本发明属于矿山机械,特别是涉及一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统。
背景技术:
1、发电机是矿用自卸车的关键设备,通过向发电机转子提供励磁电流,控制发电机的输出电压和无功功率,保证矿卡ac-dc-ac系统稳定运行。励磁系统主要由励磁功率单元和励磁调控系统构成。司机室油门踏板传至主控系统,主控系统与从控系统信息交互,共同控制励磁调控系统。主控系统的微控制器处理后信号输出pwm信号控制励磁驱动电路的mos管工作,为励磁功率模块提供励磁电流,发电机励磁调速发电,整个系统工作。
2、阈值设定是励磁调控系统的关键部件,负责接收主控系统提供的励磁信号,处理后为励磁调控系统提供预设值。
3、现有的发电机励磁电流阈值设定装置多为机械式,主要由电动机,变速箱、滑动变阻器、离合器、行程开关等机械部件构成,在接到增磁信号后,电动机正转,变速箱加速,离合器牵引滑动变阻器动作,从而增大预设值,以此实现增磁,在达到预设值时行程开关动作给定位置信号;在接到减磁信号后,电动机反转,变速箱减速,离合器牵引滑动变阻器动作,从而减小预设值,以此实现减磁,达到预设值时行程开关动作给定位置信号。这种发电机励磁电流阈值设定装置,依靠机械部件相互配合实现功能,存在设定值调整不完善、调整精度低、响应速度慢等问题。
技术实现思路
1、本发明目的在于解决上述背景技术中提出的问题,提供一种能根据油门踏板信号由主控系统、从控系统配合的快速调整发电机励磁电流的励磁调控系统。
2、为了实现本发明目的,本发明公开了一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,包括与发电机励磁绕组相连的励磁电流调控系统、主控系统和从控系统;主控系统为直流母线电压检测系统,用于接收直流母线输出电压的反馈信号并给定励磁信号;从控系统用于根据主控系统采集到的反馈信号和油门踏板信号,输出触发脉冲信号;励磁电流调控系统一端与主控系统相连,用于接收增减励磁电流指令;励磁电流调节系统另一端与从控系统相连,用于传递励磁电流反馈信号。
3、进一步地,励磁调控系统分别与励磁功率模块、发电机相连;从控系统与发电机相连,用于接收发电机输出的反馈信号;主控系统,用于接收油门踏板信号并发送到励磁调控系统对励磁调节系统进行增减励磁电流命令;从控系统与励磁功率模块相连,用于接收发电机反馈信号和主控系统信号并输出用于调节励磁功率模块的信号。
4、进一步地,阈值设定系统接收主控系统输出的增减励磁电流指令阈值电压信号;主控系统将油门踏板信号转换为从控系统和励磁驱动电路能够识别的电压信号。
5、进一步地,励磁驱动电路包括励磁电流自动控制电路、pwm输出电路和逻辑信号调理电路;励磁电流自动控制电路与主控系统相连,用于将主控系统输出的励磁信号进行逻辑判断,输出增磁或减磁控制信号;pwm输出电路与励磁电流自动控制电路相连,用于接收增磁或减磁控制信号。
6、进一步地,励磁电流自动控制电路包括励磁电流自动控制电路和转速信号控制电路;励磁电流自动控制电路与主控系统相连,用于接收主控系统输出的励磁信号,完成增磁或减磁的逻辑判断;转速信号控制电路与励磁电流自动控制电路,用于检测发电机转速,为励磁电流递增递减提供信息支撑;转速信号控制电路包括tlp2362高速光耦、电阻、电容、tvs管、sn74lvc2g14dbvr逻辑反相器,将转速信号采集后传输至主控芯片,进行采样分析并以此输出励磁电流控制信号,使整个ac-dc-ac系统匹配性更适度。
7、进一步地,pwm输出电路包括逻辑控制电路;逻辑控制电路用于接收励磁电流自动控制电路输出的控制信号。
8、进一步地,电压阈值自动相配电路还包括励磁驱动电路、电流采样反馈电路;励磁驱动电路的输入端与主控系统微控制器输出端相连,励磁驱动电路的输出端与电流采样反馈电路相连,用于提高电压信号的驱动能力并反馈电流值;
9、励磁驱动电路包括电流采样反馈电路,电流采样反馈电路的输入端与励磁驱动输出相连,电流采样反馈电路包括电流传感器、稳压管,电流采样反馈电路用于将励磁驱动电流信号进行隔离处理并输出控制信号。
10、进一步地,接到油门踏板施加的启励指令后,励磁调控系统工作,控制励磁驱动电路的mos管导通为发电机励磁绕组提供励磁电流;主控系统通过测量ac-dc-ac系统直流母线电压,从控系统测量发电机反馈信号,与设定值比较,当反馈信号高于设定值时,通过微控制器输出的pwm波来控制励磁驱动电路中mos管,减少励磁电流,使发电机机输出电压回到预设值;当反馈信号低于设定值时,通过微控制器输出的pwm波来控制励磁驱动电路中mos管,增加励磁电流,使发电机机输出电压回到预设值。
11、与现有技术相比,本发明的显著进步在于:监测直流母线电压并通过励磁系统实时调速,发电机与直流母线电压相匹配。对电压、电流、无功功率、保护整定值以及各调节规律等参数进行自动分配并附带阈值保护,将发电机数据传递给励磁系统,励磁系统数据传至主控系统,经微控制器做相应控制。微控制器数据用记录装置实时记录,方便分析发电机、励磁系统数据,提高了发电机静态、暂态稳定性。发电机励磁调速响应速度较快,有可选的调整容量,整个ac-dc-ac系统稳定性更强,矿卡运行更平稳。
12、为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数,下面结合附图及具体实施方式进一步说明。
1.一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,包括与发电机励磁绕组相连的励磁电流调控系统、主控系统和从控系统;所述主控系统为直流母线电压检测系统,用于接收所述直流母线输出电压的反馈信号并给定励磁信号;所述从控系统用于根据主控系统采集到的反馈信号和油门踏板信号,输出触发脉冲信号;所述励磁电流调控系统一端与主控系统相连,用于接收所述增减励磁电流指令;所述励磁电流调节系统另一端与从控系统相连,用于传递励磁电流反馈信号。
2.根据权利要求1所述的一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,所述励磁调控系统分别与励磁功率模块、发电机相连;所述从控系统与发电机相连,用于接收发电机输出的反馈信号;所述主控系统,用于接收油门踏板信号并发送到励磁调控系统对励磁调节系统进行增减励磁电流命令;所述从控系统与励磁功率模块相连,用于接收发电机反馈信号和主控系统信号并输出用于调节励磁功率模块的信号。
3.根据权利要求2所述的一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,阈值设定系统接收主控系统输出的增减励磁电流指令阈值电压信号;主控系统将油门踏板信号转换为从控系统和励磁驱动电路能够识别的电压信号。
4.根据权利要求3所述的一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,所述励磁驱动电路包括励磁电流自动控制电路、pwm输出电路和逻辑信号调理电路;所述励磁电流自动控制电路与主控系统相连,用于将主控系统输出的励磁信号进行逻辑判断,输出增磁或减磁控制信号;所述pwm输出电路与励磁电流自动控制电路相连,用于接收增磁或减磁控制信号。
5.根据权利要求4所述的一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,所述励磁电流自动控制电路包括励磁电流自动控制电路和转速信号控制电路;所述励磁电流自动控制电路与主控系统相连,用于接收主控系统输出的励磁信号,完成增磁或减磁的逻辑判断;所述转速信号控制电路与励磁电流自动控制电路,用于检测发电机转速,为励磁电流递增递减提供信息支撑;所述转速信号控制电路包括tlp2362高速光耦、电阻、电容、tvs管、sn74lvc2g14dbvr逻辑反相器,将转速信号采集后传输至主控芯片,进行采样分析并以此输出励磁电流控制信号,使整个ac-dc-ac系统匹配性更适度。
6.根据权利要求5所述的一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,所述pwm输出电路包括逻辑控制电路;所述逻辑控制电路用于接收励磁电流自动控制电路输出的控制信号。
7.根据权利要求6所述的一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,所述电压阈值自动相配电路还包括励磁驱动电路、电流采样反馈电路;所述励磁驱动电路的输入端与主控系统微控制器输出端相连,励磁驱动电路的输出端与电流采样反馈电路相连,用于提高电压信号的驱动能力并反馈电流值;
8.根据权利要求2所述的一种大功率矿用自卸车发电机励磁调控系统,其特征在于,接到油门踏板施加的启励指令后,励磁调控系统工作,控制励磁驱动电路的mos管导通为发电机励磁绕组提供励磁电流;主控系统通过测量ac-dc-ac系统直流母线电压,从控系统测量发电机反馈信号,与设定值比较,当反馈信号高于设定值时,通过微控制器输出的pwm波来控制励磁驱动电路中mos管,减少励磁电流,使发电机机输出电压回到预设值;当反馈信号低于设定值时,通过微控制器输出的pwm波来控制励磁驱动电路中mos管,增加励磁电流,使发电机机输出电压回到预设值。