CN101079590A

CN101079590A - 一种双变频器差速控制系统及控制方法

Info

Publication number: CN101079590A
Application number: CN 200610026811
Authority: CN
Inventors: 陆中华; 严正荣; 陆炯; 韦黎明
Original assignee: Shanghai Centrifuge Institute Co Ltd
Current assignee: Shanghai Centrifuge Institute Co Ltd
Priority date: 2006-05-23
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2007-11-28

Abstract

一种双变频器差速控制系统，由主机电机、副机电机、主机变频器及副机变频器组成，特征是：主机电机由380V电源供电，将主机电机整流后的直流电源与副机的直流母线相连，副机电机不接380V电源，由主机电机整流后的直流电源供副机电机作为启动电源。其恒扭矩的调控方法是：由比较器、PID调节器、进料泵变频器、进料螺杆泵和离心机以及扭矩传感器组成闭环调节控制系统中，PID的输出信号调节螺杆泵的进料量，以实现恒扭矩调控；其恒差速的调控方法是：在由比较器、PID调节器、副电机变频器、副机电动机和离心机以及测速装置组成的PID调节控制系统中，用特定的PID控制规律来调节离心机副机变频器的频率，以实现恒差速调控。

Description

一种双变频器差速控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种双变频器差速控制系统及控制方法，属于电机变频控制技术领域。

技术背景

双变频器差速控制是卧螺离心机实现差速控制的重要形式，这种控制方式，虽然能克服传统机械差速器在实现差速调控时要进行皮带轮更换的繁琐。

但是，在实际使用中人们发现这种双变频器差速调节器在使用中依然存在以下两个问题：

其一、双变频器差速调节器必须解决在制动时的副机能量回馈问题，否则变频器由于泵升电压的不断增加变频器很快就会报警停机。当然解决这一问题的方法可以采用加变频器的能耗装置(能耗电阻)，但这种方法成本太高，效率大幅降低，而且能耗电阻的方法只能在停机时短时间使用，长期运行时电阻会很快发热烧毁。

其二、在离心机的运行中还涉及到恒扭矩和恒差速的理想控制问题，对于卧螺离心机而言运行时保持一定的扭矩十分重要，在一个高的工作扭矩下，能保证对分离物有一个高的挤压力，确保被分离物的合适干度。同样在离心机运行时保持一定的差速也很重要，差速的设置要合适，差速太大虽然处理量可增大但分离物的干度不能保证，差速太小分离物的干度有所提高，但又容易堵机和造成处理量的减小；另外，在离心机分离物的浓度增加时，由于负载的变化会使离心机的差速降低，也会导致堵机事故。

因此探索和寻找合理的控制系统及控制方法，已经成为合理、科学使用双变频器差速调控离心机的关键。

发明内容

本发明的目的旨在：提出一种更为科学、合理的双变频器差速调控系统和调控方法，解决目前卧螺离心机运行中的难题。

这种双变频器差速控制系统，由主机电机5、副机电机4、主机变频器1及副机变频器3组成，其特征在于：主机电机5仍由380V电源供电，将主机变频器1整流后的直流电源与副机的直流母线2相连，副机电机4不接380V电源。在正常运行时，副电机将机械能转换成电能，通过变频器3把再生能量反馈到变频器的直流母线上，完成能量的回收。

其恒扭矩的调控方法是：在由进料泵变频器、进料螺杆泵和离心机组成的开环系统中，加入PID调节器、扭矩测量装置、比较装置，形成一个PID闭环控制系统，扭矩设定值与实际扭矩值比较，用比较出来的误差和特定的PID控制规律来调节螺杆泵的进料量，使扭矩朝误差减少的方向调节，实现恒扭矩调控。

其恒差速调控方法是：在由副电机变频器、副机电动机和离心机组成的开环系统中，加入PID调节器、测速装置、比较装置，形成一个PID闭环控制系统，差速设定值与实际差速值比较，用比较出来的误差和特定的PID控制规律来调节副机变频器的频率，使离心机的差速朝误差减小的方向变化，实现恒差速调控。

在进行恒扭矩操作时PID调节器的输出电流应控制在4～20mA，进料泵的输出频率应在0～50Hz，调节进料螺杆泵的频率从而调节进料量，力矩传感器的设定扭矩应控制在0～100N.m。

在进行恒差速操作时PID调节器的输出电流应控制在4～20mA，副电机变频器的输出频率应在0～50Hz，离心机的转速应控制在0～3000/min。

根据以上技术方案提出的这种双变频器差速控制系统，由于采用同一直流母线解决副机直流能量回馈问题，既解决能量回馈引起的电阻发热烧毁，又能节约电能的消耗；同时利用在工作电路中增设的扭力传感器和转速传感器、PID调节器组成两个相应的工作电路，解决离心机应用双变频器差速控制系统正常工作的问题。

附图说明

附图1为本发明的电路连接图；

附图2为恒扭矩控制框图；

附图3为恒差速控制框图。

具体实施方式

以下结合附图进一步阐述本发明，附图1给出的双变频器电路连接图主要用于解决副机直流能量反馈问题。主机由380V三相电源供电，主机整流后的直流电源与副机的直流母线相连，副机的380V电源不接，由主机整流后的直流电源供电，即由主机变频器的整流桥作为主机、副机变频器的供电器件，副机在运行时的回馈能量通过副机逆变桥送到直流母线，由于主、副变频器的直流母线并连，该能量就经过主变频器被主电机利用，为主机提供补充能量。这样副机的回馈能量可作为主机的供电补充，这样既节省了电能又解决了问题。

附图2、3给出的是进行恒扭矩和恒差速调控时的工作原理框图和相关控制参数。

在离心机运行时保持一定的扭矩十分重要，在一个高的工作扭矩下能保证对被分离的物料有一个高的挤压力，确保被分离物的干度。图2是利用扭矩设定和扭矩传感器的扭矩反馈值比较后，通过PID调节器的控制，其输出信号调节泵的进料量，即在扭矩增加时自动减小进料量，使扭矩向减小的方向变化，在扭矩减小时自动增加进料量，使扭矩向增大的方向变化，从而使离心机在运行时扭矩保持恒定。

在离心机运行时保持一定的差速很重要，差速的设置要合适，差速太大虽然处理量可增大，但分离物的干度不能保证，差速太小虽然分离物的干度有所提高，但容易堵机和处理量减小，在离心机进料浓度变化时由于负载的变化使离心机的差速发生变化，在严重时可能发生堵机。图3是利用差速设定值和实际测量的差速值进行比较，通过PID对副机变频器的频率进行调节，使离心机的差速朝误差减小的方向变化。在离心机的差速减小时，自动减低副机变频器的频率，使差速朝增大的方向变化；在离心机的差速增大时，自动增加副机变频器的频率，使离心机的差速朝减小的方向变化，从而保持在离心机运行时差速保持恒定。

Claims

1、一种双变频器差速控制系统，由主机电机(5)、副机电机(4)、主机变频器(1)及副机变频器(3)组成，其特征在于：主机电机(5)仍由380V电源供电，将主机变频器(1)整流后的直流电源与副机的直流母线(2)相连，副机电机(4)不接380V电源，由主机变频器(1)整流后的直流电源提供副机电机(4)，作为启动电源。

2、如权利要求1所述的一种双变频器差速控制系统，其实现恒扭矩调控的方法是：在由进料泵变频器、进料螺杆泵和离心机组成的开环系统中，加入PID调节器、扭矩测量装置、比较装置，形成一个闭环的PID控制系统，自动调节螺杆泵的进料量来实现恒扭矩的调控。

3、如权利要求1所述的一种双变频器差速控制系统，其恒差速调控的方法是：在由副电机变频器、副机电动机和离心机组成的开环系统中，加入PID调节器、测速装置、比较装置，形成一个闭环的PID控制系统，自动调节离心机副机变频器的频率实现恒差速调控。

4、如权利要求1所述的一种双变频器差速控制系统，在进行恒扭矩操作时PID调节器的输出电流应控制在4～20mA，进料泵的输出频率应在0～50Hz，调节进料螺杆泵的频率从而调节进料量，力矩传感器的设定扭矩应控制在0～100N.m。

5、如权利要求1所述的一种双变频器差速控制系统，在进行恒差速操作时PID调节器的输出电流应控制在4～20mA，副电机变频器的输出频率应在0～50Hz，离心机的转速应控制在0～3000/min。