摘要：本文介紹了四川英杰電氣有限公司開發(fā)生產(chǎn)的M3R系列全數(shù)字式直流電動機調速器產(chǎn)品，通過對產(chǎn)品功能特點、操作使用方法和產(chǎn)品在機床、擠塑機等設備上的應用闡述，較完整地介紹了目前這一款在國產(chǎn)調速器中具有代表性的產(chǎn)品。
關鍵詞：全數(shù)字 直流 調速 應用
1．引言
近年來，雖然交流變頻調速技術快速發(fā)展并不斷在更廣泛的領域得到應用，但實際上在很多場合直流驅動依然擁有大量的用戶，包括舊設備的改造以及新設備上的應用；我們所了解的國內各主要直流電動機廠商這幾年的出產(chǎn)量也在連續(xù)增長。但是，目前國內直流調速的市場卻基本被西門子、歐陸、CT等壟斷，尤其是在全數(shù)字式的中高端產(chǎn)品領域，國內生產(chǎn)廠家寥寥，近乎是空白。
英杰電氣公司是一家專業(yè)的電力電子產(chǎn)品研發(fā)、制造企業(yè)，通過多年的經(jīng)驗積累和潛心開發(fā)，所推出的全數(shù)字式直流電動機調速器以其功能齊全、性能穩(wěn)定，已開始在擠塑機、拉絲機、焊管機以及金屬加工機床等機械設備直流驅動系統(tǒng)上廣泛應用，獲得了良好的反饋和認可。
2．產(chǎn)品功能特點
M3R10系列全數(shù)字直流電動機調速器,分為M3R10可逆(4Q：4象限驅動)與M3D10不可逆(1Q：1象限驅動)調速器。
產(chǎn)品采用全數(shù)字化設計,輸入為三相電源，經(jīng)過AC/DC（交流/直流）變流器提供直流電源輸出，向直流電動機的電樞和勵磁供電，實現(xiàn)直流電動機高性能控制。額定電樞電流從25A至3000A，額定勵磁電流從10A至80A(取決于電樞額定電流)。主要特點如下：
（1） 3D10全數(shù)字直流電動機調速器，電樞回路采用三相全控橋結構；
（2） M3R10全數(shù)字直流電動機調速器，電樞回路采用三相全控橋邏輯無環(huán)流反并聯(lián)結構；
（3） 勵磁單元獨立供電，單相全橋可控整流方案，與電樞電源無相位要求，適應不同勵磁的需求；
（4） 主回路、控制一體化，結構緊湊；
（5） 高級單片機作為控制核心, 所有的控制、調節(jié)、監(jiān)視及附加功能都由微處理器來實現(xiàn)，有豐富的軟件功能模塊、完善的檢測和保護功能；
（6） 自帶操作面板、LCD中文顯示，方便的參數(shù)設定、監(jiān)測；
（7） 多種速度給定方式：
i. 模擬量給定：0～＋10 V（M3D）、-10V～＋10V（M3R）；
ii. 開關量給定：通過上升、下降軟件模塊實現(xiàn)；
iii. 通訊給定；
（8） 三種速度反饋方式：
i. 電樞電壓反饋；
ii. 測速機反饋；
iii. 脈沖編碼器反饋；
（9） 具有多路可編程開關量和模擬量輸入、輸出；
（10） 具有標準通訊接口及通訊協(xié)議：
調速器配置一個RS485通訊接口，采用標準MODBUS通訊協(xié)議的RTU模式和ASCII模式，支持標準功能3、4、6、16。其中，RTU模式下的數(shù)據(jù)格式為8n2、8e1、8o1；ASCII模式下的數(shù)據(jù)格式為7n2、7e1、7o1。
（11） 開關量輸入、輸出、通訊、晶閘管回路間電氣隔離，抗干擾能力強，安全性能高。
M3D10(1Q)：調速器提供一個正向直流電流，在一個象限內實現(xiàn)驅動（正向驅動：轉速和轉矩總是正的），
如圖1。電樞回路為6只晶閘管組成的三相全控橋，如圖2。
M3R10(4Q)：調速器既能供給正向直流電流，又能供給負向直流電流，即能提供正直流電壓，又能提供負直流電壓，在四個象限內實現(xiàn)驅動。電樞回路由橋1、橋2兩個三相全控橋反向并聯(lián)組成，如圖3。
在制動控制中（正向或反向），把能量從電動機傳輸給交流線路（發(fā)電運行）。
3．操作
3.1 操作面板
用操作面板，可對調速器進行參數(shù)設定、狀態(tài)監(jiān)控等操作，其外形示意如圖4所示：
指示燈（面板上端）功能說明：
準備好：運行有效、無故障時亮；
運行：運行時亮；
正轉：正轉時亮；
反轉：反轉時亮；
橋1：橋1工作時亮；
橋2：橋2工作時亮；
限流：電樞電流限制時亮；
故障：故障時亮；
按鍵功能如圖5所示。
參數(shù)內容如圖6所示。
3.2操作方法
M3R10系列調速器設有12個子菜單，每個子菜單下設有數(shù)目不等的參數(shù)單元，見圖7。
參數(shù)操作：圖8以“電樞電壓反饋”更改成“測速機反饋”（3.10由0改至1）為例，說明參數(shù)設置方法。
4．工程應用
英杰電氣公司10年前曾經(jīng)推出一體化的模擬式直流調速器產(chǎn)品TS3D，在一些沒有可逆要求、調速范圍和精度不太高的場合曾得到了廣泛應用。M3R是英杰電氣公司跟隨數(shù)字化控制技術的發(fā)展，通過多年的經(jīng)驗技術積累，潛心研制，不斷總結改進，于2005年初推出的國產(chǎn)中高端調速器產(chǎn)品。近兩年來該系列產(chǎn)品已經(jīng)在擠塑機、拉絲機、焊管機以及金屬加工機床等機械設備直流驅動系統(tǒng)上得到廣泛試驗使用，運行情況反饋非常喜人，逐漸被許多質疑國產(chǎn)數(shù)字式直流調速器的業(yè)內專家和用戶所接受，一些機械設備廠家已開始批量使用以替代進口產(chǎn)品。
4.1在機床上的應用
我們在多家機械加工廠的銑床、鏜床、車床改造上使用了M3R來替代國外進口的調速器產(chǎn)品，分別用在主軸旋轉、進給等部位。這之中，進給部位的控制精度要求最高，而主軸旋轉對穩(wěn)定性有很高的要求。
某機械廠一臺2.8×8m龍門銑床，該銑床為60年代原蘇
聯(lián)生產(chǎn)的二手設備，電氣控制部分要求予以數(shù)顯化改造。在主驅動控制電路上，我們采用了3臺M3R直流調速器分別控制刀具進給、工作臺和主軸部位的直流電機（調速器電樞輸出電流規(guī)格分別為45A、25A、210A），并且采用光電編碼器作為反饋信號的傳感器（M3R具有測速機及編碼器等測速信號反饋接線端子，可以直接連線，充分滿足控制需要）。
M3R具有速度環(huán)PID數(shù)字調節(jié)功能，通過相應的參數(shù)設定窗口可以對速度環(huán)響應性能進行調節(jié)，這樣相比模擬式產(chǎn)品更便于量化比較所調參數(shù)，也可以得到更好的調節(jié)品質。我們通過對設備的調試，直線運動的定位精度和重復定位精度均達到改造設計要求；帶載情況下主軸旋轉工作的穩(wěn)定性良好，工件加工精度完全達到客戶要求。
在機械廠的試機中我們對斷相保護功能進行了進一步優(yōu)化，以防止工廠多臺設備起動后三相用電不均，導致調速器頻繁停機情況出現(xiàn)。這一優(yōu)化功能對于許多機械加工廠都有實際意義。
4.2在塑機上的應用
低速大力矩輸出的穩(wěn)定性是調速器的一個重要性能指標，對于擠塑機而言對此也有較高的要求，以達到保證擠出量的均勻性。在華東地區(qū)的多家塑機廠，已有多臺擠塑機直流驅動系統(tǒng)應用M3D10調速器。通過長時間負荷試機運行，低速大力矩輸出穩(wěn)定性以及其它各項主要指標均達到控制要求，客戶非常滿意。
5．結束語
M3R系列產(chǎn)品具有完善的功能（滿足多種需要的控制、通訊、信息查詢和保護功能）、調速精度高、性能穩(wěn)定、友好的中文人機界面（使國內用戶更容易操作）。相比于國外品牌，除了毫不遜色的性能和質量，更重要的優(yōu)勢在于及時充分的技術服務以及合理的價格定位。通過一段時間的推廣應用，已得到非常良好的反饋，是一款值得進一步推廣的國產(chǎn)高品質電力電子產(chǎn)品。
參考文獻：
[1] 四川英杰電氣有限公司. M3R10系列全數(shù)字直流電動機調速器用戶手冊，2006.
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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