自动加药控制系统
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絮凝剂自动加药系统使用说明书XX博润工业技术XX地址:XX省XX市裕民路169号:0传真:0网址:.borun.目录1.0 前言12.0 安全22.1操作说明书中左侧的提示标志22.2安全保护23.0 絮凝剂自动加药系统简介53.1工作原理53.1.1药粉的计量53.1.2药粉的输送63.1.3自动加湿搅拌63.1.4溶液的熟化和储存63.1.5溶液的计量输送63.2处理能力63.3定容积式喂料机的规格63.4对配套设施的要求73.5设备主配置功率73.6生产周期74.0 系统的安装84.1储药箱的安装84.2搅拌箱和排料管路的安装84.3梯子和栏杆的安装94.4搅拌系统的安装104.5附属管路的安装124.5.1送药软管的安装124.5.2计量泵出料管的安装124.5.3溢流和排空口的安装124.5.4进水管路的安装134.6电源的安装135.0 系统的操作145.1硬件145.2控制系统的操作工步145.3 操作员接口165.4 触摸屏操作员接口165.5絮凝剂自动加药系统批循环的时间表226.0 设备操作注意事项及保养236.1操作注意事项236.2 设备保养计划表236.3 润滑246.4电机的使用与维护247.0 故障排除258.0 图纸268.1总布置图(BAWJ-0)268.2电器布局图(BAWJ-E-0)26感谢您选用本公司BAWJ型絮凝剂自动加药系统,为了您更好地熟悉、了解和操作本机器,请您在使用前认真阅读本使用手册。
自动加药系统的设计特点是操作简单,实用性强,运行安全、可靠。
实现了自动添加粉状絮凝剂,自动制备絮凝剂溶液,自动加药等自动化操运作。
应用于选煤厂煤泥水、工业废水处理等的脱水前的预处理。
具有自动化程度高、药剂用量少、溶解度好、生产连续、易于安装、操作简便、运动部件少、有完善的自动保护功能以及生产成本低等优点。
设备出厂前,所有机械部份或电路已作仔细的检测及调试。
然而,由于运输过程需要对部分部件进行拆分,所以如在安装过程中发生的任何疑难问题,或本操作手册如有任何不清楚的地方,请与本公司销售部联系。
绍兴智慧加药系统设计方案智慧加药系统是一种数字化、智能化的药物管理系统,它结合了物联网技术、云计算技术以及人工智能技术,实现了对药品的自动监控、加药操作的自动化,提高了医院药品管理的效率和准确性。
下面是一份绍兴智慧加药系统的设计方案。
一、系统概述绍兴智慧加药系统旨在解决传统医院加药流程中的问题,提高药品管理的效率和准确性。
系统主要由药品库存管理子系统、加药控制子系统和数据分析子系统组成。
二、药品库存管理子系统药品库存管理子系统负责监控药品库存情况,包括药品数量、有效期等。
该子系统具备以下功能:1. 实时监测药品库存数量,通过传感器和物联网技术对药品仓库进行监控,当药品库存数量不足时,及时通知相关人员进行补充。
2. 实时监测药品有效期,通过传感器和物联网技术对药品有效期进行监控,当药品即将过期时,及时通知相关人员进行处理,避免浪费。
3. 自动化药品采购,根据药品库存情况和历史消耗数据,通过云计算技术分析药品的使用趋势,并自动发起药品采购工单,减少人工干预的时间和错误率。
三、加药控制子系统加药控制子系统负责控制药品的加药操作,包括药品配药、加药计量等。
该子系统具备以下功能:1. 自动化药品配药,根据医嘱和患者信息,通过人工智能算法自动计算药品的配药量,并通过机器人等设备完成配药操作,减少人工配药的错误率和时间成本。
2. 实时监控药品的加药计量,通过传感器和物联网技术对加药计量过程进行监控,确保加药的准确性和安全性。
3. 加药记录的自动化,通过系统对加药操作进行记录,包括加药时间、操作人员、加药量等信息,便于后续的追溯和分析。
四、数据分析子系统数据分析子系统负责对加药系统的数据进行分析和挖掘,以提供决策支持。
该子系统具备以下功能:1. 数据统计与可视化,通过对加药系统的数据进行统计和可视化展示,帮助管理人员了解药品使用情况、库存情况等,以便及时做出决策。
2. 异常监测与预警,通过对药品使用数据的实时监测和分析,发现异常情况,并及时向相关人员发送预警通知,保证药品管理的安全性和合规性。
加药系统操作说明加药系统操作说明一、系统介绍加药系统是科技化生产的必备配套设备,是目前化工、制药、食品等领域中最常见的设备之一。
加药系统可以将液态药剂经过计量、混合、输送、控制等操作加入到生产过程中,并且可以通过自动化操作实现其全过程的控制。
二、操作前准备1. 检查设备状态:首先检查加药系统的各个部分是否正常运转,对于存在异常的部分需要及时排除故障。
2. 检查药剂:确保所选用的药剂符合要求,验收药剂的质量是否入合规要求。
3. 启动设备:先将加药系统的配件全部启动,确保所有设备都在正常工作状态下。
三、操作步骤1. 开箱:打开加药系统的仪表箱,进行检查,确保所有按钮、指示灯是否正常。
2. 点亮电源:将电源开关设为开启状态,然后按下仪表箱内的启动按钮,加药系统就可以开始启动。
3. 设置药剂:在加药系统中设置所需的药剂,根据需要添加对应的量,设定对应的加药时间、速度和方式。
4. 操作控制:进行操作控制时,需要通过监测仪器对药剂的水平、流量、压力等参数进行实时监测,确保加药过程的精准度。
5. 加药进度:加药进度可以通过仪器显示盘来显示,此时可以根据显示情况进行调整。
6. 结束加药:加药过程中可以根据加药进度随时停止加药,并在加药完成后进行清洗消毒。
四、操作注意事项1. 严格按照药剂的规定和要求来使用,严禁混用药品。
2. 在使用前,首先要检查加药系统是否处于正常的工作状态。
3. 经过加药系统操作后需要进行清洗消毒,确保系统的卫生。
4. 对于加药设备,应该定期进行保养和维护,确保设备的正常运转。
5. 当加药系统故障时,需要进行及时的维修和更换,不得擅自使用。
5. 对于加药系统的操作人员,应该经过专业培训合格后进行操作。
加药系统是科技化生产必备的工具之一,加药系统的操作不仅要严格按照要求进行,也要注重设备的维护保养。
项目需求一、概况近年来,随着供水行业信息化、智能化水平的不断提升,水厂运行逐渐形成智能化、智慧化的发展趋势。
药剂投加是水厂的核心环节,因此水厂药剂的智能精准投加是水厂智能化、高质量发展的主要方向之一。
目前,江苏省住建厅在《江苏省城市供水安全保障工作评价指标体系》和《江苏省城市供水安全保障工作评价细则》明确要求建立智能加药系统,来实现加药自动、智能化水平,保障供水安全。
水厂的加矾以前是建立在化验室小样试验基础上,根据水量和水质的变化,通过人工调节投加量的控制方式。
由于水厂实行多水源制,每天的原水水量时变化系数大,投加量主要依靠每天一次的小样试验结合经验来调控。
智能加药系统建设后,可根据不同情况,通过智能平台实行适时调整投加量来控制水质,实现药剂精准投加,达到保障水质和节能降耗目的。
综上所述,为提升水厂精益管理,保证供水考核达标,2023年已将水厂智能加药系统建设列入年度技改工作,拟先在城东水厂实施智能加矾系统改造项目。
二、智能加矾系统简介1、智能加矾模式与传统模式控制对比该系统主要由在线仪表(水下高清摄像机和在线浊度分析仪)、智能加矾模型预测控制(含PLC控制系统)和计量泵组成。
智能加矾系统是一种全自动化智能控制系统,它通过采集分析进水流量、原水水质、混凝剂投加量、混凝反应效果以及沉淀池出水水质等实时数据,并结合大量历史水质、水量等信息,快速建模,开展模型训练和测试,提前计算出合理的混凝剂投加量,并反馈给PLC控制系统调节计量泵投加量。
实现对沉淀池出水浊度多步超前调整,避免滞后性和强耦合性带来的投加误差,达到精准控制。
(如图1)图1 智能加矾系统控制流程图三、智能加矾系统改造方案1、水下高清摄像机配备在网格混凝反应池和平流沉淀池之间过渡区域(配水区中心处),分布式安装水下高清摄像机(每期东西侧各1台,共计6台)。
(如图2)通过水下高清摄像机,实时掌握混凝反应效果,为智能加矾系统提供信息支撑。
2、在线浊度分析仪配备二期和三期沉淀池出水浊度利用现有的在线浊度分析仪(每期东西侧各1台),一期东侧沉淀池出水利用现有的在线浊度分析仪,西侧沉淀池出水增加1台在线浊度分析仪。
自动加药装置设备工艺原理随着现代工业的高效化、自动化、智能化的迅猛发展,各个行业对装备自动化程度的要求也越来越高。
自动加药装置作为一种非常重要的自动化设备,其应用已经越来越广泛。
本文将介绍自动加药装置设备的工艺原理,从概念定义、工艺流程、工艺原理等方面向大家分享这一种自动化设备。
一. 概念定义自动加药装置是使用先进的电子控制与液压技术,将一定量的化学药品按照一定比例加入液体中的一种设备。
该自动化设备能够实现各种化工流程自动控制,保证关键参数不变,具备成本低、加药准确和使用方便等特点。
二. 工艺流程自动加药装置的工艺流程主要包括以下几个步骤:1. 液体输入将需要加药的液体输入整个自动加药装置中,通过内部管道将液体输送到加药位置。
2. 加药操作自动加药装置中的加药泵根据预设的比例和时间,将需要的化学药品自动加入到液体中。
这个过程由PLC控制,操作简单、高效。
3. 液体混合加药之后,液体和化学药品开始混合,这个过程应该充分混合,确保液体中的每个部分对应药品的比例都是正确的。
4. 稳定性检测待液体混合均匀之后,自动加药装置需要进行稳定性检测,确保混合液体的稳定性和可靠性。
5. 输出液体经过前面的步骤,液体中每个部分对应的药品比例都是正确的,并且混合液体已经经过稳定性检测,从而可以输出使用了。
三. 工艺原理自动加药装置设备工艺原理如下:1. 控制系统自动加药装置中的主要控制系统是PLC控制系统,它可以对设备运行进行全面的监测和控制。
PLC是一种基于数字化逻辑和信号量几何干扰的高级工业控制计算机。
PLC控制系统的最重要的特点在于具有输入/输出多样化、运算速度快、操作方便、可靠性高等优点。
2. 传感器传感器在自动化设备中扮演着十分重要的角色。
自动加药装置设备中常用的传感器有液位传感器、压力传感器、温度传感器等。
这些传感器可以对整个加药流程进行监控,确保流程的高效稳定与可靠。
3. 加药泵加药泵是自动加药装置的一个重要部件,可以将化学药品按照预定比例和时间精确地加到液体中。
PAM加药装置结构及操作说明一、结构说明1.控制系统:PAM加药装置的控制系统是它的核心部分,它包括主控板、显示面板和按键。
主控板负责整个设备的控制和数据处理,显示面板用于显示设备的状态和相关信息,按键用于操作设备。
2.液体药物容器:液体药物容器是用于存放药物的部分,它通常由医用透明塑料制成,容量可根据需要而定。
容器上设有注射器接口,用于连接输液装置。
3.输液装置:输液装置是将液体药物从容器中输送到流体系统中的部分。
它包括输液管、排气管和输液泵。
输液泵会根据设定的参数自动调节输液速度,使药物以恰当的剂量被添加到流体系统中。
4.监测装置:监测装置用于监测输液过程中的压力、流速和液位等参数。
通常使用传感器进行监测,并通过控制系统上的显示面板显示相关信息。
二、操作说明1.检查设备:在使用PAM加药装置之前,首先需要检查设备的正常运行情况。
检查输液装置、液体药物容器和监测装置是否安装正确,并确保设备的电源连接正常。
2.设置参数:根据具体需求,通过按键设置设备的相关参数。
包括输液速度、剂量大小和注射时间等。
这些参数可以根据医生的建议和患者的病情进行设置。
3.准备药物:将需要使用的药物注入到液体药物容器中。
注射器接口通常采用快速连接设计,方便药物的注入和更换。
4.连接输液装置:将液体药物容器与输液装置连接起来。
注意确保连接处密封良好,避免漏药或混入外界杂质。
5.启动设备:按下开关按钮,启动PAM加药装置。
控制系统会根据设置的参数自动调节输液速度和剂量大小。
同时,监测装置会实时检测输液过程中的各项指标,并通过显示面板显示出来。
6.监测输液过程:在输液过程中,要定期检查设备的运行状态和液位情况。
如果发生异常情况,如压力异常、流速过快或过慢等,应及时停止输液并检查故障原因。
7.结束加药:当设定的剂量被输送完毕时,PAM加药装置会自动停止输液,并发出提示音。
此时可以断开输液装置,并将液体药物容器中的药物清空。
8.清洁消毒:使用完毕后,应及时对PAM加药装置进行清洁和消毒,以确保下次使用时的卫生和安全。
自动加药系统技术方案一、前言在供水处理过程中,加混凝剂是使浑水变成清水最常用的方法,混凝是净水系统中最重要的处理工艺,也是制水成本的主要组成部分,混凝剂的投加量是否准确直接影响到水处理的全过程。
由于原水的浊度变化比较大,影响因素多,如降雨、干旱、温度、PH值、植被、环境污染、流量等。
传统的混凝投药自控技术需检测影响混凝效果的各项表观参数:原水的流量、浊度、pH、碱度、温度、混凝剂的流量、浓度、效能等,存在投资大、可靠性低、建立数学模型难、控制精度差、操作维护难等无法克服的缺点,因而无法推广应用。
根据原水浊度的不断变化来自动调节混凝剂的投加量,采用双因子(游动电流、水流量)自动优化控制使水质处理效果最好、药剂消耗最少、工人劳动强度最小。
二.原理流动电流检测法是国际上80年代开始应用的混凝剂投加自动控制新技术。
该系统利用检测凝聚过程的微观特性,即胶体粒子表面流动电荷的变化,在水处理投药工艺过程中,控制流动电流单个因子实现整个混凝剂投加的在线自动控制,该技术是混凝剂投加的一项重要突破。
与传统的混凝投药自控技术相比,该方法具有检测控制参数单一、设备简单、操作方便、生产安全可靠、提高水质、节省药剂显著等优点。
1、检测原理原水的浑浊主要是胶体微粒引起的,胶体在水中作不规则的布郎运动,使胶体在水中均匀扩散,久置不沉,因此胶体具有相对稳定性,其主要原因是胶体带有电荷,当带有同种电荷的胶体微粒相互靠近时,由于同种电荷的斥力阻止胶体的相互结合,胶体微粒无法下沉,水中的胶体一般为粘土胶体,带负电荷。
因此混凝的主要目的就是在水中加带正电荷的混凝剂胶体,中和粘土胶体的负电荷,使水中的胶体脱稳下沉,达到净水目的。
因此只要投加的混凝剂使水中的胶体电荷为零,混凝效果就能达到最优。
胶体电位值可以通过流动电流仪进行测量。
流动电流检测仪(SCD)是胶体电荷的在线分析装置,为混凝过程提供检测、记录、控制等功能,是唯一直接测量混凝剂投加效果的最佳在线仪表。
智能加药装置的原理
智能加药装置是一种利用先进的技术和算法来实现医疗药品的自动投放的装置。
它基于计算机视觉、人工智能和控制系统等技术,能够精确地识别药品,并按照预设的剂量将药品加入到适当的容器中。
该装置的原理主要包括以下几个方面:
1. 计算机视觉技术:智能加药装置配备了高分辨率的摄像头,利用计算机视觉
技术可以准确地识别药品。
通过图像处理算法和模式识别技术,装置可以辨别出不同的药品,避免了人工操作中可能产生的错误。
2. 数据库管理:智能加药装置内部储存了丰富的药品数据库,包含了药品的图片、特征及相应的加药方案。
当药品被摄像头识别出来后,装置将通过与数据库中的信息进行比对,准确判断该药品的种类和所需的加药方法。
3. 控制系统:一旦装置确认了所加药品的种类和剂量,控制系统便会对药品投
放进行精确控制。
装置配备了可调节的药品投放装置,通过精确控制药品的释放速度和时间,在保证药品剂量准确的同时,确保药品的投放均匀和稳定。
4. 算法优化:智能加药装置依靠先进的算法不断进行优化和学习,提高加药的
准确性和效率。
通过分析药品的特性和加药过程中的数据,装置能够不断改进自身的判断和操作,提高工作效率和准确度。
智能加药装置的原理基于先进的技术和算法,通过计算机视觉、数据管理和控
制系统的协同作用,能够实现自动化的药品加药过程。
这种装置的应用将大大提高药品加药的准确性和效率,同时减少人为操作的错误风险,为医疗行业带来更大的便利和安全性。
全自动加药装置使用原理分析一、全自动加药装置介绍我公司提供的循环水系统配置的全自动加药箱是通过在线检测系统、全自动加药系统来控制,该自动控制系统可以确保加药的精准性,通过化学药剂的投放,有效防止循环水系统中出现的结垢、腐蚀、细菌滋生等问题。
二、全自动加药装置工作原理由控制系统和加药系统组成,控制系统由工业酸度计,调节仪,变频器及控制电路组成。
加药系统由加药泵,药箱组成。
样水经冷却器后冷却为温度在20~35℃之间,酸度计检测被测样水的PH值,一方面以数字的方式显示,另一方面将其转换为4~20mA的标准信号输出至MPS可编程序控制器。
MPS可编程序控制器将输入信号与给定值比较,根据比较结果按一定的算法进行逻辑运算,并输出相对应的4~20mA电流控制变频器改变加药泵电机的转速,加药泵电机转速的改变达到控制加药泵量的要求,从而使被控对象的参数运行在最佳状态。
该系统设有保护功能:当药箱液位为低液位时,有低液位接点信号送至MPS, MPS将不启动加药泵。
当加药管道的压力高时,有压力高信号接点送至MPS,MPS将不启动加药泵。
(此二接点信号有用户提供,或在订货时订此二套仪表)三、全自动加药装置特点1、可高精度投加各种配比的水处理药剂,计量准确。
2、自动化程度高,操作简单,能耗低。
3、安装及使用,维修简单、方便。
4、耐腐蚀性强,耐强酸强碱,安全可靠。
5、如用户需要,系统可实现远程控制,并入计算机管理系统。
6、投资最省,运行最稳定。
四、全自动加药装置安装1、设备尽量安装在系统管网附近,距离应控制在2米内。
2、设备工作电压:220V/50Hz。
3、设备入水口、出药口应采用软管与设备连接。
4、设备与系统连接的入水管、加药管应为PVC管或镀锌钢管。
5、设备与墙壁之间预留500mm的安装和维修距离。
五、全自动加药装置使用注意事项1、加药时,打开启动计量泵(应确保此计量泵及相关管路畅通完好)对应的一路管路,关闭另一路管路。
PAM系统流程及操作说明
一、投加系统
二、加药系统
加药系统控制设自动/手动。
1、当系统控制处于自动状态时,当溶解罐处于低液位时开始报警,提醒配药并触发配药程序启动(料仓处于满料状态下):开启进水电磁阀、干粉投加机。
干粉投加机运行时同时开启振动器,保证粉料的投加顺畅。
当料仓处于低料位时,料位计发出报警信号,提醒人工加料。
当溶解罐处于高液位时,关闭进水电磁阀及干粉投加机,停止配药。
2、当如系统控制处于手动状态时,PAM一体化装置打在本地位置。
在确保料仓处于满料状态下,在控制面板上按顺序手动开启阀门:
(螺旋给料机)(给料风机风扇)(搅拌电机)观察控制面板的溶解罐液位,在溶解罐液位达到高液位的时候按顺序手动关闭阀门:
(气缸电动阀)(给水电磁阀)
三、停机养护
如整套装置长期停止使用,或所投加的介质有沉淀、结晶或固化产生,装置短期停止使用,均应排放掉装置内所存余的介质溶液,并对整套装置进行清洗。
可采用将所投加的介质换成清水,让装置运行一段时间,至清洗干净为止。
同时必须清洗料斗内残留药液体,将PAM一体化装置打至手动状态,手动关闭管道上的给料阀门并开启排水阀门,打开控制面板上的给水电磁阀对料斗和上料管道进行清洗。
前言第一章软水系统加药控制系统1.1 工艺简介炼钢连铸浊环水系统主要由旋流井、化学除油器、热水池以及二次冷却系统构成。
连铸浊环水来自二冷喷淋系统,用于对铸坯、切割辊道和出坯跨等的直接冷却。
在生产运行过程中,连铸浊环水与被冷却对象直接接触,被大量的氧化铁皮、金属粉尘、油污等杂质污染。
因此连铸浊环水水的浊度、悬浮物含量、pH、总碱度均高.为了达到水质稳定,除需设置化学除油器等设施设备外,还需要投加PAM(聚丙烯酰胺)以及PAC(聚合氯化铝)。
投加该复配药剂需满足浊环水系统水质稳定的要求,投加方式既要简单,又要经济实用。
图1 连铸浊环水系统工艺流程图1.2 设计要求<1> 根据实际工艺要求设定浊度值:≤40 NTU<2> 选择主控制方案。
<3> 用一台西门子MM430变频器控制加药泵能起动、自动、停止控制。
<4> 必要的电气连锁、保护、报警功能。
1.3 被控参数根据设计要求选择被控参数,是系统设计中的十分重要的内容。
它对于水质质量的提高,以及改善劳动条件等方面都有重要意义。
若被控参数选择不当,则无论组成什么样的控制系统,选用多么先进的过程检测控制仪器,均不能达到预期的效果。
对于一个水质控制来说,影响正常操作的因素是很多的,但是,并非对所有的影响因素均加以控制。
所以必须根据工艺要求,深入分析工艺过程所以我们选择水的浊度进行控制。
1.4 控制参数选择控制参数的一般原则为:选择控制通道的静态放大系数KT应尽可能小,时间常数TF尽可能大,当广义对象的控制通道由几个一阶惯性环节组成时,应注意工艺上的合理性。
1.5 控制方案图2 控制方案1.6 控制原理浊度变化是通过加药泵单位时间内加药量来进行控制。
浊度变化采用在线检测浊度仪与给定浊度值进行比较,输出变化的40-20mA模拟信号,通过MM430变频器PID进行调节,从而改变变频器的输出频率,改变加药泵的转速从而改变单位时间的加药量保持浊度在给定范围内。
1.7 选择调节器的控制规律图3 控制方案图1.8变频调速技术的原理变频调速技术是一项综合现代电气技术和计算机这的先进技术,广泛应用于节能减排等领域。
变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的同步转速。
电动机转速变慢,轴功率就相应减少,电动机输入功率也随之减少。
这就是电机变频调速的节能作用。
众所周知,电机消耗功率与转速的三次方成正比。
即P=Kn3。
其中P为电机消耗功率;n为电机运行时的转速;K为比例系数。
变频调速和智能控制技术,可以使电机运行的转速随流量的变化而变化,最终达到节能的目的。
实践证明,使用变频设备可使电机运行平均转速比工频转速降低20%,从而大大降低能耗。
第二章变频调速技术用于连铸浊环水系统加药的控制方式2.1变频器的控制方式低压通用变频输出电压为110~660V,输出功率为0.75~400kW,工作频率为0~400Hz,它的主电路都采用交—直—交电路。
其控制方式经历了以下四代。
2.1.1 U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式其特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。
但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。
另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。
因此人们又研究出矢量控制变频调速。
2.1.2 电压空间矢量(SVPWM)控制方式它是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。
经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。
但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。
2.1.3 矢量控制(VC)方式矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。
通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。
矢量控制方法的提出具有划时代的意义。
然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。
2.1.4 直接转矩控制(DTC)方式1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授首次提出了直接转矩控制变频技术。
该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。
目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。
直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。
它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
2.1.5 矩阵式交—交控制方式VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。
其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流电路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。
为此,矩阵式交—交变频应运而生。
由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。
它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。
该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。
其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。
具体方法是:控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。
矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(<2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(<+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。
2.2调速系统变频器的选择2.2.1风机和泵类负载在过载能力方面要求较低,由于负载转矩与速度的平方成反比,所以低速运行时负载较轻(罗茨风机除外),又因为这类负载对转速精度没有什么要求,故选型时通常以价廉为主要原则,选择普通功能型变频器。
2.2.2恒转矩负载多数负载具有恒转矩特性,但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高,例如挤压机,搅拌机,传送带,厂内运输电车,吊车的平移机构,吊车的提升机构和提升机等。
选型时可选V/f控制方式的变频器,但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。
2.2.3要求响应快的系统所谓响应快是指实际转速对于转速指令的变化跟踪得快,从负载变动等急剧外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快。
要求响应快的典型负载有轧钢机、生产线设备、机床主轴、六角孔冲床等。
要使变频器主电路能力充分发挥加减速特性,最好选用转差频率控制的变频器。
2.2.4被控对象具有一定的动态,静态指标要求。
这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性,才能满足生产工艺对控制系统的动态、静态指标要求,如果控制系统采用开环控制,可选用具有无速度反馈的矢量控制功能的变频器。
2.2.5被控对象具有较高的动态, 静态指标要求。
对于调速精度和动态性能指标都有较高要求,以及要求高精度同步运行等场合,可选用带速度反馈的矢量控制方式的变频器。
如果控制系统采用闭环控制,可选用能够四象限运行,U/f控制方式,具有恒转矩功能型变频器。
例如轧钢,造纸,塑料薄膜加工生产线。
这一类对动态性能要求较高的生产机械,采用矢量控制的高性能变频器。
2.2.6要求控制系统具有良好的动态,静态性能。
例如电力机车,交流伺服系统,电梯,起重机等领域,可选用具有直接转矩控制功能的专用变频器。
2.3变频器的基本原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
我们公司现在使用的变频器主要采用交—直—交方式(VVVF变频),先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源,然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。
变频器的电路一般由整流环节、中间直流环节、逆变环节和控制环节4个部分组成。
整流部分为三相桥式不可控整流器,逆变部分为IGBT 三相桥式逆变器,且输出为PWM 波形,中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
从理论上可知电机的转速N 与供电频率f 有以下关系:)1(602s q f n -⨯= (2-1) 已知: q :电机极数S :转差率由上式可知,转速n 与频率f 成正比,如果不改变电动机的级数,只要改变频率f 即可改变电动机的转速,当频率f 在0~50Hz 的范围内变化时,电动机转速调节范围非常宽。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的,是一种理想的高效率、高性能的调速手段。
变频器在工频以下和工频以上工作时的情况:(1)变频器小于50Hz 时,由于I ×R 很小,所以U/F=E/F 不变时,磁通为常数,转矩和电流成正比,这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力,并成为恒转矩调速。
(2)变频器50Hz 以上时,通常的电机是按50Hz 电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。
因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。
(T=Te, P<=Pe)变频器输出频率大于50Hz 频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。
当电机以大于50Hz 频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。
举例,电机在100Hz 时产生的转矩大约要降低到50Hz 时产生转矩的1/2。
因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速。