CN201821316U - 大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜 - Google Patents
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Abstract
一种大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜，由DSP模块连接的外部控制接口，外部控制接口连接负荷感应模块；DSP模块连接输出控制模块和显示与控制单元模块；动力主回路由三相电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接传送带电机；控制部分和动力主回路连接，动力主回路的输出模块和传送带电机之间的电力连接线有电流传感器，电流传感器反馈给控制部分的DSP模块。在传送带恒速运行时，进行自适应节电，保证生产效率，提高电能利用质量，填补了传统传送带恒速运行无法节能的节能空白，提供高效的传送带节能降耗控制设备。
Description
技术领域
本实用新型属于传送带节能控制设备，特别涉及一种大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜。
背景技术
由于传送带系统工频运转的启动转矩大，正常运行时的功耗降低，用户只能选择比正常额定功率大的电机才能解决启动转矩大的问题，这就导致正常运转后电机负荷较小，经常在实际运行中处于轻载、空载状态，几乎100％存在“大马拉小车”的现象，造成电力系统的功率因数非常低，电机无功损耗严重，存在大量电能浪费现象，因此传送带类设备存有巨大的节电空间。
由于其生产工艺和输送效率的要求，传送带在有载荷时通常要求在恒速工况下运行，这样变频器应用仅仅在空载状态时降速节电，因此其节能改造的空间很小，一般的设备无法实现节能控制。现在市场上见到的许多传送带安装了以变频器为核心的节能控制系统，主要是工艺上对传送带的速度要求不高的工况或在空载时，降低电机的运行频率，将传送带的运行速度降低，达到部分节能的目的。然而，在工艺上对恒速变载要求严格的工况下，变频器系统对于节能就显得无能为力了。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜(22KW～200KW)，不仅可以在允许调速的工况下实现节电，尤其适用于工艺上不允许变速工况下的负载随动控制节电，达到最大限度的节能目标。
本实用新型的技术方案是：
一种大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜(22KW～200KW)，
其控制部分有：由DSP模块通过外部控制接口连接负荷感应模块；DSP模块连接输出控制模块和显示与控制单元模块；动力主回路为：由三相电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接传送带的电机；控制部分和动力主回路连接：控制部分的输出控制模块连接动力主回路的整流模块，控制部分的输出控制模块连接动力主回路的输出模块；动力主回路的输出模块和传送带电机之间的电力连接线有电流传感器，电流传感器反馈给控制部分的DSP模块。
外部控制接口连接负荷感应控制模块和各种外部控制接口(包括有：输入/反馈控制信号和输出/响应/驱动/通讯控制信号)。
整流模块：100～600A/1600V；
滤波模块：电解电容2640uF～24000uF/1200V；
输出模块：IGBT 150A～1200A/1200V；
输出控制模块：SD PCB 001～005；
显示与控制模块：OPE PCB 001～005；
DSP模块：CPU PCB 001～005。
本实用新型效果是：
本技术及相应控制装置，主要用于传送带类恒速载荷多变工况设备的节电控制。
以此技术设计开发的控制设备，集成应用DSP技术、变频调速技术、SVPWM技术、电机载荷感应技术、光电传感技术等核心技术，适用于传送带及类似的恒速变动负载工况的设备，在性能上具有高节电率、高稳定性、高集成化；在结构上具有小型化的特征的高效节能控制装置。
本装置能在传送带正常恒速运行过程中，根据皮带上载荷的多少自动调节电机的输入电压和电流，使电机的输入功率与载荷的大小完全匹配，做到“所供即所需”。
控制装置在有载荷时使传送带匀速正常运行，并可随载荷的多少调节传输带电机的输入电压、电流，调节反应能力达0.01秒级，系统无波动感；实时做到载荷需求与输出功率的最佳柔性匹配，实现“所供即所需”的智能管理模式；达到最佳柔性匹配。在恒速运行时做到最佳节能，挖掘传送带类设备的节能效果极限。
本技术克服了常规传送带和变频器类节能型传送带在有载荷时正常恒速运行不节电(或节电不彻底)的缺陷，实现了电机的恒速运行节能。该设备有效提高传送带类设备电机的功率因数，降低无功功率，减少电机发热量(降低铁损、铜损)，延长该类设备电机使用寿命。
由于本装置是将自适应负载随动控制技术与变频器技术结合在一起，所以不仅适用于工艺上对传送带的速度要求不高的变速变载工况下的变频节能，同时也适用于工艺上对传送带的速度有严格要求的恒速变载工况下的节能，填补了传送带节能领域的一项空白，其整体节电率达到15％～70％左右，该项技术国内外领先，成本较低，投资回报率高。
附图说明
图1大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜(22KW～200KW)结构框图
图2大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜(22KW～200KW)原理图
具体实施方式
一种大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜(22KW～200KW)，它结合变频技术原理，以SVPWM(电压空间矢量)方法为基础的最佳节电运算模型的高性能DSP单元，将电机载荷感应单元采集到的电机实时工况参数进行高速处理，计算出当前载荷下的最佳节电电压、电流值及相位角，经过修正补偿运算后输出调制信号，驱动高性能的IGBT模块输出相应的PWM电压波形驱动电机，形成内部闭环反馈的控制单元，实时做到载荷需求与输出功率的最佳柔性匹配，在满足载荷输出要求的前提下，最大限度地节约电能。
如图1所示的一种大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜(22KW～200KW)，其控制部分有：由DSP模块连接外部控制接口，外部控制接口连接感应控制模块；DSP模块连接输出控制模块和显示与控制单元模块；动力主回路为：由三相电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接传送带电机(22KW-200KW)；控制部分和动力主回路连接：控制部分的输出控制模块连接动力主回路的整流模块，控制部分的输出控制模块连接动力主回路的输出模块；动力主回路的输出模块和传送带电机之间的电力连接线有电流传感器，电流传感器反馈给控制部分的DSP模块。
外部控制接口连接负荷感应控制模块和各种外部控制接口(包括有：输入/反馈控制信号和输出/响应/驱动/通讯控制信号)
其中
整流模块：100～600A/1600V；
滤波模块：电解电容2640uF～24000uF/1200V；
输出模块：IGBT 150A～1200A/1200V；
输出控制模块：SD PCB 001～005；
显示与控制模块：OPE PCB 001～005；
DSP模块：CPU PCB 001～005。
大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜(22KW～200KW)，结合结构框图和电原理图叙述其电路的结构、连接关系，功能原理和及对照附图的编号的零部件名称。
节能实现原理：
高性能的DSP单元内建有以SVPWM(空间矢量电压法)为基础的最佳节电模型，可将电机载荷感应单元采集到的电机实时工况参数进行进超高速处理，计算出当前载荷下的最佳节电电压、电流值及相位角，经过修正补偿运算后输出调制信号，驱动高性能的IGBT模块输出相应的PWM电压波形驱动电机，形成内部闭环反馈的控制单元，实时做到载荷需求与输出功率的最佳柔性匹配，最大限度地挖掘电机节电潜力。
各模块的功能及应用：
DSP技术是将高速运算器件应用于电力设备运行控制的新技术，利用运算器件的高速运算性能(nS级)，大量处理所需数据，并快速给出运算结果，大大提高系统的数据处理能力和反应速度，甚至能做到瞬间随动响应。DSP单元输出精度较高，通过IGBT模块输出的PWM波形整合了电压型、电流型变频输出波形的全部优点，谐波小，全程实时节电，节电效果显著。
SVPWM技术是目前精确控制系统中广泛应用的电压空间矢量控制变频新技术，由DSP模块进行电压空间矢量运算来调制IGBT功率模块输出的PWM波形，准确控制输出的电压、电流波形和频率、功率，使所驱动的设备的运行精确度大大提高，且运算和响应速度更快。
变频技术在本系统中应用于主要的驱动电路的结构设计。本技术和设备结合常规变频技术的主要结构模块，在DSP的控制下，实现对电源的“交-直-交”的节能控制输出功能。所用的IGBT模块，即绝缘栅双极型功率管，兼有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点，开关速度快、驱动功率小而饱和压降低、载流密度大，能较好实现高速逆变输出功能。
电机载荷感应技术是应用先进的电机检测器件，采集电机载荷的变化和反馈信息，再输入到DSP模块使用。TTA时域变换电流检测技术配合载荷感应技术，为检测采样提供数字信号。液晶显示和数字控制技术提高操作的便利性。
将该设备串接三相交流电源与传送带的电机之间。
Claims (4)
1.一种大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜，其电路特征在于：其控制部分有：由DSP模块连接的外部控制接口，外部控制接口连接负荷感应模块；DSP模块连接输出控制模块和显示与控制单元模块；动力主回路为：由三相电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接传送带电机；控制部分和动力主回路连接：控制部分的输出控制模块连接动力主回路的整流模块，控制部分的输出控制模块连接动力主回路的输出模块；动力主回路的输出模块和传送带电机之间的电力连接线有电流传感器，电流传感器反馈给控制部分的DSP模块。
2.根据权利要求1所述的大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜，其特征在于：外部控制接口连接外部控制模块：外部控制模块包括有：输入/反馈控制信号和输出/响应/驱动/通讯控制信号。
3.根据权利要求1所述的大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜，其特征在于：在传送带输入端安装负荷感应模块。
4.根据权利要求1所述的大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜，其特征在于：其中：
负荷感应模块：红外感应器GY-16A/18W/20W/86B；
整流模块：100～600A/1600V；
滤波模块：电解电容2640uF～24000uF/1200V；
输出模块：IGBT 150A～1200A/1200V；
输出控制模块：SD PCB 001～005；
显示与控制模块：OPE PCB 001～005；
DSP模块：CPU PCB 001～005。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010202034298U CN201821316U (zh) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | 大功率传送带专用载荷随动智能节电控制柜 |
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| CN (1) | CN201821316U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111049485A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-21 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于hbt功放的高效率星上自闭环功率随动系统 |
-
2010
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| CN111049485A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-21 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于hbt功放的高效率星上自闭环功率随动系统 |
| CN111049485B (zh) * | 2019-12-11 | 2023-03-21 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种基于hbt功放的高效率星上自闭环功率随动系统 |
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Granted publication date: 20110504 Termination date: 20180526 |