[發(fā)明專(zhuān)利]工業(yè)計(jì)量泵電壓補(bǔ)償閉環(huán)V/F變頻控制方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810534784.4 | 申請(qǐng)日: | 2018-05-29 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN108730150B | 公開(kāi)(公告)日: | 2020-08-04 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 余世明;何德峰;仇翔;吳根忠;宋秀蘭;俞立 | 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: | 浙江工業(yè)大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào): | F04B13/00 | 分類(lèi)號(hào): | F04B13/00;F04B49/06;H02P21/00;H02P21/14;H02P21/18;H02P27/08 |
| 代理公司: | 杭州浙科專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 33213 | 代理人: | 杜立 |
| 地址: | 310014 浙江省杭*** | 國(guó)省代碼: | 浙江;33 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 工業(yè) 計(jì)量 電壓 補(bǔ)償 閉環(huán) 變頻 控制 方法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)計(jì)量泵電壓補(bǔ)償閉環(huán)V/F變頻控制方法,針對(duì)往復(fù)式工業(yè)計(jì)量泵所承受的非性沖擊負(fù)載,采用電壓補(bǔ)償器將開(kāi)環(huán)V/F變頻控制策略變成閉環(huán)V/F變頻控制策略,可有效抑制負(fù)載變化引起的大幅轉(zhuǎn)速波動(dòng),提高流量的調(diào)節(jié)精度,減輕電沖擊效應(yīng)對(duì)電機(jī)絕緣性和壽命的影響,達(dá)到變頻節(jié)能的目的。閉環(huán)變頻V/F控制策略采用模糊邏輯實(shí)現(xiàn),可適應(yīng)負(fù)載的非線性變化。根據(jù)轉(zhuǎn)速誤差和對(duì)應(yīng)的隸屬度,可構(gòu)建模糊邏輯表,通過(guò)查表獲得電壓補(bǔ)償量,控制算法計(jì)算量小,實(shí)時(shí)性強(qiáng)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及工業(yè)計(jì)量泵的流量控制領(lǐng)域,特別是帶電壓補(bǔ)償?shù)拈]環(huán)調(diào)頻調(diào)壓(V/F)控制技術(shù)。
背景技術(shù)
工業(yè)計(jì)量泵廣泛應(yīng)用于石油、化工、水處理、熱力發(fā)電、制藥、食品、造紙等流程工業(yè)領(lǐng)域。
對(duì)流量檢測(cè)的目的是將其調(diào)節(jié)到期望值,對(duì)隔膜計(jì)量泵的流量實(shí)施在線調(diào)節(jié)的方式本質(zhì)上有兩種,其一是通過(guò)調(diào)節(jié)往復(fù)沖程來(lái)調(diào)節(jié)流量,其二是通過(guò)調(diào)節(jié)往復(fù)的頻率來(lái)調(diào)節(jié)流量。針對(duì)這兩種調(diào)節(jié)方式,目前有兩種具體實(shí)施方案,現(xiàn)分別介紹如下:
方案一:采用通用變頻器進(jìn)行控制
該方案屬于調(diào)節(jié)隔膜計(jì)量泵的往復(fù)頻率真的方案,其主要優(yōu)點(diǎn)是:通用變頻器采用矢量控制策略,使驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有硬的機(jī)械特性,在均勻輕載的情況下,動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能力非常好,可保證轉(zhuǎn)速恒定。缺點(diǎn)是:由于往復(fù)式隔膜計(jì)量泵承受沖擊性脈動(dòng)負(fù)載,普通變頻器以轉(zhuǎn)速恒定為控制目標(biāo),用大的電磁轉(zhuǎn)矩變化維持轉(zhuǎn)速恒定,對(duì)于計(jì)量泵承受的沖擊負(fù)載而言,電沖擊作用大,影響三相異步電機(jī)的絕緣性和使用壽命,而且節(jié)能效果也差,特別是在負(fù)載波動(dòng)大的情況下,為了甚至連轉(zhuǎn)速恒定也難以在確保。
方案二:電動(dòng)沖程調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)方案
電動(dòng)沖程調(diào)節(jié)儀由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和控制器構(gòu)成,屬于調(diào)節(jié)往復(fù)行程的調(diào)節(jié)方案。其優(yōu)點(diǎn)是:是調(diào)節(jié)范圍大,可實(shí)現(xiàn)從0-100%滿量程范圍的在線實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是:(1)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜,可靠性差,體積大,不便安裝,成本高;(2)對(duì)于一臺(tái)流量較大的泵,如果沖程調(diào)得小,例如接近于零時(shí),流量也接近于零,但驅(qū)動(dòng)電機(jī)仍在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,近似于做無(wú)用功,不利于節(jié)能;(3)雖然在轉(zhuǎn)速恒定的情況下,電動(dòng)沖程調(diào)節(jié)儀可估算出流量,但對(duì)于計(jì)量泵承受的非線性沖擊載而言往往轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大,因此,使得沖程調(diào)節(jié)儀的精度難以確保;(4)沖程調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)速度慢,動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能差。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述兩種方案的缺點(diǎn),本發(fā)明提出一種帶電壓補(bǔ)償?shù)拈]環(huán)V/F控制策略,可有效抑制轉(zhuǎn)速的大幅波動(dòng),確保調(diào)節(jié)精度,達(dá)到顯著的變頻節(jié)能效果。其具體技術(shù)方案如下:
一種工業(yè)計(jì)量泵電壓補(bǔ)償閉環(huán)V/F變頻控制方法,針對(duì)非線性沖擊負(fù)載,V/F電壓補(bǔ)償控制器采用閉環(huán)控制確定補(bǔ)償電壓ΔV,然后按下式計(jì)算SVPWM控制策略的電壓矢量:
V=Kvf·fs+ΔV (1)
式中,ns為根據(jù)流量調(diào)節(jié)的需要確定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)速,Kvf為壓頻比,fs為ns對(duì)應(yīng)的正弦波頻率(Hz),p為異步電機(jī)的極對(duì)數(shù),具有如下關(guān)系:
由(2)式可得
根據(jù)電壓V利用SVPWM算法確定PWM的占空比,逆變模塊根據(jù)PWM占空比將直流母線電壓轉(zhuǎn)換成三相正弦交流電。
進(jìn)一步的,為適應(yīng)負(fù)載的非線性變化采用模糊邏輯控制,根據(jù)轉(zhuǎn)速誤差和對(duì)應(yīng)的隸屬度,構(gòu)建模糊邏輯表,通過(guò)查表獲得電壓補(bǔ)償量。
進(jìn)一步的,在頻率調(diào)節(jié)過(guò)程中不進(jìn)行電壓補(bǔ)償,當(dāng)達(dá)到期望頻率fs后,再進(jìn)行電壓補(bǔ)償,具體如下:
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