[发明专利]一种大容量空冷发电机定子线圈弯部固化成型控制系统

摘要

本发明公开了一种大容量空冷发电机机定子线圈弯部固化成型控制系统，包括总站控制系统、加热固化温度控制驱动系统、温度控制系统、加热器断线检测系统、工业监控系统以及机械电气分站。本发明采用总站控制器的方式，所有的控制均有总站控制器自行完成，无需人工干预，加热固化成型控制完全自动化，并且大大解放了劳动力。本发明每个温度传感器采用标准热电阻温度补偿仪进行温度补偿设置，提高温度的准确性。本发明将传感器与线圈之间零距离接触提高加热的精度，同时全螺纹配合能够使加热板线圈依靠的一侧整体平整，总体来说，提高了线圈的质量。本发明采用闭环PID算法，可以提高温度控制精度，减小超调量，使线圈固化质量得到显著的提高。

主权项

一种大容量空冷发电机机定子线圈弯部固化成型控制系统，其特征在于：包括总站控制系统、加热固化温度控制驱动系统、温度控制系统、加热器断线检测系统、工业监控系统以及机械电气分站；所述的总站控制系统包括总站控器(1)、MPI通讯线缆(2)以及Profibus‑DP总线通讯线缆(17)；所述的加热固化温度控制驱动系统包括断路器(5)、熔断器(6)、固态继电器(7)以及电加热器(8)；所述的断路器(5)输入端与上励电气分站(13)连接、其输出端依次经熔断器(6)、和固态继电器(7)后与电加热器(8)连接；所述的温度控制系统由测温单元(9)和测温元件(10)组成，所述的测温元件(10)采用高精度的PT100温度传感器；所述的测温单元(9)的输出端与上励电气分站(13)连接、其输入端分别与测温元件(10)连接；温度传感器头部(19)为全螺纹结构，加热板(22)的厚度与传感器的头部长度相等，加热板(22)上有一全螺纹通孔(23)，温度传感器安装在加热板(22)的全螺纹通孔(23)中；所述的加热器断线检测系统包括电加热器断线报警器(12)和互感器(18)；所述的互感器(18)套在电加热器(8)的线缆上，将互感器(18)的感应电流送入电加热器断线报警器(12)中；所述的电加热器断线报警器(12)与上励电气分站(13)双向连接；所述的工业监控系统包括工业控制计算机(3)和监控显示器(4)，所述的工业控制计算机(3)是安装有工业监控系统软件的工业控制计算机(3)；所述的工业控制计算机(3)通过MPI通讯线缆(2)与总站控器(1)与双向连接，所述的监控显示器(4)与工业控制计算机(3)双向连接；所述的机械电气分站包括四个独立的分站，分别是上励电气分站(13)、上汽电气分站(14)、下励电气分站(15)和下汽电气分站(16)，其中每个分站采用独立的电气设计和PLC控制；所述的上励电气分站(13)的一端通过Profibus‑DP总线通讯线缆(17)与总站控器(1)双向连接、其另一端依次顺序与上汽电气分站(14)、下励电气分站(15)和下汽电气分站(16)通过Profibus‑DP总线通讯线缆(17)双向连接；所述的电加热器断线报警器(12)的报警方法，包括以下步骤：在电加热器断线报警器(12)中，通过滤波放大得到平滑电路，然后通过比较器与基准电路比较，如果比基准电路值小那么经光电隔离输出报警信号，将报警信号经Profibus‑DP总线通讯线缆(17)传输给总线控制器，总线控制器驱动声光报警；所述的温度控制系统的温度控制方法，包括以下步骤：A、将一支定子线圈(11)分为两个弯部，即上励端和上汽端或下励端和下汽端，每个弯部分为六个部分，然后用六条加热线路来对这六个部分分别进行加热固化，每一路由一个固态继电器(7)控制一定数量的电加热器(8)进行加热固化，电加热器(8)的数量根据定子线圈(11)的形状不同适当调整，每一路外接三个测温元件(10)控制，三个测温元件(10)分别接入测温单元(9)，根据实际控制情况，设置每个测温元件(10)的权值，三个测温元件(10)加权平均值作为当前定子线圈(11)的温度值，当其中有测温元件(10)出现故障时，总站控制系统自动屏蔽本测温元件(10)的温度值，并通过Profibus‑DP总线通讯线缆(17)将故障信号传输给总站控器(1)，总站控器(1)驱动声光报警；其余的测温元件(10)重新分配相应的权值，得到定子线圈(11)的温度值；同时，监控显示器(4)的系统监控界面对每一支测温元件(10)都设置有开关按钮，可人工关闭任意测温元件(10)，当某测温元件(10)被关闭后，测温单元(9)不再采集此测温元件(10)的数值，同时温度加权平均也不包含此测温元件(10)；B、由总站控制系统根据温度控制系统采集到的温度驱动温度调节器来实现温度调节，温度调节器采用PID调节器(24)配合脉冲发生器(25)来实现，其中PID调节器(24)通过监控界面调整采样周期、比例时间、积分时间和微分时间数，其中脉冲发生器(25)用于构建具有比例执行机构脉冲输出的PID控制器；具体过程为通过脉宽调制将输入变量INV转换为具有恒定周期的脉冲列，PID调节器(24)的采样周期与脉冲发生器(25)脉冲发生周期必须为整数倍数，脉冲发生器(25)输出的脉冲信号通过总站控器(1)来控制固态继电器(7)，固态继电器(7)根据脉冲信号数量确定要接通多少时间，固态继电器(7)接通之后，电加热器(8)即对定子线圈(11)进行加热固化成型。