU；电源；按键；显示四部分组成。电能都转化为无用的电阻热能消耗。如图1所示：(2)通过接触器切换强磁电流，触点多吸合不同步，引起部分触点过电流能力差粘连烧灼，故障率高，维修量大，工作不可靠。(3)设备作业中震动较大，部分电阻卡具接触不良、散热性差，造成突变，从而引起控制精度变差，恶化了电动机运行环境。(4)无法实现故障信号的采集，及

4、时切断控制系统，实现对电机的有效保护。2、智能全数字调节系统随着电力电子技术的发展以及计算机控制的应图1用，为了解决模拟电控系统的上述问题，我们采用把Ⅱ、软件结构DSP数字技术应用到直流电机控制开斗的电铲上，软件模块包括：给定、电流、电压A／D采样模块；使整个系统调试简便(甚至免调试)，实时观测，运行电压PI调节模块；电流PI调节模块；保护模块；串口安全、稳定。通信模块。一33—电气牵引2014年第1期(总第127期)如图2所如图3所示：l传感器取信号：电流传感器(100、5V)连接到主回路中，作

5、为主要控制信号；电压传感器(400＼5V)，作为保护信号分别接到采样电路中。2软件处理：通过键盘输入给定的收绳电流和开斗电流值送人CPU，设计端子COM1和COM2为系统切换点。处理器经过A／D转换把电流、电压信号变为数字信号。CPU根据外部的收绳和开斗信号控制图2电流传感器来控制可控硅的导通保证系统的电流(3)控制原理值。软件判断端口对应的FO口信号，判断是否进入开斗电机主要是控制励磁绕组的电流和电枢电开斗状态，对应系统进行的PI调节。电压反馈信号流，电流通过电流传感器来控制。作为保护信号，系统

6、实时采集保证其不过压。电压其主电路为可控硅整流电路，励磁绕组和电枢传感器和记时程序保证系统无故障运行。分别整流。(2)采用象限运行，动态响应好，去掉了切换用励磁绕组电流通过键盘设定为一恒定不变的值的直流接触器，运行稳定故障少。(可根据现场需要上下调节)，此值即是可控硅导通(3)调试和故障查询。角的度数。(4)保护性能：外部系统如果反馈不丢失且配比电枢电流分为收绳电流和开斗电路，是本控制正确那么不会出现过流和过压现象，如果反馈丢失，的核心部分。收绳电流和开斗电流通过键盘可上下系统软件可根据给定、电流

7、和电压反馈的数字量来设定，此值即是可控硅导通角的度数。然后主控制判断是否丢失，如反馈丢失那么就自动封锁脉冲，且电路通过判断主令的干结点的通断来切换电流。发出继电器信号，系统会停机报故障。电路还包括电压保护功能，通过电压传感器还(5)减少了维修费用。进行电压保护。(6)动作安全可靠。3、智能全数字开斗电机调速系统性能4、运行结果(结语)分析o在实际运行中，收绳和开头电流控制良好，调试(1)技术性能：系统控制逻辑方便，显示准确，稳定性好。图3—-34——