CN1007689B - 用于驱动印刷机的电动机及类似设备的控制装置 - Google Patents

Abstract

用于驱动印刷机的电动机或类似设备的控制装置，它依从于至少一个加给它的设定值，例如给定转速，控制至少一个同电网和电动机相联系的大功率执行机构，其特征在于配置了一个数据传输装置(计算装置12)，它使贮存在存储器14中或被计算出的数据都在控制装置中成为有用的信息。该装置因此可用于控制许多台电动机。

Description

本发明涉及一种用于驱动印刷机的电动机及类似设备的控制装置，它依从于至少一个加给它的设定值或给定值（例如给定转速），控制至少一个能够同电网和电动机相联系的大功率执行机构。

用于驱动印刷机的，特别是用于驱动大型胶版印刷机的电动机常常是他励直流电动机，并且，通过受控整流器从三相电网或普通交流电网供电。如果从简化生产和仓库保管理由考虑，应该让用于驱动不同大小机器的不同结构尺寸的电动机都能使用同样的控制装置，因此，一种适合于各类电动机的控制装置是必须的。使用了上述控制装置，可使电动机转速被调整到设定值。公知的控制和调整装置有一个缺点，就是它必须在耗费甚大的工艺过程中针对每一台电动机进行调整。因此，需拥有一些熟练专家才能开展工作。于是人们力图改进这种情况，把一些专门在事先调整好的控制装置投入运用，装入机内，但是为此就需有多种设计方案，这显然会提高库存量，导至成本增高。

本发明的任务是提供一种在一开头就提到的控制装置，它适用于受其控制运行的多种类型的电动机及类似设备。由于采用了这种控制装置，能够顺利地解决这样的问题：在设备系统中，当一台电动机（或类似设备）发生故障而需加以更换时，系统自身可以执行所需要的调整程序，使之正常投入运转，免除了原先必须的人工调整程序。

根据本发明，该发明任务的解决是通过设置一个数据传输装置来完成的，该装置设计得使贮存在存储器内的或被计算出的数据都成为在控制装置中起作用的信息。

本发明规定，上述数据贮存在存储器内和/或被通过计算，接着使这些数据提供到控制装置中运用，例如将数据输送给一台变流器计算装置的运算器和/或其他计算装置。被求取的数据可以例如从贮存在存储器内的数据计算得到。但是这些数据也可能通过测量获得，例如通过温度测量获得，以便使被驱动电动机或其他类似设备的运行方式适应环境温度，例如在相对较低的温度时缓慢地完成起动过程。上述数据中至少部分数据是与例如被驱动电动机的参数值之类有关。存储器最好是数字存储器，尤其是ROM（只读存储器），这在电子计算机技术中已是公知的。本发明可以使控制装置按照所希望的方式工作，而无需象先有技术中的电位器用手来进行调整。如果控制装置包含一台数字计算机，这将是合乎需要并且是有益的，这在此处所述的此类控制装置的先有技术中已都是公知的了。

本发明的优点在于，通过把数据传输到一个与每个电动机都相适应的控制装置，从而以一种控制装置，即这同一套装置就能适合用于一大批电动机。只是要注意到，这些必要的数据（例如在存储器中听候调用的数据），可以被取出并传输到控制装置里面。这样，就无需为投入生产所必需的耗费巨大的手动调整过程了

在本发明的一个实施例中，将存储器设置在电动机和/或一台由电动机驱动的机器（特别是一台印刷机）的近旁。为使贮存在存储器中的数据得以传输到控制装置中去，起码得敷设一条电缆到控制装置，在那里采用合适的连接方式（例如用接插件）相连接。电缆同存储器相连接，电缆中并且包含有附带地监测电动机（例如监测电动机的转速）所需的一些测量导线。在这里，每台机器都通过在其自身旁装有的坚固小盒内的存储器而拥有控制装置工作所必不可少的参数数据。如果电动机或者整个印刷机连同电动机在内都被一种另外型号的设备所替换，那么在这样的替换当中，控制装置不必做任何更改。

在本发明的另一个实施例中，存储器直接放在控制装置近旁。考虑到数据传输严格的防干扰要求，这样布局会很有利的。此外，在这样情况下各种配套的电子功能组合部件相隔并不太远，从而在一些情况下设备的检验会变得容易一些。

在上述后一个实施例中人们可以这样处理：例如根据所要连接的机器而将一个专用的存储器装入到控制装置里面。然而本发明的另一个实施例使得在存储器和/或参数内包含多台不同电动机的内容，以及设置有一个用来辨识与控制装置相连的电动机和/或由该电动机所驱动的机器的装置，用它把与所连接的电动机或机器相应的各项参数输向控制装置。上述各电动机的参数可例如是：确定负荷下的额定转速、额定电枢电压以及额定励磁电流。

如果这里把可与控制装置相接的所有电动机的参数都贮存在存储器中，那么控制装置就能够同这些电动机都联接使用。

按照本发明的一个实施例，存储器内最好除了含有各种各样电动机的数据以外，还包含多种不同的大功率执行机构的参数，而且设置一个用来辨识连接到控制装置上的大功率执行机构的装置，该装置所连接的大功率执行机构的相应的各项参数被输给控制装置。本发明的这种实施方式可以做到：例如，为一台确定的机器配置的大功率执行机构发生故障（这种故障的可能性是绝不能完全排除的），就投入为另一台机器按同一方式运行所准备的大功率执行机构，以作替换损。如果用作替换物的大功率执行机构被指定是为一台较小的电动机的，因而尺寸较小，那么本发明所述的实施例可防止这台被指定为替换物的大功率执行机构在电气上过载。这时该电动机可以运行，但没有用它的全功率。

开头提到的由控制装置的数据传输装置提供的待计算数据，能根据那些由数据传输装置从控制装置所接收到数据中容易地计算出来。这里涉及的数据可例如是有关包含于控制装置内的半导体元件的温度、电动 机转矩的时间曲线和电动机的温度。然而这里也还可涉及到以某种方式贮存在控制装置中或是贮存在与控制装置连结的大功率执行机构中的数据，在上面刚提及的情况下，这些数据可用以防止大功率执行机构发生过负载。

辨识所连接的各台电动机或机器和/或大功率执行机构，起码在技术上已是可实现的，因为有关电动机的资料（例如型号特征）和/或有关机器或大功率执行机构的资料可通过一个手动操作的数据输入部件，例如旋转开关或扳钮开关而输入。本发明的另一个实施例甚至不需要这种简单调整过程，而采用带有编码的插头对所连接的电动机和/或所连接的机器进行辨识，该插头首先同连到电动机和/或连到机器上的测量导线和/或者监控导线相接。用这种方式，在建立必不可少的电气联系时，同时就告知了控制装置被连接的是哪一种电动机。编码插头可以例如是插针形式的插头，利用终端开关可感知它们。也可以这样设计，视所用编码插头的种类各异，这个插头只适合插入多个插座中唯一的一个，并且，以此方式告知控制装置：所连接机器的种类。在本发明的各实施例中，用类似方式可以辨识所连接的大功率执行机构。

在又一个实施例中，为辨识连接到控制装置上的电动机和/或连接到该装置上的机器，设置一个测量部件用以记录至少一个特征测量值，例如电动机电枢绕组的电阻。如果打算接到控制装置上的别的电动机或者其他别的设备在所述测量值方面有足够明显的差异，那么也可以用这个方法自动辨识所连接的电动机或者其他别的设备。

在本发明的一个实施例中，为辨识接到控制装置上的电动机和/或接到该装置上的机器或大功率执行机构，安排有一种可通过一根导线（例如，作短路连接）进行查询的编码方式。

如果要用同一尺寸的电动机驱动不同的机器，那么需要视不同的使用场合使电动机按不同方式运行，例如用不同转速运行。有关的这些数 据也可以用上述方式中的一种输送给控制装置。借助于确定与消耗的电枢电流成正比的转矩，就可以单纯地通过对电动机上一些易于得到的参数作一测量来判别各种不同的机器。

直到现在，我们的出发点都是把贮存在存储器中的数据不加改变地送给控制装置。然而在本发明的一个实施例中却设置了一台监控设备，在驱动运行出现一特定的工作状况（例如，不能进入正常运行，调节过程发生振荡）时，把至少一个参数的修正值输送给该控制装置。这样，当由于环境温度下降，印刷机运转发生困难，从而使得保持给定转速的电动机转矩接近了上限值时，转速就会降低。监视电网电压，相应地调整电动机的控制（特别是在网压跌落到给定值以下时这样做）也是有益的。

电动机都有制造上的误差，它会造成在设定两个额定值（例如额定电枢电压和额定励磁电流）的时候，所希望的额定转速在预定负荷下达不到或者被超过。为了在这种情况下尽可能精确地达到额定转速，并且不需对控制装置采用昂贵的校准措施，根据本发明的一个实施例对一台他励直流电动机（就象印刷机上常用的那样）进行控制，设置一个部件用以根据数据和/或参数以及电动机运行时在控制装置中计算的测量值而把励磁电流调整到某个值，使得一种预定的运行性能（例如，事先给定的转速和电枢电流之间的关系）得以实现，而且保持在此值不变。这可以例如用这样的方式进行，就是在额定负荷下设定额定电枢电压和额定励磁电流，并且在转速偏离额定值时改变励磁电流，直到达到额定转速为止。由此获得的励磁电流值被贮存起来，最好是在模拟/数字转换之后存到计算装置的一个存储器里。如果保持该励磁电流不变，那么就可以避免因励磁绕组温度波动而引起转速偏离。

然而也可能制造厂家在试验时就查明了机器参数对额定值的偏差大小，而且把它贮存在一个附属于电动机并特别地同电动机牢固连结在一 起的存储器内。如果这时安装电动机，由于需要敷设一条测量导线到控制装置，以便用该测量导线传送例如由测速发电机所提供的脉冲，于是包括在同一电缆中的一些导线就可以用来把贮存在存储器内的关于电动机容差的信息输送到控制装置中去，并且利用这些数据来自动校准该控制装置。

在可以使用各种不同的变流器的情况下，本发明的一个实施例以类似于提供上述电动机的各项参数的方式把所用整流器-逆变器机组的参数也输送给控制装置，在这种情况下，控制装置不用校准措施就自动适应各台变流设备。

本发明的其他特征和优点，可以参照显示有本发明具体细节的附图，从下面关于本发明的实施例的说明中看出来。本发明实施例中的各别特征可以单独或是以任意组合的形式得到实现。

在唯一的附图中，概略地表示了用于一台原张胶版印刷机（sheet-fed    offset    printing    press）的控制装置的实施例。

设计为他励直流电动机的电动机1驱动一台六色原张胶印机。电动机1的电枢电流和电动机1的磁场绕组2的励磁电流由包含有可控整流器（闸流晶体管）在内的大功率部分3供给，通过该部分，由三相电网4供给的电能被变换成直流电。大功率部分3的触发脉冲由一个变流器计算装置5中所产生并经由导线组7传送给大功率部分3。大功率部分3中包含有电流测量装置和电压测量装置，它们的测量数据通过导线组8传送到变流器计算装置5上。一台和电动机1的转轴连结在一起的测速发电机10为电动机转速提供特征信号，并通过导线11传送到变流器计算装置5上。

和变流器计算装置5相耦合的计算装置12同机械控制装置13和存储器14相联系。机械控制装置13由负责印刷机的印刷工人操作，印刷工人负责印刷机开机、关机以及在机械控制装置上校准转速等。该机械控制 装置还有执行其他一些校准过程和调节过程（这些过程和电动机1的驱动没有直接关系），例如印刷机的对版调整。

调节控制面板15和计算装置12连接，安装设备时已经借助于一些开关把电动机1以及由该电动机驱动的印刷机的类型资料输入到该面板上。存储器14中贮存了所有用于驱动印刷机的电动机以及附图所示设备的制造厂家供给的各种参数。借助于在控制面板15上所做的调节，计算装置12可以从存储器14读出代表着所连接的专用电动机1以及由它驱动的印刷机的那些特性参数。这些参数特别包括最大允许电枢电流、最大允许电枢电压、磁场绕组2的励磁电流、电动机1允许的转速范围以及其他需要的参数值。根据此实施例的电动机1的最大电枢电流和最大转速都低于由同一制造商供应的另一台电动机的相应值，这一台电动机的参数同样也贮存在存储器14中。大功率部分3也为这台电动机供电。计算装置12确保所接电动机1容许的各项最大值用作输送给变流器计算装置5的给定值，即使在出于机械控制装置13上的任何原因，要求有一个值（例如转速）被调整成较高的情况时也是如此。

如果本例中的六色印刷机中，例如只有两个印刷辊在工作，那么印刷机所需最大转矩就会改变，这种状况会通过机械控制装置13而通知到计算装置12。如果这里象刚才说的只有两个印刷辊在工作，那么通过计算装置12会安排妥当，把一个低于当六个印刷辊都运转时的电枢电流的值作为最大可能的给定值输送给变流器计算装置5。

本实施例中规定的变流器计算装置5和计算装置12之间的功能划分也可以另作选择，或者也可以把所述两个计算装置合并为一个。

本发明可应用于作为印刷机主驱动设备的某一台或一群电动机，但也可以用于印刷机的其他各电动机，例如湿印装置中的电动机。

Claims (16)

1、用于驱动印刷机的电动机或类似设备的控制装置，它依从于至少一个加给它的设定值(例如给定转速)，控制至少一个同电网和电动机相联系的大功率执行机构，其特征在于，配备有一个数据传输装置(计算装置12)，它使贮存在存储器14中的或被计算出的数据提供到控制装置中成为有用的信息。

2、根据权利要求1的控制装置，其特征在于，有关驱动的运行性能的数据（例如有关转矩的时间曲线的数据）可以从控制装置输送给数据传输装置。

3、根据权利要求2的控制装置，其特征在于，数据传输装置中有关运行性能的的数据是可处理的，和/或可贮存在存储器中。

4、根据权利要求1至3中之一的控制装置，其特征在于，存储器安置在电动机和/或由电动机驱动的机器旁边。

5、根据权利要求1至3中之一的控制装置，其特征在于，存储器直接安置于控制装置近旁。

6、根据权利要求5的控制装置，其特征在于，存储器14贮存多台不同电动机的参数，以及设置一个用以辨识连接到控制装置上的电动机和/或由该电动机所驱动的机器的装置，由它把对应于所连接电动机和/或机器的各项参数输送到控制装置。

7、根据权利要求5或6的控制装置，其特征在于，存储器贮存多台不同的大功率执行机构的参数，以及设置一个用以辩识连接到控制装置上的大功率执行机构的装置，由它把对应于所连接的大功率执行机构的各项参数输送到控制装置里。

8、根据权利要求6或7的控制装置，其特征在于，有关电动机和/或机器和/或有关大功率执行机构的资料可以通过手动操作的输入设备15输入。

9、根据权利要求6的控制装置，其特征在于，通过编码插头来辨识所连接的电动机或所连接的机器，该插头与通到电动机和/或该机器的测量和/或控制导线相连结。

10、根据权利要求7的控制装置，其特征在于，通过编码插头来辨识所连接的大功率执行机构。

11、根据权利要求6或7的控制装置，其特征在于，为辨识所连接的电动机和/或所连接的机器和/或联接到控制装置上的大功率执行机构，而设置了一个用以记录至少一个特征测量值，例如电动机的电枢绕组电阻的测量装置。

12、根据权利要求6或7的控制装置，其特征在于，为辨识连接到控制装置上的电动机和/或连接到控制装置上的机器和/或大功率执行机构，设置了一种可通过一根导线进行询问的编码装置。

13、根据上述各项权利要求之一的控制装置，其特征在于，设置一台监控设备，用以在控制装置的驱动出现一种特定的工作状况时，把至少一个数据或参数的修正值输送给该控制装置。

14、根据上述各项权利要求之一、用于控制一台他励直流电动机的控制装置，其特征在于，具有一个装置，用以根据数据和/或参数以及在电动机运行时在控制装置中计算得到的测量数据把励磁电流调整到这样的一个值，以便得到一种事先给定的工作便状况（例如给定的转速和电枢电压之间的关系），并保持该值不变。

15、根据上述各项权利要求之一的控制装置，其特征在于，存储器贮存用以为电动机供电的各变流器中的一台变流器的参数，这些参数是对该控制装置有用的。

16、根据上述各项权利要求之一的控制装置，其特征在于，该存储器是一种数字存储器，特别是只读存储器。

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