CN117270605A - 一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统 - Google Patents
一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117270605A CN117270605A CN202311567046.7A CN202311567046A CN117270605A CN 117270605 A CN117270605 A CN 117270605A CN 202311567046 A CN202311567046 A CN 202311567046A CN 117270605 A CN117270605 A CN 117270605A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- control
- module
- magnetic field
- microprocessor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 72
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 71
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- -1 graphite compound Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Abstract
本发明涉及真空滤油机温度控制调节技术领域，公开了一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统，采用不同形状和结构的磁致热材料置于真空滤油机的滤柱内壁任意位置；将每块磁致热材料安装独立的永磁体作为磁铁体以及控制电路；通过控制系统对每个永磁体供电产生的磁场强度进行独立控制；将控制电路内置非易失性存储器，将不同位置目标温度设置值和对应的磁场控制参数进行保存，形成温度设置文件；利用磁致热材料在不同磁场作用下能产生不同的温度升降特性，进而实现真空滤油机内温度的精确调控。自主微调能力强，响应速度快，节能效果好，破坏了传统电阻加热的方法，解决了现有技术中调节精度低、响应慢、耗能高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及真空滤油机温度控制调节技术领域，具体为一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统。
背景技术
真空滤油机是针对各类油浸变压器、油浸电流电压互感器及高压少油断路器，进行现场滤油及补油的产品。
现有真空滤油机的温度主要通过电阻加热管实现，无法实现准确有效的温度调节，电阻加热需要消耗大量能源，维持效率低下，难以适应不同滤油条件下的温度需要，并且调节精度低、响应慢、耗能高。为此，需要设计相应的技术方案给予解决。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统，解决了电阻加热管无法实现准确有效的温度调节，电阻加热需要消耗大量能源，维持效率低下，难以适应不同滤油条件下的温度需要，并且调节精度低、响应慢、耗能高的技术问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，包括以下步骤：
S1，采用不同形状和结构的磁致热材料置于真空滤油机的滤柱内壁任意位置；
S2，将每块磁致热材料安装独立的永磁体作为磁铁体以及控制电路，每块磁致热材料外衬设有保护套环，磁致热材料安装在保护套环内；
S3，通过控制系统对每个永磁体供电产生的磁场强度进行独立控制；
S4，将控制电路内置非易失性存储器，将不同位置目标温度设置值和对应的磁场控制参数进行保存，形成温度设置文件；
S5，在设备下次使用时，通过控制电路读取非易失性存储器内保存的温度设置文件，实现温度设置的恢复和稳定控制；
S6，利用磁致热材料在不同磁场作用下能产生不同的温度升降特性，进而实现真空滤油机内温度的精确调控。
优选的，步骤S1中，所述磁致热材料为球形或块形，所述磁致热材料包括但不限于镓、金刚石和铁磁合金，所述磁致热材料影响因素包括有材料本身的纯度、外部磁场的强度、周围环境的温度、磁致热材料的形状大小、磁致热材料与套环/永磁体的接触面积、永磁体强度/磁画分布的均匀性、过滤液体的类型/流速和控制电路的响应时间。
优选的，步骤S1中，所述滤柱内壁的不同位置采用温度传感器检测实时温度，与预设温度比较，通过控制电路调节对应的永磁体磁场强度，实现滤柱温度的快速精细调节，使温度始终保持在预设范围内；
所述温度传感器的温度测量范围：根据滤油机正常工作温度为0-200℃；
温度测量分辨率：0.1℃，以便实现细致的温度控制；
误差范围：±0.5℃，以保证测量结果的精准度；
传感器类型：采用NTC/PTC半导体温度传感芯或MJ类型热敏电阻；
安装位置：均匀布置在滤柱不同轴向和周向位置，以实时反馈整个滤柱中的温度分布；
信号输出：通过模数转换与控制电路交互，输出数字信号或模拟信号；
连接线:采用屏蔽绝缘线缆连接传感器和控制电路，防止信号干扰；
工作环境：耐高温、防尘防潮，适应滤油机工作条件。
优选的，步骤S2中，每个永磁体均连接有独立的电流控制线圈，每个电流控制线圈的一端均连接到控制电路的电源输出端进行单独供电，每个电流控制线圈的另一端均单独连接到控制电路的开关组件，独立控制每个永磁体产生的磁场强度。
优选的，步骤S2中，所述保护套环为圆柱形，且采用不锈钢、陶瓷、石墨化合物或玻璃钢。
优选的，步骤S3中，所述控制系统包括有微处理器、温度传感器、驱动模块、电源模块和存储模块，
微处理器用来根据温度设置文件进行运算控制；
温度传感器设置在不同位置的磁致热材料附近，用于实时检测温度并给微处理器反馈；
驱动模块为PWM模块用于根据微处理器输出的控制信号来驱动电流控制线圈；
电源模块用于电流控制线圈独立供电；
存储模块用于存储温度设置文件；
所述控制系统控制步骤为：
温度传感器检测实时温度并反馈给微处理器；
微处理器根据温度设置文件和传感器反馈进行运算，生成独立的驱动控制信号；
驱动模块根据微处理器不同输出信号，对每个电流控制线圈实施独立的PWM调整，从而控制各磁场强度；
实现不同位置磁致热材料的温度独立精确控制，达到真空滤油机内温度调节的目的。
优选的，步骤S4中，所述控制系统读取文件采取以下步骤：
控制系统内置微处理器通过专用接口访问非易失性存储器；
微处理器按照预定的访问协议和地址映射规则,读取存储器指定区域内保存的温度设置数据；
数据采用txt格式存储，包含不同位置的目标温度值和对应的磁场控制参数；
微处理器解析并加载数据到内存中，作为控制参考；
根据读取出来的目标温度和磁场参数，微处理机生成对应的PWM或数字控制信号输出；
驱动模块根据控制信号对各个永磁体产生的磁场强度进行调整，实现温度控制；
温度传感器实时采集数据进行反馈校正，保持温度稳定。
优选的，步骤S6中，所述精确调控的实现方法步骤为：
1）通过控制系统，利用步骤S4中设置并记录的不同部位目标温度值；
2）根据步骤S5中读出的磁场控制参数文件，控制系统为每个永磁体单独生成对应的PWM或数字控制信号；
3）驱动模块根据控制信号，使每个永磁体的磁场强度独立调节；
4）由于磁致热材料的温度升降与磁场强度成比例关系，它们的温度也会发生独立变化；
5）温度传感器读取每个部位实际温度值，与目标温度作比对；
6）通过PID算法，控制系统不断修正每个永磁体的驱动信号；
7）实现各部位磁致热材料温度的实时追踪和细致调整，使温度稳定在目标值；
8）从而在不同部位实现真空滤油机内温度的精确调控与维持。
优选的，根据上述步骤6）中，具体实施步骤为：
温度传感器实时读取每个磁致热部位的实际温度值；
微处理器将实际温度与目标温度进行比较，计算出各个位置的温度误差e(t)；
对每个位置的温度误差e(t)使用PID算法进行计算：
控制输出U(t) = Kp×e(t) + Ki×∫e(t)dt + Kd×de(t)/dt，其中：
Kp - P系数；
Ki - I系数；
Kd - D系数；
微处理器根据每个位置的控制输出U(t)结果，分别计算出新的PWM比例或驱动信号；
驱动模块根据控制信号实时调整每个永磁体产生的磁场强度；
微处理器定时重复以上计算与控制过程，持续修正和优化每个位置的驱动信号；
通过不断改变磁场强度的反馈控制，使每个磁致热部位的实际温度重合到目标温度上，实现精细调节。
一种基于真空滤油机的温度控制调节系统，包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括有温度传感器模块、磁场控制模块、磁致热模块、驱动模块、电源模块和存储模块，所述软件模块包括有微处理器模块、通信模块、参数设置模块、PID控制模块、驱动控制模块和监测与显示模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果：采用磁致热原理实现温度调控，自主微调能力强，响应速度快，节能效果好，破坏了传统电阻加热的方法，解决了现有技术调节精度低、响应慢、耗能高的问题，适用于不同类型和规格的真空滤油机，为真空滤油机技术的发展开创新思路，值得推广使用。
附图说明
图1为本发明的步骤示意图；
图2为本发明的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，包括以下步骤：
S1，采用不同形状和结构的磁致热材料置于真空滤油机的滤柱内壁任意位置；
S2，将每块磁致热材料安装独立的永磁体作为磁铁体以及控制电路，每块磁致热材料外衬设有保护套环，磁致热材料安装在保护套环内；
S3，通过控制系统对每个永磁体供电产生的磁场强度进行独立控制；
S4，将控制电路内置非易失性存储器，将不同位置目标温度设置值和对应的磁场控制参数进行保存，形成温度设置文件；
S5，在设备下次使用时，通过控制电路读取非易失性存储器内保存的温度设置文件，实现温度设置的恢复和稳定控制；
S6，利用磁致热材料在不同磁场作用下能产生不同的温度升降特性，进而实现真空滤油机内温度的精确调控。
所述磁致热材料位于不同磁场下产生的温升控制在1-3℃之间。
整体温控系统响应速度为35s内达到目标温度。
相比传统电阻加热方法，采用磁致热材料实现温度调控可有效减少能量消耗，响应速度快，调节精度高，实现滤油效率的优化。
非易失性存储器以明确保存的方式是利用固态存储技术来防止数据在断电后丢失，而不是简单的临时内存存储。
能突出磁致热材料的保护性，永磁体的稳定性，以及控制参数的长期保存特征。
通过改变磁铁体对不同磁致热材料的磁场强度，就可以实现磁致热材料产生不同程度的温升，从而实现滤柱整体温度的精细调节，所需功率远小于传统电阻加热，节能效果显著。
进一步改进地，步骤S1中，所述磁致热材料为球形或块形，所述磁致热材料包括但不限于镓、金刚石和铁磁合金，所述磁致热材料影响因素包括有材料本身的纯度、外部磁场的强度、周围环境的温度、磁致热材料的形状大小、磁致热材料与套环/永磁体的接触面积、永磁体强度/磁画分布的均匀性、过滤液体的类型/流速和控制电路的响应时间。
磁致热材料的形状和大小：不同形状和体积的磁致热材料，在同样磁场条件下产生的磁致热效应会有差异；
磁致热材料与套环和永磁体的接触面积：接触面积大小会影响热能传播效率；
永磁体强度和磁画分布的均匀性：影响施加在磁致热材料上的磁场强度分布；
过滤液体的类型和流速：不同液体具有不同的传热效果影响磁致热响应；
控制电路的响应时间：电磁体磁场调整响应时间会影响温度控制灵敏度。
磁致热材料在磁场作用下能产生热量，为磁致热效应，在磁场变化时会显示出显著的温度变化，每种材料的磁致热特性都是不同的，并且会受到很多因素的影响。
形状方面，球形磁致热材料的表面积对体积比例较大，有利于与外界磁场进行更充分的耦合，从而产生更强的磁致热效应；
大小方面，较小粒径的磁致热材料，其晶粒结构紧密，晶内磁领域分布更均匀，在同等条件下，其磁致热效应通常会比粒径大的强；
在保证均匀磁性异质的前提下，中等粒径的球形或类球形磁致热材料，其表面积对质量比和晶内磁性均匀程度兼备，从而可以产生较强的磁致热响应。
进一步改进地，步骤S1中，所述滤柱内壁的不同位置采用温度传感器检测实时温度，与预设温度比较，通过控制电路调节对应的永磁体磁场强度，实现滤柱温度的快速精细调节，使温度始终保持在预设范围内。
进一步改进地，所述温度传感器的温度测量范围：根据滤油机正常工作温度为0-200℃；
温度测量分辨率：0.1℃，以便实现细致的温度控制；
误差范围：±0.5℃，以保证测量结果的精准度；
传感器类型：采用NTC/PTC半导体温度传感芯或MJ类型热敏电阻；
安装位置：均匀布置在滤柱不同轴向和周向位置，以实时反馈整个滤柱中的温度分布；
信号输出：通过模数转换与控制电路交互，输出数字信号或模拟信号；
连接线:采用屏蔽绝缘线缆连接传感器和控制电路，防止信号干扰；
工作环境：耐高温、防尘防潮，适应滤油机工作条件。
进一步改进地，步骤S2中，每个永磁体均连接有独立的电流控制线圈，每个电流控制线圈的一端均连接到控制电路的电源输出端进行单独供电，每个电流控制线圈的另一端均单独连接到控制电路的开关组件，独立控制每个永磁体产生的磁场强度。
控制电路通过独立控制每一个开关组件的导通关闭状态，实现对各电流控制线圈供电强弱的分别控制，从而实现对各永磁体产生磁场强度的独立调节；每个永磁体对应的磁致热材料都可以实现独立的温度控制。
进一步改进地，步骤S2中，所述保护套环为圆柱形，且采用不锈钢、陶瓷、石墨化合物或玻璃钢。
采用不锈钢制作能有效防腐蚀，强度较高；
陶瓷材质具有高温阻热性能，可以防止磁致热材料损伤；
石墨化合物结构坚硬耐磨，阻热能力强；
玻璃钢振动阻尼能力好，耐热性能优良。
保护磁致热材料且防止与其他部件接触磨损。
进一步改进地，步骤S3中，所述控制系统包括有微处理器、温度传感器、驱动模块、电源模块和存储模块，
微处理器用来根据温度设置文件进行运算控制；
温度传感器设置在不同位置的磁致热材料附近，用于实时检测温度并给微处理器反馈；
驱动模块为PWM模块用于根据微处理器输出的控制信号来驱动电流控制线圈；
电源模块用于电流控制线圈独立供电；
存储模块用于存储温度设置文件；
所述控制系统控制步骤为：
温度传感器检测实时温度并反馈给微处理器；
微处理器根据温度设置文件和传感器反馈进行运算，生成独立的驱动控制信号；
驱动模块根据微处理器不同输出信号，对每个电流控制线圈实施独立的PWM调整，从而控制各磁场强度；
实现不同位置磁致热材料的温度独立精确控制，达到真空滤油机内温度调节的目的。
进一步改进地，步骤S4中，所述控制系统读取文件采取以下步骤：
控制系统内置微处理器通过专用接口访问非易失性存储器；
微处理器按照预定的访问协议和地址映射规则,读取存储器指定区域内保存的温度设置数据；
数据采用txt格式存储，包含不同位置的目标温度值和对应的磁场控制参数；
微处理器解析并加载数据到内存中，作为控制参考；
根据读取出来的目标温度和磁场参数，微处理机生成对应的PWM或数字控制信号输出；
驱动模块根据控制信号对各个永磁体产生的磁场强度进行调整，实现温度控制；
温度传感器实时采集数据进行反馈校正，保持温度稳定。
控制系统读取文件主要是通过微处理器访问存储器指定地址，解析加载文件数据，生成控制信号实现参数恢复的过程，保证了下次使用时能正确读取并使用之前保存的参数。
进一步改进地，步骤S6中，所述精确调控的实现方法步骤为：
1）通过控制系统，利用步骤S4中设置并记录的不同部位目标温度值；
2）根据步骤S5中读出的磁场控制参数文件，控制系统为每个永磁体单独生成对应的PWM或数字控制信号；
3）驱动模块根据控制信号，使每个永磁体的磁场强度独立调节；
4）由于磁致热材料的温度升降与磁场强度成比例关系，它们的温度也会发生独立变化；
5）温度传感器读取每个部位实际温度值，与目标温度作比对；
6）通过PID算法，控制系统不断修正每个永磁体的驱动信号；
7）实现各部位磁致热材料温度的实时追踪和细致调整，使温度稳定在目标值；
8）从而在不同部位实现真空滤油机内温度的精确调控与维持。
具体改进地，根据上述步骤6）中，具体实施步骤为：
温度传感器实时读取每个磁致热部位的实际温度值；
微处理器将实际温度与目标温度进行比较，计算出各个位置的温度误差e(t)；
对每个位置的温度误差e(t)使用PID算法进行计算：
控制输出U(t) = Kp×e(t) + Ki×∫e(t)dt + Kd×de(t)/dt，其中：
Kp - P系数；
Ki - I系数；
Kd - D系数；
Kp（比例系数）：Kp是PID控制中的比例参数，根据当前量与设定量的差值按比例放大后得到输出的控制量；Ki（积分系数）：Ki是PID控制中的积分参数，用于在当前量和设定量差距逐渐减小的情况下，根据之前多次误差的积分值适当调节控制量输出；Kd（微分系数）：Kd是PID控制中的微分参数，通过预测实际值变化趋势并调整控制量，避免实际量超出设定量并加快调节速度。Kp、Ki、Kd分别代表PID控制中的比例系数、积分系数和微分系数，它们通过调节控制量的比例、积分和微分部分，实现对系统的精确调控和稳定性维持。
“∫e(t)dt”和“de(t)/dt”均是PID控制算法中的两个重要参数，其含义如下：
“∫e(t)dt”：这是温度误差e(t)的积分值，积分项的作用是累计误差，使系统能够响应慢变化的大误差；
“de(t)/dt”：这是温度误差e(t)的微分值，即误差的变化率，微分项对误差的变化趋势反应快，可以加快系统的响应速度；
这两个参数在PID控制算法中非常重要，需要根据系统特性进行适当调整，以达到良好的控制效果。
微处理器根据每个位置的控制输出U(t)结果，分别计算出新的PWM比例或驱动信号；
驱动模块根据控制信号实时调整每个永磁体产生的磁场强度；
微处理器定时重复以上计算与控制过程，持续修正和优化每个位置的驱动信号；
通过不断改变磁场强度的反馈控制，使每个磁致热部位的实际温度重合到目标温度上，实现精细调节。
一种基于真空滤油机的温度控制调节系统，包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括有温度传感器模块、磁场控制模块、磁致热模块、驱动模块、电源模块和存储模块，所述磁场控制模块、磁致热模块均电性连接于控制系统，所述微处理器模块与温度传感器模块、驱动模块、电源模块、存储模块之间相互连接，且所述微处理器模块与通信模块、参数设置模块、PID控制模块、驱动控制模块、监测与显示模块之间相互连接；
温度传感器模块为多路温度传感器，位于不同位置进行温度监测；
磁场控制模块由多个电流控制线圈组成，每个线圈独立控制一个永磁体产生的磁场强度；
磁致热模块由多个磁致热材料组成，每个安装有一个永磁体和保护套环；
驱动模块为PWM模块，根据控制信号驱动每个电流控制线圈；
电源模块独立为每个电流控制线圈供电；
存储模块为非易失性存储器，存储温度设置文件。
所述软件模块包括有微处理器模块、通信模块、参数设置模块、PID控制模块、驱动控制模块和监测与显示模块，
微处理器模块采用PID控制算法，读取参数文件进行计算控制；
通信模块为微处理器与各模块的通信接口；
参数设置模块为设置不同位置的目标温度值；
PID控制模块为根据实际温度与目标温度误差，微调磁场强度实现调节；
驱动控制模块为生成每个磁场控制线圈的驱动PWM信号；
监测与显示模块为温度监测显示与参数设置界面。
微处理器根据算法实时计算并发送控制指令，驱动各模块实现滤油机温度的精准控制。
综述，采用磁致热原理实现温度调控，自主微调能力强，响应速度快，节能效果好，破坏了传统电阻加热的方法，解决了现有技术调节精度低、响应慢、耗能高的问题，适用于不同类型和规格的真空滤油机，为真空滤油机技术的发展开创新思路，值得推广使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采用不同形状和结构的磁致热材料置于真空滤油机的滤柱内壁任意位置；
S2，将每块磁致热材料安装独立的永磁体作为磁铁体以及控制电路，每块磁致热材料外衬设有保护套环，磁致热材料安装在保护套环内；
S3，通过控制系统对每个永磁体供电产生的磁场强度进行独立控制，控制系统包括有微处理器模块、温度传感器模块、驱动模块、电源模块和存储模块；
S4，将控制电路内置非易失性存储器，将不同位置目标温度设置值和对应的磁场控制参数进行保存，形成温度设置文件；
S5，在设备下次使用时，通过控制电路读取非易失性存储器内保存的温度设置文件，实现温度设置的恢复和稳定控制；
S6，利用磁致热材料在不同磁场作用下能产生不同的温度升降特性，进而实现真空滤油机内温度的精确调控。
2.根据权利要求1所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：步骤S1中，所述磁致热材料为球形或块形，所述磁致热材料包括但不限于镓、金刚石和铁磁合金，所述磁致热材料影响因素包括有材料本身的纯度、外部磁场的强度、周围环境的温度、磁致热材料的形状大小、磁致热材料与套环的接触面积、永磁体强度/磁画分布的均匀性、过滤液体的类型和控制电路的响应时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：步骤S1中，所述滤柱内壁的不同位置采用温度传感器检测实时温度，与预设温度比较，通过控制电路调节对应的永磁体磁场强度，实现滤柱温度的快速精细调节，使温度始终保持在预设范围内；
所述温度传感器的温度测量范围：根据滤油机正常工作温度为0-200℃；
温度测量分辨率：0.1℃，以便实现细致的温度控制；
误差范围：±0.5℃，以保证测量结果的精准度；
传感器类型：采用NTC半导体温度传感芯或MJ类型热敏电阻；
安装位置：均匀布置在滤柱不同轴向和周向位置，以实时反馈整个滤柱中的温度分布；
信号输出：通过模数转换与控制电路交互，输出数字信号或模拟信号；
连接线:采用屏蔽绝缘线缆连接传感器和控制电路，防止信号干扰；
工作环境：耐高温、防尘防潮，适应滤油机工作条件。
4.根据权利要求1所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：步骤S2中，每个永磁体均连接有独立的电流控制线圈，每个电流控制线圈的一端均连接到控制电路的电源输出端进行单独供电，每个电流控制线圈的另一端均单独连接到控制电路的开关组件，独立控制每个永磁体产生的磁场强度。
5.根据权利要求1所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：步骤S2中，所述保护套环为圆柱形，且采用不锈钢、陶瓷、石墨化合物或玻璃钢。
6.根据权利要求1所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：步骤S3中，微处理器用来根据温度设置文件进行运算控制；
温度传感器设置在不同位置的磁致热材料附近，用于实时检测温度并给微处理器反馈；
驱动模块为PWM模块用于根据微处理器输出的控制信号来驱动电流控制线圈；
电源模块用于电流控制线圈独立供电；
存储模块用于存储温度设置文件；
所述控制系统控制步骤为：
温度传感器检测实时温度并反馈给微处理器；
微处理器根据温度设置文件和传感器反馈进行运算，生成独立的驱动控制信号；
驱动模块根据微处理器不同输出信号，对每个电流控制线圈实施独立的PWM调整，从而控制各磁场强度；
实现不同位置磁致热材料的温度独立精确控制，达到真空滤油机内温度调节的目的。
7.根据权利要求1所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：步骤S4中，所述控制系统读取文件采取以下步骤：
控制系统内置微处理器通过专用接口访问非易失性存储器；
微处理器按照预定的访问协议和地址映射规则,读取存储器指定区域内保存的温度设置数据；
数据采用txt格式存储，包含不同位置的目标温度值和对应的磁场控制参数；
微处理器解析并加载数据到内存中，作为控制参考；
根据读取出来的目标温度和磁场参数，微处理机生成对应的PWM或数字控制信号输出；
驱动模块根据控制信号对各个永磁体产生的磁场强度进行调整，实现温度控制；
温度传感器实时采集数据进行反馈校正，保持温度稳定。
8.根据权利要求1所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：步骤S6中，所述精确调控的实现方法步骤为：
1）通过控制系统，利用步骤S4中设置并记录的不同部位目标温度值；
2）根据步骤S5中读出的磁场控制参数文件，控制系统为每个永磁体单独生成对应的PWM或数字控制信号；
3）驱动模块根据控制信号，使每个永磁体的磁场强度独立调节；
4）由于磁致热材料的温度升降与磁场强度成比例关系，它们的温度也会发生独立变化；
5）温度传感器读取每个部位实际温度值，与目标温度作比对；
6）通过PID算法，控制系统不断修正每个永磁体的驱动信号；
7）实现各部位磁致热材料温度的实时追踪和细致调整，使温度稳定在目标值；
8）从而在不同部位实现真空滤油机内温度的精确调控与维持。
9.根据权利要求8所述的一种基于真空滤油机的温度控制调节方法，其特征在于：根据上述步骤6）中，具体实施步骤为：
温度传感器实时读取每个磁致热部位的实际温度值；
微处理器将实际温度与目标温度进行比较，计算出各个位置的温度误差e(t)；
对每个位置的温度误差e(t)使用PID算法进行计算：
控制输出U(t) = Kp×e(t) + Ki×∫e(t)dt + Kd×de(t)/dt，其中：
Kp - P系数；
Ki - I系数；
Kd - D系数；
Kp是PID控制中的比例参数，根据当前量与设定量的差值按比例放大后得到输出的控制量；Ki是PID控制中的积分参数，用于在当前量和设定量差距逐渐减小的情况下，根据之前多次误差的积分值适当调节控制量输出；Kd是PID控制中的微分参数，通过预测实际值变化趋势并调整控制量，避免实际量超出设定量并加快调节速度；
微处理器根据每个位置的控制输出U(t)结果，分别计算出新的PWM比例或驱动信号；
驱动模块根据控制信号实时调整每个永磁体产生的磁场强度；
微处理器定时重复以上计算与控制过程，持续修正和优化每个位置的驱动信号。
10.一种基于真空滤油机的温度控制调节系统，其特征在于：包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括有磁场控制模块、磁致热模块和控制系统，所述软件模块包括有微处理器模块、通信模块、参数设置模块、PID控制模块、驱动控制模块和监测与显示模块；所述磁场控制模块、磁致热模块均电性连接于控制系统，所述微处理器模块与温度传感器模块、驱动模块、电源模块、存储模块之间相互连接，且所述微处理器模块与通信模块、参数设置模块、PID控制模块、驱动控制模块、监测与显示模块之间相互连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311567046.7A CN117270605B (zh) | 2023-11-23 | 2023-11-23 | 一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311567046.7A CN117270605B (zh) | 2023-11-23 | 2023-11-23 | 一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117270605A true CN117270605A (zh) | 2023-12-22 |
| CN117270605B CN117270605B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=89203121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311567046.7A Active CN117270605B (zh) | 2023-11-23 | 2023-11-23 | 一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117270605B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2285673Y (zh) * | 1996-08-09 | 1998-07-08 | 铁道部电气化工程局三处电气设备厂 | 一种真空滤油机 |
| KR20050040320A (ko) * | 2003-10-28 | 2005-05-03 | 현대자동차주식회사 | 오일필터의 오일온도 제어장치 |
| CN201491305U (zh) * | 2009-06-26 | 2010-05-26 | 青岛福润德自动化技术有限公司 | 一种电磁加热精确温控系统 |
| CN103083960A (zh) * | 2011-11-02 | 2013-05-08 | 南通新凤祥液压铸造有限公司 | 一种具有加热功能的滤油器 |
| CN106201563A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-12-07 | 杭州昆海信息技术有限公司 | 启动参数的配置方法和装置、主板启动的方法和装置 |
| CN205760090U (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 国网江苏省电力公司宿迁供电公司 | 一种真空滤油机功率的调节装置 |
| CN206152472U (zh) * | 2016-09-29 | 2017-05-10 | 国家电网公司 | 变压器油电磁感应辅助加热装置 |
| CN107368121A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-21 | 武汉工程大学 | 一种双螺旋菜籽榨油机榨膛温度模糊pid控制系统及方法 |
| CN111629467A (zh) * | 2020-05-24 | 2020-09-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于多线圈的电磁加热装置及其温度控制方法 |
| CN216119850U (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-22 | 建研盈科(北京)科技有限公司 | 一种变压器油真空滤油机 |
| CN116077973A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-09 | 普瑞奇科技（北京）股份有限公司 | 一种用于真空滤油机的智能温控方法及系统 |
| CN116422710A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-07-14 | 海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院 | 一种中频感应加热式温辊装置控制系统及算法 |
| CN116501107A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-07-28 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种油纸绝缘套管时变温度控制方法及装置 |
-
2023
- 2023-11-23 CN CN202311567046.7A patent/CN117270605B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2285673Y (zh) * | 1996-08-09 | 1998-07-08 | 铁道部电气化工程局三处电气设备厂 | 一种真空滤油机 |
| KR20050040320A (ko) * | 2003-10-28 | 2005-05-03 | 현대자동차주식회사 | 오일필터의 오일온도 제어장치 |
| CN201491305U (zh) * | 2009-06-26 | 2010-05-26 | 青岛福润德自动化技术有限公司 | 一种电磁加热精确温控系统 |
| CN103083960A (zh) * | 2011-11-02 | 2013-05-08 | 南通新凤祥液压铸造有限公司 | 一种具有加热功能的滤油器 |
| CN106201563A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-12-07 | 杭州昆海信息技术有限公司 | 启动参数的配置方法和装置、主板启动的方法和装置 |
| CN205760090U (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 国网江苏省电力公司宿迁供电公司 | 一种真空滤油机功率的调节装置 |
| CN206152472U (zh) * | 2016-09-29 | 2017-05-10 | 国家电网公司 | 变压器油电磁感应辅助加热装置 |
| CN107368121A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-21 | 武汉工程大学 | 一种双螺旋菜籽榨油机榨膛温度模糊pid控制系统及方法 |
| CN111629467A (zh) * | 2020-05-24 | 2020-09-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种基于多线圈的电磁加热装置及其温度控制方法 |
| CN216119850U (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-22 | 建研盈科(北京)科技有限公司 | 一种变压器油真空滤油机 |
| CN116077973A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-05-09 | 普瑞奇科技（北京）股份有限公司 | 一种用于真空滤油机的智能温控方法及系统 |
| CN116422710A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-07-14 | 海安太原理工大学先进制造与智能装备产业研究院 | 一种中频感应加热式温辊装置控制系统及算法 |
| CN116501107A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-07-28 | 海南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种油纸绝缘套管时变温度控制方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117270605B (zh) | 2024-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102016119B (zh) | 热处理装置 | |
| CN105441878A (zh) | 用于蒸镀的加热装置和蒸镀设备 | |
| CN103486246B (zh) | 变速器控制装置、以及变速器控制装置的输出特性调整方法 | |
| KR102628031B1 (ko) | 전기 방전 위치의 감지 및 제어 | |
| CN101860322B (zh) | 自动跟随温度控制晶体振荡器 | |
| CN117270605B (zh) | 一种基于真空滤油机的温度控制调节方法及其系统 | |
| CN102412498A (zh) | 一种适用于泵浦激光器的温度控制系统 | |
| US8502109B2 (en) | Method of monitoring the wear of at least one of the electrodes of a plasma torch | |
| CN110983442A (zh) | 温度控制方法、装置、系统及机器可读存储介质 | |
| CA2838390A1 (en) | Pressure adjustment apparatus | |
| US5066912A (en) | Calibratable non-contact inductive distance measuring device | |
| JP3592467B2 (ja) | 単結晶引上げ装置用超電導磁石 | |
| CN101577430A (zh) | 功率因数补偿装置 | |
| CN211497867U (zh) | 一种碳化硅晶体生长装置 | |
| RU2654519C2 (ru) | Устройство и способ для основанной на протекающем процессе регулировки мощности электродуговой печи | |
| CN205581683U (zh) | 一种用于光学微球腔的高精度温控系统 | |
| CN2839935Y (zh) | 钟罩炉用的气体预热器 | |
| CN210626715U (zh) | 一种新型光纤隔离器 | |
| CN204881223U (zh) | 冶金炉快速喷水冷却控制装置 | |
| US5597501A (en) | Precision control of high temperature furnaces using an auxiliary power supply and charged practice current flow | |
| CN203232277U (zh) | 基于微处理器的高精度温度发生器 | |
| CN207596948U (zh) | 一种磁场可变电弧调整沉积装置 | |
| CN112835387A (zh) | 液位控制系统和方法及玻璃窑炉 | |
| CN217008042U (zh) | 一种晶体生长控制信号采集装置 | |
| CN205377840U (zh) | 基于螺旋管的磁感应系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |