分布式控制恒功率舞台吊杆的研究
【摘 要】提出分布式控制的恒功率调速电动吊杆的设计理念，并对恒功率调速的可行性、恒转矩段与恒功率段的最佳配 比、励磁同步电动机与变频器的矢量控制等进行分析。
【关键词】恒功率变频调速；交流励磁同步电动机；矢量控制变频器；分布式控制系统；舞台专用吊杆
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.10.009
【Abstract】This paper proposed a concept of the stage boom on distributed control and constant power， and also analyzed the feasibility about constant power control of motor speed， the optimal ratio of constant torque and constant power section， vector control of excitation synchronous motor and frequency converter.
【Key Words】constant power variable frequency speed regulation； AC excitation synchronous motor； vector control inverter； distributed control system； stage boom
1 前言
舞台吊杆卷扬机是剧场使用量最多、最普遍的设备之一，目前国内剧场舞台吊杆卷扬机一般为恒转矩调速，即电动机在额定速度以下调速，从剧场使用情况分析，大吊重景片在高速运行的几率并不多，而小吊重景片在高速运行的几率很高，这样就造成了很大的功率浪费。另外，吊杆卷扬机的控制一般是集中控制，所有电气元器件集中在控制柜中，当剧场需要增减吊杆设备、更换电气元器件或电气系统改造时，集中控制系统很难改变，只能更换部分或全套电气柜。
以国家大剧院歌剧院的电动吊杆为例，载荷750 kg，速度1.8 m/s，电动机的选择是按照高速和高载选择的，电动机功率高达30 kW，总共61台。根据演出使用的统计，吊杆小载荷的情况下速度多在1.0 m/s～1.2 m/s，而满载荷时的速度多在0.3 m/s～0.5 m/s，换景时吊杆速度多在0.6 m/s～0.8 m/s，高速和高载选择电动机功率带来的问题是装机容量的大量闲置。
分布式的模块化控制设备与卷扬机为一体机，仅通过电力电缆、网线连接设备，使用安装简单，设备增减和改造灵活。而采用恒功率调速可以兼顾大吊重适用于低速运行，小吊重可达到高速运行的目的，既满足剧场演出需求，又能降低电动机功率，减小剧场装机总容量，节省剧场投资和用电量。分布式控制恒功率舞台吊杆外观见图1。
恒功率调速电动吊杆的研究核心是：恒功率调速的可...
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