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。；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止無功發(fā)生器(也稱為:鏈?zhǔn)絊VG裝置)；所述電機(jī)為采用三相交流電機(jī)，MCU豐吳塊為51系列單片機(jī)。鏈?zhǔn)絊VG裝置適于對電機(jī)工作產(chǎn)生的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，提高電網(wǎng)的帶載能力。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^ ;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^對各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，改變該損壞的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；[0014]無功電流給定模塊，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功電流參考值相乘，以得到實(shí)際的無功電流輸出；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3。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)償問題；(6)通過氣體濃度傳感器能及時(shí)檢測氣體的排放濃度，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，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，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)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明: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； 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*5對各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，改變該損壞的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)量相對應(yīng)的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。見圖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功電流參考值相乘，以得到實(shí)際的無功電流輸出；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^。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等效正弦波，從而控制開關(guān)器件(即多電平逆變器中的開關(guān)器件)的通斷。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
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止無功發(fā)生器； 所述電機(jī)為采用三相交流電機(jī)，MCU模塊為51系列單片機(jī)。
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；；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止無功發(fā)生器；所述電機(jī)為采用三相交流電機(jī)，MCU模塊為51系列單片機(jī)本實(shí)用新型通過氣體濃度傳感器能及時(shí)檢測氣體的排放濃度，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F04D27/00GK203009349SQ20122069014
公開日2013年6月19日 申請日期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 申請人:蘇州新區(qū)化工節(jié)能設(shè)備廠