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一種適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置的制作方法

文檔序號(hào):5501305閱讀:319來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置。
背景技術(shù)
目前,我國(guó)一些化工廠在氯堿生產(chǎn)中使用鈦風(fēng)機(jī),鈦風(fēng)機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中必須持續(xù)工作;鈦風(fēng)機(jī)的持續(xù)工作直接影響電網(wǎng)的帶負(fù)荷能力,并消耗大量的電能,如何使鈦風(fēng)機(jī)根據(jù)相應(yīng)的排放氣體的濃度調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適于根據(jù)氣體排放口的氣體濃度以控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型提供了一種適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置,包括:設(shè)于氣體排放口的氣體濃度傳感器,該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連,該MCU模塊適于控制所述鈦風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。為了對(duì)電機(jī)工作產(chǎn)生的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償,提高電網(wǎng)的帶載能力,在所述電機(jī)的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈?zhǔn)届o止無(wú)功補(bǔ)償裝置(即鏈?zhǔn)絊VG裝置)。所述鏈?zhǔn)絊VG裝置包括:H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器,其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成,其中,每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路;該多電平逆變器能自動(dòng)旁路發(fā)生故障的H橋單元電路,以保證H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作,使所述鏈?zhǔn)絊VG裝置繼續(xù)達(dá)到矯正功率因素的目的,自動(dòng)旁路電路,設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端,且當(dāng)一H電橋單元電路發(fā)生損壞時(shí),將該H電橋單元電路旁路;采樣電路,適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值;分相電流獨(dú)立控制電路,其與所述采樣電路相連的適于根據(jù)所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角
S;脈寬調(diào)制電路,與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連,用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角Cf對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制;gp,當(dāng)損壞的H電橋單元電路旁路后,該脈寬調(diào)制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上,改變?cè)摀p壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率,以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。進(jìn)一步,所述分相電流獨(dú)立控制電路,包括:鎖相環(huán),根據(jù)所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位;無(wú)功電流給定模塊,適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與一無(wú)功電流參考值相乘,以得到實(shí)際的無(wú)功電流輸出;有功電流給定模塊,適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量,同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過(guò)PI控制后再與所述正弦量相乘,以得到實(shí)際的有功電流輸出;瞬時(shí)電流跟蹤模塊,用于先將所述無(wú)功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加,然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流,并通過(guò)控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)利用所述鏈?zhǔn)絊VG裝置,矯正由于電機(jī)工作造成電網(wǎng)的功率因素下降的問(wèn)題,提高了變壓器的利用率;(2)在所述鏈?zhǔn)絊VG裝置中設(shè)有備用H橋單元電路,能再一H橋單元電路發(fā)生故障時(shí),把該故障的H橋單元電路自動(dòng)旁路,并且保證H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作,即,矯正電網(wǎng)功率因素;(3)并且在該H橋功率模塊發(fā)生損壞時(shí),無(wú)需停機(jī)檢修,保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定;(4)脈寬調(diào)制電路調(diào)節(jié)發(fā)生損壞的一相H橋功率模塊的調(diào)制波,有效的避免了諧波產(chǎn)生;(5)通過(guò)分相電流獨(dú)立控制實(shí)現(xiàn)了三相電源不平衡輸出的補(bǔ)償問(wèn)題;(6)通過(guò)氣體濃度傳感器能及時(shí)檢測(cè)氣體的排放濃度,以控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,氣體濃時(shí),轉(zhuǎn)速快,反之則轉(zhuǎn)速慢;能有效的降低功耗。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解,下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖,對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明,其中圖1本實(shí)用新型的控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置的連接示意圖;圖2本實(shí)用新型的鈦風(fēng)機(jī)的電機(jī)連接三相電源和鏈?zhǔn)絊VG裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3本實(shí)用新型的H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器的電路結(jié)構(gòu)圖;圖4本實(shí)用新型的分相電流獨(dú)立控制電路的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:實(shí)施例1如圖1所示,一種適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置,包括:設(shè)于氣體排放口的氣體濃度傳感器,該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連,該MCU模塊適于控制所述鈦風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。在所述電機(jī)的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈?zhǔn)絊VG裝置。如圖2-3所示,所述鏈?zhǔn)絊VG裝置包括:H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器,其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構(gòu)成,其中,每相H橋功率模塊中增設(shè)至少一個(gè)備用H電橋單元電路;自動(dòng)旁路電路,設(shè)于各H電橋單元電路的輸出端,且當(dāng)一H電橋單元電路發(fā)生損壞時(shí),將該H電橋單元電路旁路;采樣電路,適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值,該瞬時(shí)值包括電壓和電流的幅值、周期;[0031 ] 分相電流獨(dú)立控制電路,其與所述采樣電路相連的適于根據(jù)所述三相電源的電壓和電流的瞬時(shí)值計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角;脈寬調(diào)制電路,與所述分相電流獨(dú)立控制電路相連,用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角cf對(duì)各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進(jìn)行控制;SP,當(dāng)損壞的H電橋單元電路旁路后,該脈寬調(diào)制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎(chǔ)上,改變?cè)摀p壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率,以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對(duì)應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。見(jiàn)圖4,所述分相電流獨(dú)立控制電路,包括:鎖相環(huán),根據(jù)所述三相電源的電壓的瞬時(shí)值以跟蹤所述三相電源的電壓相位;無(wú)功電流給定模塊,適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的余弦量并與一無(wú)功電流參考值相乘,以得到實(shí)際的無(wú)功電流輸出;有功電流給定模塊,適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計(jì)算出該電壓相位的正弦量,同時(shí)根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過(guò)PI控制后再與所述正弦量相乘,以得到實(shí)際的有功電流輸出;瞬時(shí)電流跟蹤模塊,用于先將所述無(wú)功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加,然后減去所述三相電源中的瞬時(shí)電流,并通過(guò)控制器以計(jì)算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J。其中參考電流為期望的補(bǔ)償電流,直流電壓參考值為期望的補(bǔ)償電壓。所述脈寬調(diào)制電路涉及SPWM脈寬調(diào)制法,該SPWM脈寬調(diào)制法是用一正弦波做調(diào)制波,以F倍于正弦調(diào)制波頻率的三角波做載波進(jìn)行波形比較而產(chǎn)生的一組幅值相等,寬度正比于正弦調(diào)制波的矩形脈沖列來(lái)等效正弦波,從而控制開(kāi)關(guān)器件(即多電平逆變器中的開(kāi)關(guān)器件)的通斷。本實(shí)用新型采用載波三角波移相SPWM控制和載波三角波層疊式SPWM控制的混合控制算法:從整體而言,各H電橋單元電路之間采用載波三角波移相SPWM控制,而單個(gè)H電橋單元電路采用層疊式SPWM控制的方法,這種調(diào)制方法,輸出諧波含量小,開(kāi)關(guān)頻率低,且能夠很好地解決逆變效率低的問(wèn)題。載波三角波移相SPWM控制法,是指對(duì)于N個(gè)H電橋單元電路,采用N個(gè)相位不同,但頻率和幅值相同的載波三角波與同一個(gè)正弦調(diào)制波進(jìn)行比較,產(chǎn)生出N組SPWM控制脈沖波形分別去控制N個(gè)H橋,使各個(gè)H電橋單元電路都輸出基波電壓相同的SPWM電壓波形,然后再將這N個(gè)H電橋單元電路輸出的SPWM電壓波形進(jìn)行疊加而合成出SPWM多電平電壓波形。N個(gè)載波三角波的初相位角應(yīng)該依次移開(kāi)一個(gè)角度,若采用雙極性載波三角波,這個(gè)角度為《 = -/y ;若是單極性載波三角波,角度為= 2-/X。載波三角波層疊式SPWM控制法是應(yīng)用比較早的一種多電平逆變器的SPWM調(diào)制法。載波三角波層疊式SPWM調(diào)制法可以分為兩種,即單層層疊式SPWM調(diào)制法和多層層疊式SPWM調(diào)制法,該兩種方法都能達(dá)到本專利的技術(shù)效果。載波三角波單層層疊式SPWM調(diào)制法根據(jù)兩個(gè)三角載波的相位關(guān)系又可分為載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個(gè)載波三角波的相位相反)和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個(gè)載波三角波的相位相同)。載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法這兩中調(diào)制方法沒(méi)有什么優(yōu)劣之分,本實(shí)用新型采用載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法。
權(quán)利要求1.一種適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置,其特征在于包括:設(shè)于氣體排放口的氣體濃度傳感器,該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連,該MCU模塊適于控制所述鈦風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速;在所述電機(jī)的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈?zhǔn)届o止無(wú)功補(bǔ)償裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種適于控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制裝置,包括設(shè)于氣體排放口的氣體濃度傳感器,該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連,該MCU模塊適于控制所述鈦風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速;本實(shí)用新型通過(guò)氣體濃度傳感器能及時(shí)檢測(cè)氣體的排放濃度,以控制鈦風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,氣體濃時(shí),轉(zhuǎn)速快,反之則轉(zhuǎn)速慢;能有效的降低功耗。
文檔編號(hào)F04D27/00GK203009350SQ20122069029
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者黃東, 包金祥 申請(qǐng)人:蘇州新區(qū)化工節(jié)能設(shè)備廠
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