CN109980997A - 计量泵、变频控制器及其控制方法 - Google Patents

计量泵、变频控制器及其控制方法 Download PDF

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赵磊
盛吉强
乔永健
高杰章
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor

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Abstract

本发明公开了一种计量泵、变频控制器及其控制方法。所述控制方法包括：获取调节指令；所述调节指令包括：监测数据；将所述监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率；将所述输出频率输出至所述电机，以调节所述电机的转速。本发明实现电机的转速依据变频控制器实时输出的输出频率精确、动态调整，进而对计量泵的输出量进行精准控制，帮助客户精准加投药剂，大幅节省日常药剂耗费，提升加投效果，节约日常生产成本。

Description

计量泵、变频控制器及其控制方法
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域，特别涉及一种计量泵、变频控制器及其控制方法。
背景技术
自动化的工业生产系统中，计量泵是关键部件之一，其精度和稳定性对产品质量具有很大影响。计量泵中影响其精度和稳定性的关键在于对计量泵的电机转速的控制。然而，目前变频控制器对电机的控制精度有限，无法满足对产品生产质量的要求，特别是药剂生产质量的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中变频控制器对电机的控制准确度较低的缺陷，提供一种计量泵、变频控制器及其控制方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种变频控制器的控制方法，所述变频控制器用于驱动电机，所述控制方法包括：
获取调节指令；所述调节指令包括：监测数据；
将所述监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率；
将所述输出频率输出至所述电机，以调节所述电机的转速。
较佳地，所述输出频率的取值范围为0Hz～100Hz。
较佳地，所述控制方法还包括：
获取所述电机的当前转速；
将所述监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率的步骤，具体包括：
将所述监测数据和所述当前转速输入所述数据转换模型，以计算所述输出频率。
一种变频控制器，所述变频控制器用于驱动电机，所述变频控制器包括：
获取模块，用于获取调节指令；所述调节指令包括：监测数据；
计算模块，用于将所述监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率；
控制模块，用于将所述输出频率输出至所述电机，以调节所述电机的转速。
较佳地，所述输出频率的取值范围为0Hz～100Hz。
较佳地，所述获取模块还用于获取所述电机的当前转速；
所述计算模块具体用于将所述监测数据和所述当前转速输入所述数据转换模型，以计算所述输出频率。
一种计量泵，所述计量泵包括电机和上述任意一项所述的变频控制器；
所述变频控制器用于根据所述调节指令调节所述电机的转速。
较佳地，所述计量泵通过连接组件与所述电机可拆卸连接。
较佳地，所述电机为无刷直流电机。
较佳地，所述计量泵还包括显示屏，所述显示屏与所述变频控制器电连接。
本发明的积极进步效果在于：本发明实现电机的转速依据变频控制器实时输出的输出频率精确、动态调整，进而对计量泵的输出量进行精准控制，帮助客户精准加投药剂，大幅节省日常药剂耗费，提升加投效果，节约日常生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例1的变频控制器的控制方法第一流程图。
图2为本发明实施例1的变频控制器的控制方法第二流程图。
图3为本发明实施例2的变频控制器的模块示意图。
图4为本发明实施例2的变频控制器与电机组装后的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种变频控制器的控制方法，该变频控制器用于驱动电机，实现电机的转速依据变频控制器实时输出的输出频率动态调整。具体的，本实施例中，变频控制器用于驱动无刷直流电机(BLDC)，该电机寿能效高达90％。
如图1所示，本实施例的控制方法包括以下步骤：
步骤101、变频控制器获取调节指令。
其中，调节指令包括：监测数据(通过模拟信号表征)。监测数据可通过各类传感器获取。
以下提供该控制方法的一种应用场景：
该控制方法应用于计量泵的变频控制器，计量泵布置于制药系统中。该场景下，监测数据例如制药系统中PH(酸碱度)传感器监测的设备中药剂的PH值，制药系统PLC(可编程逻辑控制器)根据药剂的PH值生成调节指令，并发送给相应计量泵的变频控制器。
步骤102、变频控制器将监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率。
本实施例中，如图2所示，控制方法还包括：
步骤101’、变频控制器获取电机的当前转速。
其中，电机的当前转速可通过位置传感器检测、计算获得。
步骤102使用步骤102’替换。
102’、将监测数据和当前转速输入数据转换模型，以计算输出频率。
以监测数据是PH值为例，计算输出频率也即当设备中药剂的PH值不在预设PH值范围内时，根据PH差值(当前PH与标准要求PH的差值)及电机的当前转速计算电机的目标转速，并根据目标转速计算变频控制器的输出频率。该目标转速也即当计量泵(包括电机及变频控制器)的电机运行在该转速时，以此时计量泵的流量大小往设备中加入试剂或水，才能将设备中药剂的PH值保持在预设PH值范围内。
本实施例中，结合计量泵的线性输出特点，把对计量泵流量的输出转换成对电机转速的控制，为了配合计量泵的输出，变频控制器的输出频率取值范围达到0Hz～100Hz，实现变频控制器的控制精度精确到0.01Hz，实现BLDC电机1.5RPM的调节精度。
下表示出了使用本实施例的控制方法，模拟信号、输出频率、电机转速和计量泵的流量之间的关系的例子：
步骤103、变频控制器将输出频率输出至电机，以调节电机的转速。
本实施例中，变频控制器通过连接组件与电机可拆卸连接，安装便捷、操作简单。变频控制器的输出端与电机的三相接线端电连接，变频控制器通过电机的三相接线端为电机提供动力，将输出频率输出至电机，实现对电机的准确、变频控制，进而对计量泵的输出量进行精准控制，帮助客户精准加投药剂，大幅节省日常药剂耗费，提升加投效果，节约日常生产成本。
实施例2
本实施例提供一种变频控制器，该变频控制器用于驱动电机，实现电机的转速依据变频控制器实时输出的输出频率动态调整。具体的，本实施例中，变频控制器用于驱动无刷直流电机(BLDC)，该电机寿能效高达90％。
如图3所示，本实施例的变频控制器包括：获取模块1、计算模块2和控制模块3。
获取模块1用于获取调节指令。其中，调节指令包括：监测数据(通过模拟信号表征)。监测数据可通过各类传感器获取。
以下提供该变频控制器一种应用场景：
变频控制器应用于计量泵中，计量泵布置于制药系统中。该场景下，监测数据例如制药系统中PH传感器监测的设备中药剂的PH值，制药系统PLC根据药剂的PH值生成调节指令，并发送给相应计量泵的变频控制器。
计算模块2用于将监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率。其中，本实施例的变频控制器的输出频率取值范围达到0Hz～100Hz。
本实施例中，获取模块1还用于获取电机的当前转速。计算模块2则将监测数据和当前转速输入数据转换模型，以计算输出频率。
以监测数据是PH值为例，计算输出频率也即当设备中药剂的PH值不在预设PH值范围内时，根据PH差值(当前PH与标准要求PH的差值)及计量泵电机的当前转速计算电机的目标转速，并根据目标转速计算变频控制器的输出频率。该目标转速也即当计量泵(包括电机及变频控制器)的电机运行在该转速时，以此时计量泵的流量大小往设备中加入试剂或水，才能将设备中药剂的PH值保持在预设PH值范围内。本实施例中，结合计量泵的线性输出特点，把对计量泵流量的输出转换成对电机转速的控制，为了配合计量泵的输出，变频控制器的输出频率取值范围达到0Hz～100Hz，实现变频控制器的控制精度精确到0.01Hz，实现BLDC电机1.5RPM的调节精度。
下表示出了使用本实施例的变频控制器，模拟信号、输出频率、电机转速和计量泵的流量之间的关系的例子：
控制模块3用于将输出频率输出至电机，以调节电机的转速。
本实施例中，如图4所示，变频控制器4通过连接组件与电机5可拆卸连接，安装便捷、操作简单。变频控制器的输出端与电机的三相接线端电连接，变频控制器通过电机的三相接线端为电机提供动力，将输出频率输出至电机，实现对电机的准确、变频控制，进而对计量泵的输出量进行精准控制，帮助客户精准加投药剂，大幅节省日常药剂耗费，提升加投效果，节约日常生产成本。
实施例3
本实施例提供一种计量泵，该计量泵包括电机和实施例2示出的变频控制器。本实施例中，电机具体采用驱动无刷直流电机(BLDC)，该电机寿能效高达90％，能整体提供计量泵的寿命。变频控制器的输出端与电机的三相接线端电连接，变频控制器通过电机的三相接线端为电机提供动力，将输出频率输出至电机。变频控制器具体采用实施例1示出的控制方法生成输出频率，并将该输出频率输出至无刷直流电机，实现电机的转速依据变频控制器实时输出的输出频率动态调整。
本实施例中，计量泵通过连接组件与电机可拆卸连接，安装便捷、操作简单。连接组件例如可以是螺栓、卡扣结构等。实现了计量泵的变频控制器和电机合为一体，集成度高，为客户减少供应链压力，便于用户轻松调试及日常操作。
本实施例中，计量泵还包括显示屏，显示屏与变频控制器电连接。显示屏用于显示电机的转速和/或计量泵的流量等，方便客户直观迅速了解产品工况。
本实施例的计量泵还能接收远程发送的控制指令，并根据该控制指令调节流量大小。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频控制器的控制方法，所述变频控制器用于驱动电机，其特征在于，所述控制方法包括：
获取调节指令；所述调节指令包括：监测数据；
将所述监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率；
将所述输出频率输出至所述电机，以调节所述电机的转速。
2.如权利要求1所述的变频控制器的控制方法，其特征在于，所述输出频率的取值范围为0Hz～100Hz。
3.如权利要求1所述的变频控制器的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
获取所述电机的当前转速；
将所述监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率的步骤，具体包括：
将所述监测数据和所述当前转速输入所述数据转换模型，以计算所述输出频率。
4.一种变频控制器，所述变频控制器用于驱动电机，其特征在于，所述变频控制器包括：
获取模块，用于获取调节指令；所述调节指令包括：监测数据；
计算模块，用于将所述监测数据输入数据转换模型，以计算输出频率；
控制模块，用于将所述输出频率输出至所述电机，以调节所述电机的转速。
5.如权利要求4所述的变频控制器，其特征在于，所述输出频率的取值范围为0Hz～100Hz。
6.如权利要求4所述的变频控制器，其特征在于，所述获取模块还用于获取所述电机的当前转速；
所述计算模块具体用于将所述监测数据和所述当前转速输入所述数据转换模型，以计算所述输出频率。
7.一种计量泵，其特征在于，所述计量泵包括电机和权利要求4-6中任意一项所述的变频控制器；
所述变频控制器用于根据所述调节指令调节所述电机的转速。
8.如权利要求7所述的计量泵，其特征在于，所述计量泵通过连接组件与所述电机可拆卸连接。
9.如权利要求7所述的计量泵，其特征在于，所述电机为无刷直流电机。
10.如权利要求7所述的计量泵，其特征在于，所述计量泵还包括显示屏，所述显示屏与所述变频控制器电连接。
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