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SIPOS 5 Flash PROFITRON变频智能型执行机构应用技术

2006/2/21    来源:e-works    特约撰稿人:侯典来      
关键字:仪器仪表  执行机构  SIPOS 5 Flash PROFITRON  变频智能  
本文论述SIPOS 5 Flash PROFITRON变频智能型执行机的结构原理,包括一体化变频智能控制单元,信号发生装置,操作面板,信号线和电源线的端子连接,控制模式,参数设置,主菜单切换,安装后的初次调试步骤。

    概述

    西博思电动执行机构有限公司(原西门子公司电动执行机构部门)将先进成熟的电机变频调速技术应用于执行机构中,因内部集成了一体化变频智能控制单元,省去了其它执行机构必须的复杂电机转向控制箱,采用简单的模块化结构,通过增加少量必要的模块,使其适用于各种控制模式,可对阀门挡板进行可靠的开关控制和变频调节。

    SIPOS 5 Flash PROFITRON变频智能型执行机除具有其它执行机构的功能外,还具有一些特殊功能,即使阀门挡板被卡住,输出力矩也不会超过事先设定的上限,因为启动电流不会超过额定电流,可采用较细的电缆,自动校正供电电源相序,全面的电机保护功能,确保电机永远不会被烧毁,输出轴转速可自行设定,现在已经应用到送引风、一次风压、给水泵勺管等控制系统改造项目上。

       
送风机偶合器勺管控制        二次总风门控制

    采用超大规模集成电路器件替代机械零部件,电子器件没有磨损,无须维护,智能化程度高,且可以编程,其电子式限位保护功能和电子式过力矩保护功能取代了机械式限位开关和机械式力矩开关,这样省去了调试过程中费时的限位开关和力矩开关调整工作。

    SIPOS 5 Flash PROFITRON变频智能型执行机既可接受控制系统来的开、关、停和紧急4个开关量信号,也可以接受控制系统来的4~20mA.DC位置给定信号,也可以输出1路4~20mA.DC位置反馈信号和8个开关量的状态反馈信号,通过液晶显示屏,可以人机对话的方式进行参数设置,监控执行机构状态,进行故障自诊断。

    1、变频器(VSD)

    内置一体化变频智能控制单元,远远优于电机加减速齿轮的设计方案,简化了机械结构,满足了执行机构控制阀门以精确的速度运行的过程要求,在不改变其内部机械结构的情况下,输出轴转速可在1:8的范围内自行设定。

    1.1 整流限流和滤波

    经过整流后的电压首先经过直流母线上的大电容器CZK进行滤波,串联在回路中的限流电阻RV确保主回路电压在接通瞬间的跳跃变化不会立即传递给滤波电容器,在主回路电压接通并进入正常工作状态后,限流电阻由一继电器短路。


图1 整流限流和滤波

    1.2 脉冲宽度调制

    直流母线上的直流电压被变换成频率和电压都可调的三相交流电压,用来驱动三相交流电机,这一过程是通过位于电机接线端子处的高速电子开关来实现的,即绝缘栅双极晶闸管IGBT。


图2 脉冲宽度调制

    1.3 正弦波电压

    高速电子开关不断地将电机的每相绕组接至直流母线的正极和负极,通过精确控制持续接通时间和电压的极性,产生所需要的用于驱动电机的正弦波电压。


图3 正弦波电压

    1.4 开关频率

    为了连续精确控制给三相电机绕组供电的极性切换和持续时间,6个IGBT中每一个的开关频率都达16000次/秒,因而必须采用高速微处理器和专用集成电路,电机供电电流是通过传统方式测量的,在直流母线的负极中串入分流器。


图4 IGBT

责任编辑:江琦
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