CN102193575B - 水泥生产中电振机的恒功率控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，所述电振机包括控制电路，该控制电路包括脉冲变压器电路和晶闸管电路，其特别之处在于：包括对控制信号进行预处理的检测运算电路，该检测运算电路包括运算放大器和变压器，控制信号输入到运算放大器的同相输入端，变压器的输入端接到与电振机同源的电源上，变压器的输出端经过整流、稳压后接到运算放大器的反相输入端；运算放大器的输出端经过电阻R4与其反相输入端相连接。本发明通过设置对控制信号进行处理的检测运算电路，使得输出的信号与控制信号成正比，与电振机电源信号的变化成反比，实现了对电振机的恒功率控制，使得电振机的下料量不因外界电源的波动而变化，提高了配合后水泥生料的质量。

Description

水泥生产中电振机的恒功率控制电路

技术领域

本发明涉及一种水泥生产中电振机的恒功率控制电路，更具体的说，尤其涉及一种通过对电振机的电源进行检测并生成控制电振机的负反馈信号的水泥生产中电振机的恒功率控制电路。

背景技术

电振机是水泥生产中配料环节必不可少的设备，如说明书附图4所示，水泥生产的配料系统一般采用电子称或控制较为精确的微机称对从电振机上滑落的生料进行标定，以便保证水泥混合生料中各种生料的比例符合要求。电振机工作性是否稳定，将直接影响到混合后水泥生料的性能指标，电振机的振幅和频率将决定下料的快慢，电振机的振幅和频率由控制电振机震荡的晶闸管电路实现，微机的控制信号或压力传感器的反馈输入到脉冲变压器中，经脉冲变压器变压后输出对电振机控制的信号。采用电子称的水泥配料系统中，如果电子称上的水泥生料重量大于设定值，则其反馈的电压信号也会增大，经过反向作用，使输入到脉冲变压器输入端的信号会相应的变小，从而会降低电振机的振幅，从而实现负反馈作用。微机称的原理亦如此。

    上述控制方法虽然起到调节电振机振幅的作用，但并没有考虑电振机所采用的交流电源（通常为380伏交流电）所带来的影响，由于在水泥生产过程中，用电量比较大，所使用的工业电并不是恒定不变的，而是有较大的波动。在水泥厂工作过几十年的老工人，通过观察生产记录表发现：对于同一个生产设备来说，其夜间生产的水泥质量以及合格率要远远好于白天生产的水泥质量和合格率，通过研究和论证，最终发现并确定导致上述情况发生的原因是：用于夜晚时外界电源的稳定性要远远好于白天时，外界电源的变化导致了电振机不能以恒定功率工作，从而导致了电振机的振幅和频率会随着外界电源的变化而变化，进而使得水泥生料的下料发生变化，最终影响生产出来的水泥的质量。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种通过对电振机的电源进行检测并生成控制电振机的负反馈信号的水泥生产中电振机的恒功率控制电路。

本发明的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，所述电振机包括控制电路，该控制电路包括脉冲变压器电路和晶闸管电路，所述脉冲变压器电路包括三极管、单结晶体管和脉冲变压器，所述三极管的集电极与单结晶体管的发射极相连接，三极管的发射极与电阻串联后与电源正极相连接；所述晶闸管电路包括主晶闸管以及分别控制电机线圈的三个相晶闸管，所述脉冲变压器的输出端与主晶闸管相连接；所述三极管的基极输入控制信号；其特别之处在于：还包括对输入到三极管基极的控制信号进行预处理的检测运算电路，该检测运算电路包括运算放大器和变压器，控制信号输入到运算放大器的同相输入端，变压器的一侧绕组接到与电振机同源的电源上，变压器的另一侧绕组经过整流、稳压后接到运算放大器的反相输入端；运算放大器的输出端经过电阻R4与其反相输入端相连接。控制信号输入到三极管基极上用于实现对电振机的振幅和频率进行控制，将其输入到运算放大器的同相输入端，实现了输出信号随控制信号的变化而变化，输出信号与控制信号成正比例关系；将变压器的输出信号输入到运算放大器的反向输入端，使得输出信号与变压器的输出信号成反比。

本发明的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，所述控制信号经过电阻R1与运算放大器的同相输入端相连接，该同相输入端经过电阻R2与电源地相连接；所述变压器的输出电压经过电阻R3接到运算放大器的反相输入端，所述运算放大器的输出端经过电阻R4后与其反相输入端相连接，运算放大器经过作为输出信号的电位器RP2与电源地相连接。这种连接关系，使得输出信号与控制信号成正比关系，与变压器的输出信号均成反比关系，实现了输出信号对脉冲变压器电路中三极管的控制，进而实现对脉冲变压器输出信号的控制，最终达到对电振机的振幅和震荡频率的控制。

本发明的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，所述电阻R1、R2、R3、R4的阻值分别为10K、1M、51K、10K欧姆，所述电位器RP2的总阻值为47K；所述变压器的输出电压为18V，经过整流稳压后的电压为20V。把电位器RP2的可调节部分作为输出信号，这就使得输出信号可根据控制要求进行调节。

本发明的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，所述运算放大器的同相输入端和反相输入端通过两个二极管相连，且这两个二极管的方向相反。通过在同相输入端和反相输入端连接两个方向相反的二极管，有效地防止了运算放大器被击穿，实现了对电路的保护作用。

本发明的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，所述变压器的输出电压经过电位器RP1后与电源地相连接。

本发明的有益效果是：本发明通过设置对控制信号进行处理的检测运算电路，还把与电振机同源的电压信号进过该检测运算电路进行运算处理，使得输出的信号与控制信号成正比，与电振机电源信号的变化成反比，最终实现了对电振机工作状态的恒功率控制，使得水泥配料系统中的电振机的下料量不因外界电源的波动而变化，大大的提高了配合后水泥生料的质量。

附图说明

图1为本发明的检测运算电路的原理示意图；

图2为本发明的脉冲变压器电路的原理示意图；

图3为本发明的晶闸管控制电路的原理示意图；

图4为水泥生产过程中配料装置的结构示意图；

图5为本发明的检测运算电路应用到控制电振机电路中总的电路图。

图中：1运算放大器，2变压器，3单结晶体管，4脉冲变压器，5主晶闸管，6电机，7、8、9相晶闸管，10微机称，11电振机，12闸板阀，13储料仓。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图4所示，给出了现在水泥厂中配料装置的结构示意图，其包括微机称10、电振机11、闸板阀12、储料仓13，储料仓13用于盛放不同种类的水泥生料，闸板阀12设置在储料仓13下方的出口上。电振机11设置在储料仓13出口的下方，通过电振机11的震动来实现水泥生料的下料，从电振机11上下落的生料在微机称10上进行重量测量并进一步传输。现在有些厂家微机称10还采用电子称。微机称10还输出一个用于对电振机11进行控制的反馈信号，以便控制电振机11的下料速度符合要求。但是，现有水泥配料装置中均没有考虑电振机11的工作电压的波动，所给电振机带来的不利影响，导致在外界电压波动较大的情况下，生产出来的水泥的质量不高，或达不到要求。

如图1所示，给出了本发明的检测运算电路的原理图，其包括运算放大器1，变压器2，四个电阻R1、R2、R3、R4，两个起保护作用的二极管D1、D2，两个电位器RP1、RP2，一个整流二极管D3，一个稳压滤波电容C1；所示的电阻一端与运算放大器1的同相输入端相连接，另一端为控制信号的输入端，即与微机称10的输出的反馈控制信号相连接；同相输入端经过电阻R2与电源地相连接。变压器2的输入端接到与电振机相同的电源上，变压器2的输出电压信号经过二极管D3和电容C1的整流和滤波后，在经过电阻R3接到运算放大器1的反向输入端；运算放大器1的输出端分别经过电阻R4和电位器RP2与自身的反向输入端和电源地相连接，电位器RP2滑动触点作为信号输出端。

假设电阻R1的信号输入端（A端）输入的控制信号信号电压为                                                

，变压器2经过整流、稳压后输出的电压为，设控制信号和变压器输出的电压信号在信号输出端（B端）产生的电压量分别为和

，则电位器RP2输出端（B端）的电压为总量

为

与

之和；设电位器RP2的输出端与电源地之间的电阻为

。根据运算放大器的“虚断”和“虚短”原理可以计算出

的大小。

            （1）

                  （2）

  （3）

由上面的（3）式可以得出，B端的输出信号与控制信号成正比关系，与变压器的输出信号均成反比关系，这就使得输出信号会随着输入信号

与

的变化而变化，以便输入到图2所示的脉冲变压器电路中，起到相应的控制作用。

如图2所示，给出了脉冲变压器4以及外围电路的结构示意图，其包括三极管T1、单结晶管3和脉冲变压器4，三极管T1的基极通过电阻R5与电源正极相连接，发射极通过电阻R6和可变电阻RP3与电源正极相连接，三极管的集电极与单结晶体管3的发射极相连接，以便实现对单结晶体管的控制作用，脉冲变压器4的输入端与单结晶体管3相连接，且脉冲变压器4的输入绕组与二极管D4相并联。在使用的过程中，图1所示的检测运算电路的输出端B与图2所示的控制信号输入端C端相连接，以便实现对脉冲变压器4输出电压信号的控制，当三极管基极输入的信号增加时，就会使得脉冲变压器4输出的信号增强，当三级管基极输入的信号增加时，就会使得脉冲变压器4输出的信号减弱。

如图3所示，给出了一相晶闸管电路控制图，如图所示，其包括主晶闸管5、电机6和相晶闸管7；脉冲变压器4的输出D端和E端，与图3中的F端和G端相连接，以便对主晶闸管5和相晶闸管7的导通状态进行控制。进而实现对电振机的摆动幅度和频率进行控制。

如图5所示，为本发明的检测运算电路应用到控制电振机电路中总的电路图，通过以上对检测运算电路、脉冲变压器电路和晶闸管控制电路的分析，并结合电振机电源电压在额定值上下变化时，本发明的检测运算电路是怎样实现的恒功率控制进行分析。

当电振机11外界电源电压减小时，经过图1所示的检测运算电路处理后，会使得B端的输出信号

增大，也使得加在图2中三极管T1的信号增大，进而使得脉冲变压器4的输出信号增大，最后通过晶闸管控制电振机11工作在恒功率工作状态。当电振机11外界电源电压减增大时，经过图1所示的检测运算电路处理后，会使得B端的输出信号

减小，也使得加在图2中三极管T1的信号减小，进而使得脉冲变压器4的输出信号减小，最后通过晶闸管控制电振机11工作在恒定的工作状态。实现电振机的下料速度基本保持不变，保证了生产出来水泥的质量。

在设置了本发明的恒功率控制电路的配料系统中，对经电振机的电压和电流进行了测量，结果见表1。

表1

电振机电压	电振机电流	功率值
			190V	1.15A	218.5W
200V	1.1A	220W
			210V	1.05A	220.5W
220V	1.0A	220W
			230V	0.95A	218.5W

有表1中的数据可以看出，设置了本发明的恒功率控制电路的配料系统，实现了电振机的恒功率控制。

Claims (4)

1.一种水泥生产中电振机的恒功率控制电路，所述电振机包括控制电路，该控制电路包括脉冲变压器电路和晶闸管电路，所述脉冲变压器电路包括三极管（T1）、单结晶体管（3）和脉冲变压器（4），所述三极管的集电极与单结晶体管的发射极相连接，三极管的发射极与电阻串联后与电源正极相连接；所述晶闸管电路包括主晶闸管（5）以及分别控制电机线圈的三个相晶闸管（7、8、9），所述脉冲变压器的输出端与主晶闸管相连接；所述三极管（T1）的基极输入控制信号；其特征在于：还包括对输入到三极管基极的控制信号进行预处理的检测运算电路，该检测运算电路包括运算放大器（1）和变压器（2），控制信号输入到运算放大器的同相输入端，变压器的一侧绕组接到与电振机同源的电源上，变压器的另一侧绕组经过整流、稳压后接到运算放大器的反相输入端；运算放大器的输出端经过电阻R4与其反相输入端相连接；所述控制信号经过电阻R1与运算放大器（1）的同相输入端相连接，该同相输入端经过电阻R2与电源地相连接；所述变压器（2）的输出电压经过电阻R3接到运算放大器（1）的反相输入端，所述运算放大器的输出端经过电阻R4后与其反相输入端相连接，运算放大器经过作为输出信号的电位器RP2与电源地相连接。

2.根据权利要求1所述的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，其特征在于：所述电阻R1、R2、R3、R4的阻值分别为10K、1M、51K、10K欧姆，所述电位器RP2的总阻值为47K；所述变压器（2）的输出电压为18V，经过整流稳压后的电压为20V。

3.根据权利要求1所述的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，其特征在于：所述运算放大器的同相输入端和反相输入端通过两个二极管相连，且这两个二极管的方向相反。

4.根据权利要求1所述的水泥生产中电振机的恒功率控制电路，其特征在于：所述变压器（2）的输出电压经过电位器RP1后与电源地相连接。

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