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有轨电车变频器控制系统

变频器使用AB PowerFlex750系列,能实现开环磁通矢量控制(直接转矩控制);变频器配置双以太网口的网卡(实现环网)、外部电源卡(实现掉电再来电快速启动)、I/O卡(网络或PLC故障情况下继续可控)、内置DeviceLogix(实现无PLC情况下复杂控制)、1#~6#任意一个变频器配置安全速度卡(防止失速)。

PLC使用AB1769系列PLC,基于RA Studio5000强大的编程软件,轻松实现各种复杂的逻辑控制,内置双以太网接口(实现环网);以及ADC自动设备替换功能(方便变频器跟换维护)。

环网模块使用AB 1783ETAP,方便外网连接,包括第三方控制器实现以太网环网功能。

图一

变频器使用FVC(磁通矢量控制),开环控制方式,采用一拖二;变频器控制信号来源:网络(主)、I/O硬接线(备);

A、变频控制信号:以网络给定为主要信号来源;当网络或PLC故障时将直接通过硬接线来实现;

B、变频速度转矩控制模式使用Min(反转时使用Max),最小转矩控制模式;比较速度模式下变频器自身计算出的转矩和直接给定的转矩值进行比较,以小的最为最终输出到电机的转矩;起步时计算转矩大于给定转矩,以转矩模式运行,达速时计算转矩小于给定转矩,运行与速度模式;实现直接转矩限速控制模式。

图二

通过网络可以直接组态输入和输出数据方便实现更多复杂控制,以及监控更多的电机状态数据;

电车操作方案简要说明:

电车司机通过一个三位旋钮切换车辆前进/停止/后退;通过一个+-三位五档的主令控制器,实现对车辆的加速减速控制,主令配置两个按钮,用来实现开启和取消定速巡航功能;

  • 上坡起步解决方案:

增加起始牵引力矩,同时限制最大速度为爬行速度,比如5Hz;司机操作模式:前进档—松开机械制动—车辆往前爬行—堆牵引—正常行驶;

  • 上下坡过度解决方案:

通过在每节车厢安装角度传感器,来调节每节车厢最终输出转矩比例;

  • 防止轮胎气压低导致出力不平衡:

在直接转矩模式下,不会因为轮胎气压低导致出力不平衡,只是在定速巡航模式下(速度模式)才会发生,这种情况下可以通过检测对应变频的出力情况或母线电压来判断,如有问题,可以通过微调给定速度来实现平衡同时给出报警提示。

图三

按照负载电机660V/22KW*2技术要求,提供的电机在额定转速995r/min,电机额定电流为22.6A,(按照功率因素0.85核算,电机电流以最终实际电流为准)。变频器选型,严格根据电机的额定电流及过载要求,匹配满足要求的变频器。与电机相匹配变频器型号为:20F1ANF082JA0NNNNN

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