一种基于离散变频的自适应重载软起动系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于离散变频的自适应重载软起动系统，包括可控硅组模块、可控硅组驱动模块、数据分析处理模块、电压采集模块、电流采集模块、转矩测量模块、信号检测模块、人机对话模块、旁路控制模块、电源模块、中心服务器和通讯模块。本实用新型专利技术可按最优方案自适应控制起动转矩和起动功耗，有效提高起动效率，具有结构简单、安装方便、成本较低的优点。

An adaptive heavy load soft start system based on discrete frequency conversion

The utility model discloses an adaptive heavy load soft start system based on discrete frequency conversion, which includes a thyristor group module, a thyristor group driver module, a data analysis and processing module, a voltage acquisition module, a current acquisition module, a torque measurement module, a signal detection module, a man-machine dialogue module, a bypass control module, a power supply module, a central server and a communication module. The utility model can adaptively control the starting torque and the starting power consumption according to the optimal scheme, effectively improve the starting efficiency, and has the advantages of simple structure, convenient installation and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于离散变频的自适应重载软起动系统
本技术涉及异步电机重载起动技术，具体涉及一种基于离散变频的自适应重载软起动系统。
技术介绍
在工业应用中，带重载起动的生产设备相当普遍，如水泥行业中的球磨机、钢铁行业中的轧钢机、煤矿行业中的皮带机。由于起动转矩较大，绕线式异步电机广泛应用于上述重载起动的场合中，其对起动性能有如下要求：起动转矩大、起动电流小、起动时间短、起动过程功率损耗小、起动设备简单、起动操作方便可靠。对于重载起动环境而言，前两点可谓重中之重。绕线式异步电机的起动方式可分为转子串分级电阻、频敏变阻器、液阻起动三种。串分级电阻起动无法实现平滑调节；串频敏变阻器起动又存在起动电流较大的问题；串液阻虽可满足重载起动技术指标，但同前两者存在共性缺点，即起动设备复杂、维护不便，且起动过程功耗较大。随着重载起动技术的深入拓展，离散变频软起动作为有效提高起动转矩、降低起动电流的起动方式而备受关注，但常规的离散变频软起动不够智能，无法体现实时转矩规律，起动方式较被动。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种基于离散变频的自适应重载软起动系统，在限制起动电流、加大起动转矩的同时，提高起动效率。为实现上述目的，本技术的技术方案是：一种基于离散变频的自适应重载软起动系统，包括可控硅组模块、可控硅组驱动模块、数据分析处理模块、电压采集模块、电流采集模块、转矩测量模块、信号检测模块、人机对话模块、旁路控制模块、电源模块、中心服务器和通讯模块；可控硅组模块连接在电源与电机之间，可控硅组驱动模块连接在可控硅组模块与数据分析处理模块之间，电压采集模块、信号检测模块和电源模块连接在电源输入端与数据分析处理模块之间，电流采集模块连接在电源输出端与数据分析处理模块之间，转矩测量模块连接在电机与数据分析处理模块之间，人机对话模块与数据分析处理模块连接，旁路控制模块并联在可控硅组模块两端，且控制端与数据分析处理模块连接，中心服务器经通讯模块与数据分析处理模块远程通讯连接。进一步地，所述的可控硅组模块由三组反并联大容量晶闸管分别并联阻容吸收回路组成，并分别串接在电源与电机之间的三相输电线路上。进一步地，所述的可控硅驱动模块采用三组脉冲变压器，并通过分时复用的触发方式对晶闸管进行脉冲触发控制。进一步地，所述的电压采集模块由霍尔电压传感器、限流电阻与滤波电容组成。进一步地，所述的电流采集模块由电流互感器与放大电路组成。进一步地，所述的转矩测量模块为传递类转矩测量仪。进一步地，所述的信号检测模块由同步电压检测电路和晶闸管压降检测电路组成。进一步地，所述的人机对话模块包括外部指令输入模块、信息指令输出模块、LED显示模块。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1、设置有转矩测量模块，数据分析处理模块根据电压采集模块和电流采集模块采集的电压电流数据计算出实时功率，绘制出不同类型负载在重载情况下的功率曲线并保存，同时，根据转矩测量模块测量的转矩数据，绘制出不同类型负载在重载情况下的转矩曲线并保存，将二者作为系统自适应控制的数据基础，使得系统可以根据负载类型选定最优的转矩与功耗起动控制方案，相较于普通离散变频软起动，本技术的软起动系统更加智能，可按最优方案自适应控制起动转矩和起动功耗，有效提高起动效率，且本技术的软起动系统不局限于固定类型负载，具备良好的自适应学习能力。2、本技术的整体设计使其还具有结构简单、安装方便、成本较低的优点。附图说明图1为本技术基于离散变频的自适应重载软起动系统的结构示意图；附图标记说明：1-可控硅组模块；2-可控硅组驱动模块；3-数据分析处理模块；4-电压采集模块；5-电流采集模块；6-转矩测量模块；7-信号检测模块；8-人机对话模块；9-旁路控制模块；10-电源模块；11-中心服务器；12-通讯模块。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种基于离散变频的自适应重载软起动系统，包括可控硅组模块1、可控硅组驱动模块2、数据分析处理模块3、电压采集模块4、电流采集模块5、转矩测量模块6、信号检测模块7、人机对话模块8、旁路控制模块9、电源模块10、中心服务器11和通讯模块12。可控硅组模块1由三组反并联大容量晶闸管(可控硅)分别并联阻容吸收回路组成，三组可控硅分别串接在连接电源与电机定子的三相输电线路上。可控硅组驱动模块2连接在可控硅组模块1与数据分析处理模块3之间，采用三组脉冲变压器，并通过分时复用的触发方式，将数据分析处理模块3输出的脉冲信号经隔离放大后对可控硅组模块1进行触发。数据分析处理模块3可采用STM32单片机，进行现场数据实时测量、判断、分析、处理，并通过人机对话模块10实现人机对话操作。电压采集模块4连接在电源输入端(电源与可控硅组模块1之间)与数据分析处理模块3之间，由霍尔电压传感器、限流电阻与滤波电容组成，将采集到的电压模拟信号送至数据分析处理模块3的A/D信号输入端。电流采集模块5连接在电源输出端(可控硅组模块1与电机之间)与数据分析处理模块3之间，由电流互感器与放大电路组成，将采集到的电流模拟信号送至数据分析处理模块3的A/D信号输入端。转矩测量模块6连接在电机与数据分析处理模块3之间，实时检测处于重载状态下的电机转矩，并将采集到的转矩信号用作反馈信号，送至数据分析处理模块3绘制规律曲线并保存，作为系统自适应控制的数据基础。转矩测量模块6可采用传递类转矩测量仪，例如光电式相位差转矩仪、磁弹性转矩仪等。信号检测模块7连接在电源输入端与数据分析处理模块3之间，由同步电压检测电路和晶闸管压降检测电路组成，用于检测作为触发角控制基准的电压和电流的数字信号，并送至数据分析处理模块3的数字信号输入端。人机对话模块8直接与数据分析处理模块3相连，包括外部指令输入模块、信息指令输出模块、LED显示模块，用于现场数据实时显示、工作参数设定、起动进程控制及历史数据上传。旁路控制模块9并联在可控硅组模块1两端，且控制端与数据分析处理模块3连接，可采用常用的开关设备，例如继电器，通过将可控硅组模块1短接，实现离散变频重载软起动装置的切除。电源模块10连接在电源输入端与数据分析处理模块3之间，负责给整个系统供电。为了便于深入挖掘规律，特设中心服务器11(高性能上位机)，中心服务器11经通讯模块12(如通讯板卡)对数据分析处理模块3检测到的所有信号数据进行远程同步监测、历史数据保存和深入分析处理，进一步完善系统自适应控制的贴合性。需要说明的是，上述各模块均为本
的常规电子元器件或典型电路结构，不再对其具体结构进行赘述，另外，各模块功能的实现，特别是数据分析处理模块3的离散变频控制、自适应控制，均可以通过现有技术实现，并不属于本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于离散变频的自适应重载软起动系统，其特征在于：包括可控硅组模块(1)、可控硅组驱动模块(2)、数据分析处理模块(3)、电压采集模块(4)、电流采集模块(5)、转矩测量模块(6)、信号检测模块(7)、人机对话模块(8)、旁路控制模块(9)、电源模块(10)、中心服务器(11)和通讯模块(12)；/n可控硅组模块(1)连接在电源与电机之间，可控硅组驱动模块(2)连接在可控硅组模块(1)与数据分析处理模块(3)之间，电压采集模块(4)、信号检测模块(7)和电源模块(10)连接在电源输入端与数据分析处理模块(3)之间，电流采集模块(5)连接在电源输出端与数据分析处理模块(3)之间，转矩测量模块(6)连接在电机与数据分析处理模块(3)之间，人机对话模块(8)与数据分析处理模块(3)连接，旁路控制模块(9)并联在可控硅组模块(1)两端，且其控制端与数据分析处理模块(3)连接，中心服务器(11)经通讯模块(12)与数据分析处理模块(3)远程通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于离散变频的自适应重载软起动系统，其特征在于：包括可控硅组模块(1)、可控硅组驱动模块(2)、数据分析处理模块(3)、电压采集模块(4)、电流采集模块(5)、转矩测量模块(6)、信号检测模块(7)、人机对话模块(8)、旁路控制模块(9)、电源模块(10)、中心服务器(11)和通讯模块(12)；
可控硅组模块(1)连接在电源与电机之间，可控硅组驱动模块(2)连接在可控硅组模块(1)与数据分析处理模块(3)之间，电压采集模块(4)、信号检测模块(7)和电源模块(10)连接在电源输入端与数据分析处理模块(3)之间，电流采集模块(5)连接在电源输出端与数据分析处理模块(3)之间，转矩测量模块(6)连接在电机与数据分析处理模块(3)之间，人机对话模块(8)与数据分析处理模块(3)连接，旁路控制模块(9)并联在可控硅组模块(1)两端，且其控制端与数据分析处理模块(3)连接，中心服务器(11)经通讯模块(12)与数据分析处理模块(3)远程通讯连接。


2.根据权利要求1所述的一种基于离散变频的自适应重载软起动系统，其特征在于：所述的可控硅组模块(1)由三组反并联大容量晶闸管分别并联阻容吸收回路组成，并分别串...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢方勃，李道豫，邱志远，冯文昕，刘浩，姚纳，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，
类型：新型
国别省市：贵州;52