[發(fā)明專利]基于轉(zhuǎn)矩角控制的空壓機(jī)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310059060.6
• 申請(qǐng)日: 2013-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN103133320A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝慕君;姜長(zhǎng)泓;步偉明;王盛慧;陳月巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F04B49/06
• 分類號(hào): F04B49/06
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 南小平

1.基于轉(zhuǎn)矩角控制的空壓機(jī)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法，其特征是，包括以下步驟：

1）將轉(zhuǎn)矩角測(cè)算裝置與空壓機(jī)上的進(jìn)口流量計(jì)以及出口壓力計(jì)相連接，并與轉(zhuǎn)矩角控制裝置相連接，然后轉(zhuǎn)矩角控制裝置經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器及電流調(diào)節(jié)器分別與通用變頻器及勵(lì)磁調(diào)節(jié)單元相連接，在管網(wǎng)或容器罐中安裝壓力變送裝置，壓力變送裝置再與PID調(diào)節(jié)器相連接，構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)；

2）啟動(dòng)步驟1），將被測(cè)壓力值經(jīng)壓力變送裝置送到PID調(diào)節(jié)器中與給定壓力值相比較，所得偏差經(jīng)PID調(diào)節(jié)器處理后，得到電壓信號(hào)U₁，將電壓信號(hào)U₁送至電壓調(diào)節(jié)器中，電壓調(diào)節(jié)器調(diào)用預(yù)存的電機(jī)本身的U^*/f^*特性曲線，鎖定與U₁匹配的特性曲線，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的“占空比/頻率”曲線，然后將該曲線信號(hào)送給通用變頻器，提供所需的電壓，控制同步電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而改變氣體流量，既而改變管網(wǎng)或容器罐中的壓力值，維持壓力恒定；

3）在步驟2）執(zhí)行的過程中，空壓機(jī)上的進(jìn)口流量計(jì)以及出口壓力計(jì)將各自測(cè)量得到的Q_a與P_c送給轉(zhuǎn)矩角測(cè)算裝置，轉(zhuǎn)矩角測(cè)算裝置通過調(diào)用空壓機(jī)特性曲線模型P_c＝f(n，Q_a)，得出空壓機(jī)轉(zhuǎn)速n；

4）根據(jù)步驟3）中得到的轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)矩角測(cè)算裝置再調(diào)用速度傳感器模型，得出與轉(zhuǎn)速n相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E_c，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E_c經(jīng)波形變換與分頻后，生成與端電壓等頻的正弦波兩者通過比相處理后，得到角θ，最后通過角度變換得到轉(zhuǎn)矩角δ；

5）根據(jù)步驟4）中測(cè)算得出的轉(zhuǎn)矩角δ，經(jīng)過轉(zhuǎn)矩角控制裝置計(jì)算出轉(zhuǎn)矩角偏差以及與轉(zhuǎn)矩角相匹配的電壓值分別送給電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器，然后將由調(diào)節(jié)器得來(lái)的信號(hào)分別送給勵(lì)磁調(diào)節(jié)單元和通用變頻器，從而控制轉(zhuǎn)矩角的恒定，抑制沖擊負(fù)載或其它擾動(dòng)所帶來(lái)的電機(jī)失步與振蕩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于轉(zhuǎn)矩角控制的空壓機(jī)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟5）中所述的轉(zhuǎn)矩角控制裝置的控制方法包括以下步驟：

步驟一，首先判斷測(cè)算得來(lái)的轉(zhuǎn)矩角δ與給定值δ₀是否相等，如果兩者相等，繼續(xù)循環(huán)判斷，如果兩者不相等，繼而判斷轉(zhuǎn)矩角δ是否小于給定值δ₀，如果轉(zhuǎn)矩角δ小于給定值δ₀，則將轉(zhuǎn)矩角偏差Δδ送給電流調(diào)節(jié)器，經(jīng)計(jì)算可得出需要調(diào)節(jié)的勵(lì)磁電流ΔI_f，將ΔI_f送至勵(lì)磁調(diào)節(jié)單元，繼而控制勵(lì)磁功率單元來(lái)減小勵(lì)磁電流，消除偏差，返回繼續(xù)執(zhí)行；否則需判斷dδ/dt是否小于等于轉(zhuǎn)矩角一階導(dǎo)的給定值F；

步驟二，如果步驟一中所述的dδ/dt≤F，式子成立，則將Δδ給電流調(diào)節(jié)器，經(jīng)計(jì)算可得出需要調(diào)節(jié)的勵(lì)磁電流ΔI_f，將ΔI_f送至勵(lì)磁調(diào)節(jié)單元，繼而控制勵(lì)磁功率單元增加勵(lì)磁電流，消除偏差，返回繼續(xù)執(zhí)行；否則，繼續(xù)判斷轉(zhuǎn)矩角二階導(dǎo)d²δ/dt²是否小于零；

步驟三，在步驟二中所述的d²δ/dt²<0，式子成立，則將轉(zhuǎn)矩角控制裝置輸出信號(hào)給強(qiáng)勵(lì)單元，控制勵(lì)磁功率單元進(jìn)行瞬時(shí)強(qiáng)勵(lì)，提高過載能力，返回繼續(xù)執(zhí)行；否則判斷轉(zhuǎn)矩角δ是否小于180°；

步驟四，在步驟三中所述的δ<180°，式子成立，將與轉(zhuǎn)矩角δ對(duì)應(yīng)的電壓U₂送至電壓調(diào)節(jié)器，在電壓調(diào)節(jié)器中預(yù)置U₂的優(yōu)先級(jí)高于U₁，則在電壓調(diào)節(jié)器中調(diào)用電機(jī)本身的U^*/f^*特性曲線，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的“占空比/頻率”曲線，然后將該曲線信號(hào)送到通用變頻器，使電壓跟蹤轉(zhuǎn)速變化，從而保證旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)速之間的嚴(yán)格同步；否則，將轉(zhuǎn)矩角控制裝置輸出信號(hào)給滅磁單元，控制勵(lì)磁功率單元進(jìn)行滅磁切機(jī)。