CN210898986U - 一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，用于改造提升机的三相异步电动机配合联轴器、液力耦合器和减速机的驱动方式，所述智能控制系统包括上位机、主机控制器、副机控制器、与主机控制器相连的主永磁同步电动机和与副机控制器相连的副永磁同步电动机，主机控制器和副机控制器并联的与上位机相连，主机控制器和副机控制器相互通讯，所述主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均与提升机的动力输入轴相连。本实用新型的有益效果是：减少电力能耗，延长维护保养周期，减少故障点提高运行的可靠性，运行噪声低，振动低，高空高架构平稳无振动。

Description

一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统

技术领域

本实用新型属于永磁电动机技术领域中的使用永磁电动机改造提升机三相异步电动机配合联轴器、液力耦合器和减速机的驱动方式技术范畴，尤其涉及应用于斗式提升机改造的一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统。

背景技术

随着建材行业降低能源消耗需要，改造高耗能设备成为一项快捷实现降耗的措施。

斗提机运行现场驱动系统实际工作现状是，电源控制系统，三相异步电动机、联轴器、液力耦合器、联轴器和加减速器、联轴器带动设备运行。运行状况，减速机高速部分磨损大，损坏快，经常出现停机故障，整体系统噪声大，振动大，高空高架构振动明显，环境污染严重。

提供适应于老设备实际生产需要，适合环境要求的产品，并坚持节能、节材、节空间的原则，达到满足节能降耗改造的需要，同时满足高空、高架构承载约束条件严格的需要，完成改造的同时实现该结构斗提机批量化生产。

在普遍的控制系统应用中，多驱动同轴同步启动都是闭环编码器控制，这种控制方式造价昂贵，投入成本高，不适用于对现有设备的改造。

综上所述，迫切需要一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统来实现对提升机三相异步电动机配合联轴器、液力耦合器和减速机的驱动方式的提升改造。

发明内容

为克服上述现有技术缺陷，本实用新型提供一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统。

本实用新型所采用的具体技术方案为：

一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，用于改造提升机的三相异步电动机配合联轴器、液力耦合器和减速机的驱动方式，所述智能控制系统包括上位机、主机控制器、副机控制器、与主机控制器相连的主永磁同步电动机和与副机控制器相连的副永磁同步电动机，主机控制器和副机控制器并联的与上位机相连，主机控制器和副机控制器相互通讯，所述主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均与提升机的动力输入轴相连，主机控制器和副机控制器不设置闭环编码器控制，实现开环控制，控制双低速大扭矩永磁电机，实现节能20%以上的电力能耗，延长驱动系统的维护保养周期3-5倍，双开环控制减少故障点提高驱动系统运行的可靠性。

作为本实用新型的进一步改进，主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均通过离合器与提升机的动力输入轴相连，为生产运行提供安全保障，一旦某侧出现设备故障离合器可以脱离传动扭矩，单侧进行运转生产，待故障处理完毕再将离合器复位，确保生产的连续性，实现体积小，重量轻，功率密度大，满足现场需求的目的。

作为本实用新型的进一步改进，主机控制器和副机控制器内设有变频器，两个变频器根据交流电的变化调整F/V数据保持一致，保证主永磁同步电动机和副永磁同步电动机同步启动。

作为本实用新型的进一步改进，主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均采用分解式集中绕组，使电机长度减少绕线端部占位空间，同时减少齿槽谐波的产生，提高电机运行质量，体积较同功率电机减小30%，重量减轻35%，维护更简便。

作为本实用新型的进一步改进，所述变频器配置直接转矩控制（DTC）功能模块，用来对电机轴的负载变化以及用户对转速或转矩进行的调整快速做出反应，为了实现两台永磁电机的开环双驱同轴同步运行，该系统变频器配置直接转矩控制（DTC）功能模块，针对电机轴的负载变化以及用户对转速或转矩进行的调整快速做出反应，主控制器和副控制器各安装一FDCO-0X DDCS光纤通信插接模块，通过该模块来实现主控制器和副控制器的通讯功能，把两个传动连接在一起，通过变频器的参数设置来定义传动在通讯连接中是主控制器和副控制器，主控制器传动采用速度控制，副控制器跟随它速度给定，将传动之间的负载平均分配，使传动之间几乎没有速度差异。

作为本实用新型的进一步改进，所述主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均为电动机和减速机在同一个机壳内的结构，这样的设计使得电动机和减速机的整体体积大幅减小。

作为本实用新型的进一步改进，所述减速机采用直交轴单级结构，直交轴结构能够使电动机的输出轴和减速机的输出轴成90°，这样能够改变电动机的直线布置方式，改成电机与设备的并行布置，节省空间，单机减速机能够将永磁电动机的低速输出进一步降低，同时由于速比较小，减速机的体积也相对减少。

本实用新型的积极效果是：

1.实现节能20%以上的电力能耗，延长驱动系统的维护保养周期3-5倍，双开环控制减少故障点提高驱动系统运行的可靠性。运行状况，是噪声低，振动低，高空高架构平稳无振动。

2.本发明实现了体积小重量轻功率密度高易于控制，满足各种相似的高空高架构节能改造项目，提供了相关设备的新节能产品开发的基本条件。

附图说明

图1是本实用新型一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统应用布局示意图；

图2是图1中所示本实用新型一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统用布局的水平正视图；

图3是图2中所示本实用新型一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统传动框架图；

图4是图3中所示本实用新型一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统通讯框架图；

图例说明：1—直交轴减速机， 2—联轴器， 3—离合器，4—轴承座，5—提升机，6—主永磁同步电动机，61—副永磁同步电动机，7—控制电缆，8—测温电缆，9—通讯电缆，10—主控制器，11—副控制器，12—安装平台，13—电动机机座，14—安装平台支架，15—上位机，16—主控室。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述：

具体实施例：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一：

一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，用于改造提升机的三相异步电动机配合联轴器、液力耦合器和减速机的驱动方式，该智能控制系统包括上位机15、主机控制器10、副机控制器11、主机控制器10通过控制电缆7和测温电缆8与主永磁同步电动机6相连，副机控制器11通过控制电缆7和测温电缆8与副永磁同步电动机61相连，主机控制器10和副机控制器11并联的与上位机15相连，主机控制器10和副机控制器11通过通讯电缆9相连，主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61均与提升机5的动力输入轴通过离合器3和联轴器2连接在一起，主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61安装在安装平台上，安装平台12通过安装平台之间固定在提升机的机身上，其中，主机控制器10和副机控制器11通过通讯电缆9相连，连接接口采用ABB品牌的FDCO控制版实现。上位机15设置在主控室16中，上位机15的指令发送给设置在主控室16的PLC中，经过PLC处理后将动作指令发送给主控制器10或者副控制器11，进而控制主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61动作，主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61的开环双驱同轴同步运行采用直接转矩控制（DTC）功能模块实现，主控制器10或者副控制器11配置直接转矩控制（DTC）功能模块，针对主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61的负载变化以及用户对转速或转矩进行的调整快速做出反应，主控制器10和副控制器11各安装一FDCO-0X DDCS光纤通信插接模块，通过该模块来实现主控制器10和副控制器11的通讯功能，把两个传动连接在一起，通过控制器内变频器的参数设置来定义传动在通讯连接中是主控制器和副控制器，主控制器传动采用速度控制，副控制器跟随它速度给定，将传动之间的负载平均分配，使传动之间几乎没有速度差异。

实施例二：

一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，用于改造提升机的三相异步电动机配合联轴器、液力耦合器和减速机的驱动方式，该智能控制系统包括上位机15、主机控制器10、副机控制器11、主机控制器10通过控制电缆7和测温电缆8与主永磁同步电动机6相连，副机控制器11通过控制电缆7和测温电缆8与副永磁同步电动机61相连，主机控制器10和副机控制器11并联的与上位机15相连，主机控制器10和副机控制器11通过通讯电缆9相连，主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61均与提升机5的动力输入轴通过离合器3和联轴器2连接在一起，主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61安装在安装平台上，安装平台12通过安装平台之间固定在提升机的机身上，其中，为了使电机长度减少绕线端部占位空间，同时减少齿槽谐波的产生，提高电机运行质量，主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均采用分解式集中绕组，体积较同功率电机减小30%，重量减轻35%，维护更简便，主机控制器10和副机控制器11通过通讯电缆9相连，连接接口采用ABB品牌的FDCO控制版实现。上位机15设置在主控室16中，上位机15的指令发送给设置在主控室16的PLC中，经过PLC处理后将动作指令发送给主控制器10或者副控制器11，进而控制主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61动作，主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61的开环双驱同轴同步运行采用直接转矩控制（DTC）功能模块实现，主控制器10或者副控制器11配置直接转矩控制（DTC）功能模块，针对主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61的负载变化以及用户对转速或转矩进行的调整快速做出反应，主控制器10和副控制器11各安装一FDCO-0X DDCS光纤通信插接模块，通过该模块来实现主控制器10和副控制器11的通讯功能，把两个传动连接在一起，通过控制器内变频器的参数设置来定义传动在通讯连接中是主控制器和副控制器，主控制器传动采用速度控制，副控制器跟随它速度给定，将传动之间的负载平均分配，使传动之间几乎没有速度差异。

前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。

此外本发明还公开了以下技术方案：

方案一：

在上述实施例的基础上，所述主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均为电动机和减速机在同一个机壳内的结构，进一步减小了电动机和减速机的整体体积。

方案二：

在上述实施例的基础上，主永磁同步电动机6和副永磁同步电动机61均与提升机5的动力输入轴通过离合器3和联轴器2连接在一起，其中联轴器2为蛇形联轴器，离合器3为滑动离合器。

方案三：

在上述实施例的基础上，所述减速机采用直交轴单级结构，直交轴结构能够使电动机的输出轴和减速机的输出轴成90°，这样能够改变电动机的直线布置方式，改成电机与设备的并行布置，节省空间，单机减速机能够将永磁电动机的低速输出进一步降低，同时由于速比较小，减速机的体积也相对减少。

上述实施例对本实用新型做了详细说明。当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述例子，相关技术人员在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，用于改造提升机的三相异步电动机配合联轴器、液力耦合器和减速机的驱动方式，其特征在于，所述智能控制系统包括上位机、主机控制器、副机控制器、与主机控制器相连的主永磁同步电动机和与副机控制器相连的副永磁同步电动机，主机控制器和副机控制器并联的与上位机相连，主机控制器和副机控制器相互通讯，所述主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均与提升机的动力输入轴相连。

2.根据权利要求1所述一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，其特征在于，主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均通过离合器与提升机的动力输入轴相连。

3.根据权利要求2所述一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，其特征在于，主机控制器和副机控制器内设有变频器，两个变频器根据交流电的变化调整F/V数据保持一致，保证主永磁同步电动机和副永磁同步电动机同步启动。

4.根据权利要求3所述一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，其特征在于，主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均采用分解式集中绕组。

5.根据权利要求4所述一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，其特征在于，所述变频器配置直接转矩控制（DTC）功能模块，用来对电机轴的负载变化以及用户对转速或转矩进行的调整快速做出反应。

6.根据权利要求1-5其中任意一项所述一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，其特征在于，所述主永磁同步电动机和副永磁同步电动机均为电动机和减速机在同一个机壳内的结构。

7.根据权利要求6所述一种开环同轴双驱永磁同步电动机智能控制系统，其特征在于，所述减速机采用直交轴单级结构。

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