[發明專利]一種智能高速離心機的控制方法

有效

• 申請號: 202110746004.4
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113395020B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 林江波;胡暄;吳強
• 申請（專利權）人: 長沙金泰時儀器有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/21
• 代理公司: 長沙思創聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 43215
• 代理人: 肖文祥

1.一種智能高速離心機的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將高速離心機設定目標轉速和運行時間；

(2)檢測并實時反饋高速離心機的電機的實時轉速，電機轉速在800～1100rpm以下時采用開環控制，電機轉速到達800～1100rpm后采用閉環控制；

(3)電機達到目標轉速后，開始計算運行的時間；

(4)當計算的電機運行時間到達設定的運行時間后控制電機降速，當檢測的電機的實時轉速降至預定的轉速時，停止制動電流輸出，電機開始自由降速至轉速為0；

其中，所述步驟(2)中電機啟動后分為多個加速階段加速至800～1100rpm，開環控制下的各加速階段的加速度先增加后減小，當加速至800～1100rpm后再次分為多個加速階段加速至目標轉速，閉環控制下的各加速階段的加速度依次減小，所述步驟(1)中還包括預設每個加速階段的加速度和末速度的步驟，每個加速階段到達末速度后控制切換加速度直至加速至目標轉速。

2.根據權利要求1所述的智能高速離心機的控制方法，其特征在于，電機轉速在1000rpm以下時采用開環控制，電機轉速到達1000rpm后采用閉環控制。

3.根據權利要求1或2所述的智能高速離心機的控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中當電機實測轉速超出目標轉速±20rpm范圍時，運行計時停止并暫存運行時間值，通過實時轉速反饋并控制電機轉速到達±20rpm內時，在暫存的運行時間值基礎上繼續累加運行計時，直至到達設定的運行時間。

4.根據權利要求3所述的智能高速離心機的控制方法，其特征在于，所述步驟(4)中當運行計時到設定的運行時間后運行計時清零，自動控制電機開始降速，降速過程分為多個減速階段用于匹配不同轉動慣量的負載制動減速的平穩可控性，多個所述減速階段的加速度相同，所述步驟(1)中還包括預設每個減速階段的加速度和末速度的步驟，每個減速階段到達末速度后控制切換加速度，當電機減速至180rpm～220rpm后控制停止制動電流輸出，電機自由降速至0。

5.根據權利要求4所述的智能高速離心機的控制方法，其特征在于，采用控制器實現智能高速離心機的控制方法，所述控制器至少包括控制板、驅動板和功率板，所述控制板包括微控制單元，所述驅動板包括驅動模塊，所述功率板包括高頻開關模組，所述高速離心機的電機采用光電式碼盤測速傳感器進行實時監測并將測速信號傳遞至所述微控制單元，所述微控制單元用于接收測速信號并發送控制信號至所述驅動板，所述驅動模塊用于接收所述控制信號并實現所述控制信號的電壓轉換與功率放大并將其發送至所述功率板，所述功率板接收來自所述驅動板的功率放大信號后驅動高頻開關模組的運行，所述驅動高頻開關模組用于控制高速離心機的電機的運轉。

6.根據權利要求5所述的智能高速離心機的控制方法，其特征在于，所述控制板包括ARM和FPGA，所述ARM和FPGA通過接口進行通信，所述ARM用于負責整體算法設計與數據處理，所述FPGA負責高速離心機的電機的控制時序分配并執行所述ARM的控制算法，所述驅動模塊為IGBT驅動模塊，所述高頻開關模組包括IGBT功率開關元件，所述IGBT功率開關元件與所述電機電連接，所述微控制單元控制IGBT功率開關元件的開關頻率和占空比控制所述電機的轉速。

7.根據權利要求6所述的智能高速離心機的控制方法，其特征在于，所述步驟(1)中通過人機交互設備輸入控制參數，所述步驟(3)中在運行計時值未累加到設定的運行時間前時，可通過人機交互設備實時修改設置運行時間，修改后參數立即生效。

8.根據權利要求7所述的智能高速離心機的控制方法，其特征在于，所述控制器還包括散熱板，所述控制板與驅動板、驅動板與功率板之間通過支撐銅柱間隔預定間距，所述散熱板與所述功率板的高頻開關模組的散熱面緊密貼合。