阅读说明：本技术 一种调压调速系统主控板 (Main control board of voltage and speed regulating system ) 是由 王展英 潘丽 马有亮 许成 沈月红 吴忠辉 胡伟 于 2019-09-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种调压调速系统主控板,包括速度给定电路、电路调整斜波发生器、速度调节器、速度反馈调整电路、电流反馈电路、控制制动器和转子电阻切换电路和电流调节器,所述速度给定电路采集外部电位计的模拟电压作为速度给定信号,并输出给电路调整斜波发生器,同时还输出使能信号,电路调整斜波发生器的输出端连接速度调节器。本发明针调压调速系统主控板应用在行车的调压调速系统中,根据外部指令,输出速度信号给脉冲触发板,控制电机运行速度。内部有故障检测、速度斜坡时间设置、实现速度闭环控制和电流闭环控制。(The invention discloses a master control board of a voltage and speed regulating system, which comprises a speed setting circuit, a circuit regulating ramp generator, a speed regulator, a speed feedback regulating circuit, a current feedback circuit, a control brake, a rotor resistance switching circuit and a current regulator, wherein the speed setting circuit collects the analog voltage of an external potentiometer as a speed setting signal and outputs the speed setting signal to the circuit regulating ramp generator, and simultaneously outputs an enabling signal, and the output end of the circuit regulating ramp generator is connected with the speed regulator. The main control board of the voltage and speed regulating system is applied to the voltage and speed regulating system of a traveling crane, and outputs a speed signal to the pulse trigger board according to an external instruction so as to control the running speed of a motor. Internal fault detection, speed ramp time setting, speed closed-loop control and current closed-loop control.)

一种调压调速系统主控板

技术领域

本发明涉及一种主控板，具体是一种调压调速系统主控板。

背景技术

调压调速是指调节电动机端电压使电动机在某一转速范围内实现无级调速。优点是电机运行在整个调速范围内都平稳。调速范围也最大，从电机的始动电压可以调到额定电压；PWM调速的优点是效率高，调速范围还行，缺点是在最低转速时电机运行时脉动的，噪音变大，而且负载越大越严重。

本发明对现运行的西门子的HE调压调速系统进行升级改造，更适用现场环境。现运行的调压调速系统的电路板比较陈旧，故障率高，备件采购和维修困难，在使用上存在更换，检测不方便，运输过程中容易损坏等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调压调速系统主控板，以解决所述背景技术中提出的问题。

为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：

一种调压调速系统主控板，包括速度给定电路、电路调整斜波发生器、速度调节器、速度反馈调整电路、电流反馈电路、控制制动器和转子电阻切换电路和电流调节器，所述速度给定电路采集外部电位计的模拟电压作为速度给定信号，并输出给电路调整斜波发生器，同时还输出使能信号，电路调整斜波发生器的输出端连接速度调节器，速度调节器还分别连接速度反馈调整电路、电流调节器和取方向电路，取方向电路输出方向信号，速度反馈调整电路还连接控制制动器和转子电阻切换电路，电流反馈电路接收电流反馈信号并输出至电流调节器，控制制动器和转子电阻切换电路连接外部接触器，电流调节器还输出速度大小信号，速度反馈是电机实际转速信号，通过速度调节器与给定信号进行比较，输出调节方向信号给脉冲触发板，同时速度调节器输出信号与电流反馈信号通过电流调节相比较，输出调制脉冲触发板可控硅导通角大小的信号，实际速度取绝对值，根据速度大小控制转子电阻切换接触器的动作。

作为本发明再进一步的方案：所述速度给定包括端子X1-29，电位计电压通过端子X1-29输入，通过运算放大器进行调节，输出信号控制继电器，当外部X1-71释放信号接通继电器线圈得电，则给定电压通过继电器常开触点接通。

作为本发明再进一步的方案：所述速度调节器将给定电压和反馈电压进行比较，通过运算放大器组成的PI速调节器，输出调节信号。

作为本发明再进一步的方案：所述速度反馈调整电路采用拨码开关来调节反馈电压的幅值。

作为本发明再进一步的方案：所述速度调节器输出的信号需要经过绝对值电路，根据速度调节器信号的进行变换，将负值进行反向等比例运算，产生正电压信号。

作为本发明再进一步的方案：所述电流反馈信号来自电流互感器，通过二极管整流后由取样电阻取样得到，电流反馈整流后正端接运算放大器的反向输入端，运算放大器输出的是电流反馈的负值，此信号与速度调节器输出的调节的正值信号相叠加，由电流调节器输出调节值到脉冲触发板。

作为本发明再进一步的方案：所述速度给定信号的范围是0～±10V。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针调压调速系统主控板应用在行车的调压调速系统中，根据外部指令，输出速度信号给脉冲触发板，控制电机运行速度。内部有故障检测、速度斜坡时间设置、实现速度闭环控制和电流闭环控制。

附图说明

图1为本发明的系统架构图；

图2为速度给定电路图；

图3为速度给定的调节电路图；

图4为速度给定斜波发生器电路图；

图5为速度反馈电路图；

图6为实际速度的方向指示电路图；

图7为转矩故障电路图；

图8为故障指示与复位电路图；

图9为故障停车电路图；

图10为速度调节器电路图；

图11为速度调节器输出方向信号电路图；

图12为速度调节器输出取绝对值电路图；

图13为电流反馈电路图；

图14为电流调节器电路图；

图15为切一段电阻电路图；

图16为取实际速度的绝对值电路图；

图17为制动器的速度控制电路图；

图18为切换二段电阻速度电路图；

图19为切三段电阻速度控制电路图；

图20为切四段电阻的速度控制电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1-20，为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：

一种调压调速系统主控板，包括速度给定电路、电路调整斜波发生器、速度调节器、速度反馈调整电路、电流反馈电路、控制制动器和转子电阻切换电路和电流调节器，所述速度给定电路采集外部电位计的模拟电压作为速度给定信号，并输出给电路调整斜波发生器，同时还输出使能信号，电路调整斜波发生器的输出端连接速度调节器，速度调节器还分别连接速度反馈调整电路、电流调节器和取方向电路，取方向电路输出方向信号，速度反馈调整电路还连接控制制动器和转子电阻切换电路，电流反馈电路接收电流反馈信号并输出至电流调节器，控制制动器和转子电阻切换电路连接外部接触器，电流调节器还输出速度大小信号。

总体框图如图1所示，用外部电位计的模拟电压作为速度给定信号，范围为0～±10V，当外部释放信号有效，并且无故障时，给定速度有效，经过谐波发生器对给定信号进行滤波。速度反馈是电机实际转速信号，通过速度调节器与给定信号进行比较，输出调节方向信号给脉冲触发板，同时速度调节器输出信号与电流反馈信号通过电流调节相比较，输出调制脉冲触发板可控硅导通角大小的信号。实际速度取绝对值，根据速度大小控制转子电阻切换接触器的动作。

2、速度给定如图2所示，电位计电压通过端子X1-29输入，通过运算放大器进行调节，输出通过继电器，当外部X1-71释放信号接通继电器线圈得电，则给定电压通过继电器常开触点接通。由运算放大器的基本电路可得，V_G＝-V_X1-29。根据图3的电路再次对给定电压进行调整，由可变电阻NS调节给定电压，范围为:

电位计NS可以调节电机转速，最多能调节到给定电压的三分之一。图4为给定电压的斜波发生器，Gspeed1给定速度通过运算放大器与斜波发生器的输出信号相比较，根据不同的给定转速的方向和增速、减速的不同可以对斜波时间进行单独调节，如图如可变电阻AL、HL为正方向的增速和减速的斜波时间调节，AR、HR为反方向的增速、减速斜波时间的调节。斜波发生器的输出Gspeed2接近于Gspeed1，当Gpeed2为正电压时，连接运算放大器的反向输入端，此运算放大器作为比较器输出为低电平，又连接另一运算放大器的反向输入端，则输出为高电平，对应的电子开关DG212闭合，通过AL或HL设计的斜波时间进行调节。如果，图4下方的DG212闭合，则图中运算放大器N135A的输出与反向输入端短接，正向输入接地，故输出为0，斜波发生器被封锁，Gspeed2＝0。根据图2所示，当释放信息有效，FREE为15V，通过图4中R260为电容充电，电容连接运放的反向输入端，当充电电压大于TF电位计的分压时，运算放大器输出低电平，DG212触点打开，斜波发生器有效。TF电位计可以调节斜波发生器延迟打开的时间。

速度反馈电路如图5所示，拨码开关用来调节反馈电压的幅值，当拨码开关全部为OFF时，速度反馈电压的计算为：通过拨码开关1-8短接R478的47K电阻，通过2-7、3-6、4-5分别可以短接22K、10、4.7K电阻，根据测速发电机的输出电压进行选择短接方式。速度反馈电压信号再经过正比例运算放大器进行微调，调节可变电阻NT得到反馈电压值的范围为：对反馈的电机实际速度取方向信号，如图6所示，反馈电压接入比较器的反向输入端，当反馈电压值大于0时，输出为低电平，PNP三极管V466导通，NPN三极管V469发光二极管NR亮，NL灭；当输出电压为小于0时，比较器输出高电平，PNP三极管V466截止，NPN三极管V469导通，发光二极管NL亮，NR灭。

图7为转矩故障，通过给定电压和反馈电压进行比较，由图中的电路图可知，当|N*(V_GS-V_FS)-4.7|大于0.67V，则输出转矩故障，N的值可由电位计ND进行调节范围为(1～10)。图8为转矩故障的故障指示，当发生转矩故障时，故障指示灯MD亮，并保持为亮的状态，直到进行复位。图9是将故障信息传递到X2-13，将故障信息传递到脉冲触发板。并通过继电器切断外部触发器，停止运行。

图10为速度调节器，给定电压和反馈电压进行比较，通过运算放大器组成的PI速调节器，输出调节信号。上半部分为积分电路，通过比例积分。VR电位计是积分的调节，调节速度调节器的抑制振荡的能力。图11为输出的调节信号取方向，当输出为正电压信号时，比较器输出高电平，NPN三极管V499导通,发光二极管DL亮；当为负电压信号时，比较器输出低电平PNP三极管V503导通，发光二极管DR亮。方向信号通过X2-7输出到脉冲触发板。

图12为速度调节器输出的绝对值，根据速度调节器信号的进行变换，将负值进行反向等比例运算，产生正电压信号。图13为电流反馈，电流反馈来自电流互感器，通过6个二极管进行整流，通过取样电阻R403、R512，根据装置的功率可更换R403取样电阻，调整电流反馈的比例。电流反馈整流后正端接运算放大器的反向输入端，运算放大器输出的是电流反馈的负值。这样，图14中与速度调节器输出的调节的正值信号相叠加，由电流调节器输出X2-11调节值到脉冲触发板，并使US指示灯亮，US为运行的指示。

实施例2，在实施例1的基础上，图15为切转子的一段电阻，当实际转速方向与速度调节器输出的方向一致，则切一段电阻；当速度调节器输出的调节值的方向与实际转速方向不一致，反接制动状态时，则不能切一段电阻。图16为取速度反馈的绝对值，速度的大小，图17根据速度大小通过继电器输出控制制动器，当停止运行时，速度小于BR电位计的调节值，则关闭制动器。A1为恒定的电压10V，根据图中电阻的分压结果计算，BR电位计调节电压的范围为：0.2V～1.1V。根据速度大小切换转子的二段、三端和四段电阻如图18～图20所示，当转速大于相应设定值时，切(短接)相应转子电阻，设定值根据电位计S2、S3和S4进行调节，根据图中电阻分压可知S2的调节范围为：3.8～8.5，S3的调节范围为：5.1～8.4，S4的调节范围为：5.9～8.5。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。