本發(fā)明屬于工業(yè)自動化與控制，尤其涉及全數(shù)字交流調(diào)壓裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)自動化技術(shù)的不斷進步，對于電機控制系統(tǒng)的要求也越來越高，特別是在調(diào)速、效率、穩(wěn)定性和控制精度等方面。傳統(tǒng)的調(diào)壓裝置往往采用模擬控制方式，存在響應(yīng)速度慢、控制精度不高、維護復(fù)雜等問題。此外，傳統(tǒng)調(diào)壓裝置通常不具備以太網(wǎng)絡(luò)通信能力，難以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)交換，這在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中顯得尤為不足。

2、經(jīng)過檢索發(fā)現(xiàn)，在授權(quán)公告號為“cn110661460b”公開了一種航空用寬變頻交流發(fā)電機的數(shù)字調(diào)壓裝置，永磁機發(fā)出的三相交流電通過全橋整流變成直流電，用于為調(diào)壓控制器提供電源以及提供勵磁電流，勵磁電流通過快速勵磁回路，由雙dsp進行冗余調(diào)壓控制，變換出適配的勵磁電流，勵磁電流用于為所述勵磁機的勵磁線圈產(chǎn)生勵磁磁場，勵磁機的轉(zhuǎn)子繞組旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流，通過旋轉(zhuǎn)整流器變成直流電產(chǎn)生磁場給所述主發(fā)電機，主發(fā)電機用于發(fā)出三相交流電。該專利采用雙dsp冗余備份設(shè)計優(yōu)勢互補協(xié)同完成調(diào)壓與保護功能，具有調(diào)壓精度高、動態(tài)特性好且穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，適用于航空寬變頻交流電源系統(tǒng)。

3、但是市面上已經(jīng)存在的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置，只能用于將交流三相電壓和電流變換為兩線直流電壓和電流的問題。此外，現(xiàn)有的調(diào)壓裝置大多只能工作在單一模式下，無法靈活應(yīng)對不同的負載條件，限制了其應(yīng)用場景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供全數(shù)字交流調(diào)壓裝置，旨在解決現(xiàn)有全數(shù)字交流調(diào)壓裝置中的存在只能用于將交流三相電壓和電流變換為兩線直流電壓和電流，此外，現(xiàn)有的調(diào)壓裝置大多只能工作在單一模式下，無法靈活應(yīng)對不同的負載條件，限制了其應(yīng)用場景的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種全數(shù)字交流調(diào)壓裝置，能為電動機轉(zhuǎn)子提供勵磁可控電流，所述全數(shù)字交流調(diào)壓裝置包括主回路電源、主控板，主回路電源并聯(lián)有變流器，變流器能夠?qū)⑤斎氲娜嘟涣麟妷恨D(zhuǎn)換為可控三相交流電壓和電流，能為電動機勵磁電流的調(diào)節(jié)和控制，以及對有極滑環(huán)繞線交流電動機調(diào)速控制。

4、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置設(shè)置有以太網(wǎng)通訊模塊，以太網(wǎng)通訊模塊用于與數(shù)字化設(shè)備進行通訊。

5、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置的以太網(wǎng)通訊模塊插裝在主控板的中，以太網(wǎng)通訊模塊上有一個四端口型接口接入子網(wǎng)，使其具有以太網(wǎng)功能，四端口型接口支持與其他設(shè)備的連接形成環(huán)網(wǎng)，以太網(wǎng)通訊模塊支持實時通訊和等時同步實時通訊，以滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中信號處理的實時性和確定性要求，以太網(wǎng)通訊模塊能夠與其他相同標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議器件在同一網(wǎng)絡(luò)中共存，確保網(wǎng)絡(luò)的兼容。

6、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置的變流器通過改變可控硅的觸發(fā)順序和導(dǎo)通角來實現(xiàn)交流電壓的調(diào)節(jié)，變流器的控制是通過可控硅門電路觸發(fā)單元實現(xiàn)，通過線路同步的觸發(fā)脈沖，控制電子單元通過觸發(fā)單元與電源主回路分隔開來，操作狀態(tài)通過專職基本型操作面板顯示在裝置上。

7、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置的變流器能夠?qū)崿F(xiàn)四象限運轉(zhuǎn)，且具備自動換相功能，能夠在不同的負載條件下實現(xiàn)反相制動和驅(qū)動功能，在自動換相階段，變流器輸出上的相序是靠電氣反轉(zhuǎn)的，根據(jù)負載條件，變頻器的功能可以在反相制動模式和驅(qū)動模式之間切換，實現(xiàn)這一功能的電路設(shè)計包括并聯(lián)支路上的兩個附加的晶閘管模塊，用于推動扭矩的轉(zhuǎn)換。

8、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置的交流調(diào)壓裝置主控板能夠在有極滑環(huán)交流電動機應(yīng)用中利用定子相位角控制實現(xiàn)高水平的控制動力，提高調(diào)速性能，定子相位角控制通過調(diào)整電動機的相位角來實現(xiàn)精確的調(diào)速和轉(zhuǎn)矩控制，控制方法提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，適用于有極滑環(huán)繞線交流電動機高精度控制應(yīng)用。

9、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述交流調(diào)壓裝置的主控板適用于電動機勵磁系統(tǒng)和有極滑環(huán)繞線交流電動機調(diào)速系統(tǒng)，能夠改善現(xiàn)有系統(tǒng)的性能，對于電動機，提供穩(wěn)定的勵磁電流，確保電動機的高效運行，對于有極滑環(huán)繞線交流電動機，實現(xiàn)平滑的調(diào)速和轉(zhuǎn)矩控制，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和能效。

10、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置的主控板放置在一側(cè)，支持多種組合方式，以適應(yīng)不同尺寸和布局的安裝環(huán)境。

11、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述交流調(diào)壓裝置的主控板能夠與提升元件和接口兼容，便于集成到現(xiàn)有的工業(yè)自動化系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)的整體性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

12、1、通過集成先進的調(diào)壓技術(shù)和高效的通訊模塊，實現(xiàn)了對電動機勵磁和有極滑環(huán)繞線交流電動機提升系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制，能夠顯著提高電動機的運行效率和穩(wěn)定性，通過電動機勵磁電流的精細調(diào)節(jié)和定子相位角控制技術(shù)的應(yīng)用，使得電動機在各種工況下均能保持最優(yōu)工作狀態(tài)，不僅提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和調(diào)速精度，同時也延長了設(shè)備的使用壽命，四象限運轉(zhuǎn)能力和自動換相功能，確保了設(shè)備在反相制動模式和驅(qū)動模式之間的平滑切換，極大提升了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力。

13、2、具備強大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力，通過內(nèi)置以太網(wǎng)通訊模塊，可以輕松實現(xiàn)與現(xiàn)有工業(yè)自動化系統(tǒng)的無縫對接，不僅簡化了系統(tǒng)集成過程，也增強了系統(tǒng)的擴展性和維護便利性，極大地提高了工作效率。

技術(shù)特征：

1.一種全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8），能為電動機轉(zhuǎn)子提供勵磁可控電流，所述全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8）包括主回路電源（1、2）、主控板（6），其特征在于：所述主回路電源（1、2）并聯(lián)有變流器（4、5），變流器（4、5）能夠?qū)⑤斎氲娜嘟涣麟妷恨D(zhuǎn)換為可控三相交流電壓和電流，能為電動機勵磁電流的調(diào)節(jié)和控制，以及對有極滑環(huán)繞線交流電動機調(diào)速控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8），其特征在于：所述全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8）設(shè)置有以太網(wǎng)通訊模塊（9），以太網(wǎng)通訊模塊（9）用于與數(shù)字化設(shè)備進行通訊。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置，其特征在于：所述以太網(wǎng)通訊模塊（9）插裝在主控板（6）中，以太網(wǎng)通訊模塊（9）上有一個四端口型接口接入子網(wǎng)，使其具有以太網(wǎng)功能，四端口型接口支持與其他設(shè)備的連接形成環(huán)網(wǎng)，以太網(wǎng)通訊模塊（9）支持實時通訊和等時同步實時通訊，以滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中信號處理的實時性和確定性要求，以太網(wǎng)通訊模塊（9）能夠與其他相同標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議在同一網(wǎng)絡(luò)中共存，確保網(wǎng)絡(luò)的兼容。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置，其特征在于：所述變流器（4、5）通過改變可控硅的觸發(fā)順序和導(dǎo)通角來實現(xiàn)交流電壓的調(diào)節(jié)，變流器（4、5）的控制是通過可控硅門電路觸發(fā)單元實現(xiàn)，通過線路同步的觸發(fā)脈沖，控制電子單元通過觸發(fā)單元與電源主回路分隔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8），其特征在于：所述變流器（4、5）能夠?qū)崿F(xiàn)四象限運轉(zhuǎn)，且具備自動換相功能，能夠在不同的負載條件下實現(xiàn)反相制動和驅(qū)動功能，在自動換相階段，變流器（4、5）輸出上的相序是靠電氣反轉(zhuǎn)的，根據(jù)負載條件，變頻器的功能可以在反相制動模式和驅(qū)動模式之間切換，實現(xiàn)這一功能的電路設(shè)計包括并聯(lián)支路上的兩個附加的晶閘管模塊，用于推動扭矩的轉(zhuǎn)換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8），其特征在于：所述的主控板（6）能夠在有極滑環(huán)交流電動機應(yīng)用中利用定子相位角控制實現(xiàn)高水平的控制動力，提高調(diào)速性能，定子相位角控制通過調(diào)整電動機的相位角來實現(xiàn)精確的調(diào)速和轉(zhuǎn)矩控制，控制方法提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，適用于有極滑環(huán)繞線交流電動機高精度控制應(yīng)用。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8），其特征在于：所述主控板（6）適用于電動機勵磁系統(tǒng)和有極滑環(huán)繞線交流電動機調(diào)速系統(tǒng)，能夠改善系統(tǒng)的性能，對于電動機提供穩(wěn)定的勵磁電流，確保電動機的高效運行；對于有極滑環(huán)繞線交流電動機，實現(xiàn)平滑的調(diào)速和轉(zhuǎn)矩控制，提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)和能效。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置（8），其特征在于：所述主控板(6)放置在單元的一側(cè)，支持多種組合方式，以適應(yīng)不同尺寸和布局的安裝環(huán)境。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全數(shù)字交流調(diào)壓裝置，其特征在于：所述主控板（6）能夠提升元件和兼容性接口，便于集成到現(xiàn)有的工業(yè)自動化系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)的整體性能。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供全數(shù)字交流調(diào)壓裝置，屬于工業(yè)自動化與控制技術(shù)領(lǐng)域。其用于電動機勵磁電流的調(diào)節(jié)和控制，以及帶有滑環(huán)式三相繞線式電動機的控制，是一個完全可操控的變流器，利用的是緊湊型變流器技術(shù)。調(diào)壓裝置用于電動機勵磁電流的調(diào)節(jié)和控制，也可以用于帶有滑環(huán)，用于提升驅(qū)動器的三相繞線式電動機的控制?？刂茢?shù)據(jù)通過以太網(wǎng)與數(shù)字化設(shè)備通訊以滿足結(jié)構(gòu)緊湊、通訊速率高、運行可靠、節(jié)省空間的要求。使用該全數(shù)字交流調(diào)壓裝置得服務(wù)和維修能通過遠程網(wǎng)絡(luò)進行。

技術(shù)研發(fā)人員：叢林深
受保護的技術(shù)使用者：天津福瑞思特電氣技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6