一种智能交流调压风机转速控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能交流调压风机转速控制系统，包括较大功率变频器和n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统；较大功率变频器输入端、输出端分别与外部交流电源、n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统电连接；负载转矩检测与动态交流调压控制系统包括智能交流调压器和异步电机；智能交流调压器包括微型计算机、交流调压器和转速转矩检测器。在调速过程中追踪负载转矩实时动态调压，以较小的过载系数实现交流异步电动机稳定运行和高效节能；每台交流异步电动机配接一个智能交流调压器多台不同型号的交流异步电动机共享同一个较大功率的变频器，每个智能交流调压器的成本仅为同功率变频器的一半以下，使工程应用有较高的性价比。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于大型给排风工程风机控制应用领域，尤其涉及一种智能交流调压风机转速控制系统。
技术介绍
1)对风机调速性能要求不高的应用场合通常采用可控硅交流斩波调压来实现对交流异步电动机转速的控制，例如大多数的电风扇调速。2)有级调速，使用改变交流异步电动机磁极对数的方法调速，例如双速或多速交流异步电动机。3)对风机调速性能要求较高的应用场合使用变频器改变交流电源的频率来控制风机中交流异步电动机的转速，使用中要求变频器的输出额定功率大于等于电动机的额定功率，通过给变频器设定相应参数来适应不同型号的交流异步电动机对变频器f/u调节曲线的要求，用变频器改变电源频率实现对风机转速的控制。现有技术方案1)，可控硅交流斩波调压的同时，会对交流电源产生严重的不易消除的谐波污染，所以对功率较大的交流异步电动机调速通常不采用此方案。由于控制设备简单，目前广泛应用在小功率的交流电风扇调速中。现有技术方案2)，由于变磁极对数的电机连线较繁且不能无级连续调速，其应用受到了限制，目前有些交流电风扇的调速中有应用，双速电梯则是采用变极+变频方式。现有技术方案3)，有如下一些缺点：使用中通常要求一个变频器带一台交流异步电动机，由于不同型号交流异步电动机需要变频器不同的f/u调节曲线，所以多台交流异步电动机就需要多个变频器，不便于多台不同型号交流异步电动机共享同一个变频器。变频器中f/u调节曲线是针对恒转矩负载设定的，就是在变频变压的过程中改变交流异步电动机的转速，保持交流异步电动机的最大转矩近似不变，机械特性的硬度不变，这比较适合恒转矩负载对变频器的要求，例如各类金属加工机床的交流异步电动机使用变频器调速就是一种很好的选择。风机是二次方率负载，使用变频器虽然能够很好的实现变速的目的，但在节能方面却不能做到最佳，风机在低速时不需要保持最大转矩不变，也不需要保持电动机的机械特性硬度不变，仅靠f/u调节曲线的设定不能满足风机类负载对更好节能的更高要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种智能交流调压风机转速控制系统，旨在解决风机使用变频器中，风机在低速时不需要保持最大转矩，也不需要保持电动机的机械特性硬度不变，仅靠f/u调节曲线的设定不能满足风机类负载对更好节能的问题。本技术是这样实现的，一种智能交流调压风机转速控制系统，所述智能交流调压风机转速控制系统包括：较大功率变频器和n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统；所述较大功率变频器输入端与外部交流电源电连接，较大功率变频器输出端同n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统电连接，所述负载转矩检测与动态交流调压控制系统包括智能交流调压器和异步电机；所述智能交流调压器和异步电机电连接，所述智能交流调压器包括微型计
算机、交流调压器和转速转矩检测器；所述微型计算机输出端与交流调压器输入端电连接，交流调压器输出端与异步电机输入端连接，转速转矩检测器检测端靠近异步电机，转速转矩检测器输出端与微型计算机输入端电连接。进一步，所述n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统中n个转速转矩检测器与n个交流调压器闭环互联。进一步，所述微型计算机为单片式微型计算机，所述微型计算机包括微型计算机硬件电路，所述微型计算机硬件电路包括单片机、DA转换器和高频PWM脉宽控制器，所述单片机、DA转换器、高频PWM脉宽控制器依次通过管脚相连接。进一步，所述转速转矩检测器为封闭式连轴光电转速检测器或霍尔磁敏元件，封闭式连轴光电转速检测器安装在异步电机轴端，连轴光电转速检测器的外壳固定在异步电机端盖上；所述霍尔磁敏元件安装在贴近电动机轴旁的端盖上，所述连轴光电转速检测器或霍尔磁敏元件均通过屏蔽线将转速信号传送给单片式微型计算机，所述连轴光电转速检测器或霍尔磁敏元件均通过屏蔽线将转速信号传送给单片式微型计算机，属于闭环连接。本技术所述单片式微型计算机硬件电路和软件程序通过正反转判别、电机转速检测，比较给定转速来计算出当前负载转矩，控制大功率电力电子开关器件的高频脉宽占空比，以步进方式递增或递减正序或反序的单相或三相交流电压，实时动态交流调压，使单相或三相交流异步电动机最大转矩略大于负载转矩，以较小的过载系数使交流异步电动机稳定运行。所述智能交流调压器根据交流异步电动机的起动、调速运行、制动这三个阶段进行调节。所述采用智能交流调压与变频器组合时，变频器进行多电机整体调速，智能交流调压器进行单机调速。本技术智能交流调压器应用单片式微型计算机控制电力电子器件实现智能调压，调压过程中产生的谐波容易分离消除，对交流电源没有谐波污染。例如对50HZ正弦波的开关调压斩波频率为1000HZ，其谐波频率更高，由于频率差别较大，所以容易通过滤波器分离滤除。变频器的工作模式为：交-直-交；智能交流调压器的工作模式为：交-交；可以单独用于风机类交流异步电动机的调速，在调速过程中追踪负载转矩实时动态调压，交流异步电动机的最大转矩是正比于供电电压的，在确保交流异步电动机的最大转矩略大于负载转矩的条件下，以较小的过载系数实现交流异步电动机的有效调速、稳定运行和高效节能；可以和变频器组合，每台交流异步电动机配接一个智能交流调压器实现多台不同型号的交流异步电动机共享同一个较大功率的变频器，每个智能交流调压器的成本仅为同功率变频器的一半以下，在大型给排风工程中表现出优异的调速性能和节能指标，使工程应用有较高的性价比。本技术由组合调速功率特性对比可知：由于Pi＝niⅹTmaxi，由机械特性曲线图可知，对二次方率负载采用调压调速和变频器组合调速，比恒转矩变频调速在节能方面有更高优势。附图说明图1是本技术实施例提供的智能交流调压风机转速控制系统示意图；图2是本技术实施例提供的负载转矩检测与动态交流调压控制系统示意图；图3是本技术实施例提供的变频器、调压器调速的功率特性图和组合调速功率特性对比图；图4是本专利技术实施例提供的微型计算机硬件电路单相原理方框图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。下面结合附图对本技术的应用原理作进一步描述。如图1所示：一种智能交流调压风机转速控制系统，所述智能交流调压风机转速控制系统包括：较大功率的变频器和n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统；所述较大功率的变频器输入端与外部交流电源电连接，较大功率的变频器输出端同n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统电连接；如图2所示：所述负载转矩检测与动态交流调压控制系统包括智能交流调压器和异步电机；所述智能交流调压器和异步电机电连接，所述智能交流调压器包括微型计算机、交流调压器和转速转矩检测器；所述微型计算机输出端与交流调压器输入端电连接，交流调压器输出端与异步电机输入端连接，转速转矩检测器检测端靠近异步电机，转速转矩检测器输出端与微型计算机输入端电连接。所述n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统中n个转速转矩检测器与n个交流调压器闭环互联。所述微型计算机为单片式微型计算机，所述微型计算机包括微型计算机硬件电路。如图4所示：所述微型计算机硬件电路包括单片机、DA转换器和高频PWM脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能交流调压风机转速控制系统，其特征在于，所述智能交流调压风机转速控制系统包括：较大功率变频器和n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统；所述较大功率变频器输入端与外部交流电源电连接，较大功率变频器输出端同n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统电连接；所述负载转矩检测与动态交流调压控制系统包括智能交流调压器和异步电机；所述智能交流调压器和异步电机电连接，所述智能交流调压器包括微型计算机、交流调压器和转速转矩检测器；所述微型计算机输出端与交流调压器输入端电连接，交流调压器输出端与异步电机输入端连接，转速转矩检测器检测端靠近异步电机，转速转矩检测器输出端与微型计算机输入端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能交流调压风机转速控制系统，其特征在于，所述智能交流调压风机转速控制系统包括：较大功率变频器和n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统；所述较大功率变频器输入端与外部交流电源电连接，较大功率变频器输出端同n个负载转矩检测与动态交流调压控制系统电连接；所述负载转矩检测与动态交流调压控制系统包括智能交流调压器和异步电机；所述智能交流调压器和异步电机电连接，所述智能交流调压器包括微型计算机、交流调压器和转速转矩检测器；所述微型计算机输出端与交流调压器输入端电连接，交流调压器输出端与异步电机输入端连接，转速转矩检测器检测端靠近异步电机，转速转矩检测器输出端与微型计算机输入端电连接。2.如权利要求1所述的智能交流调压风机转速控制系统，其特征在于，所述n个负载转矩检测与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁钢，高岳民，陈业东，
申请(专利权)人：陈铁钢，高岳民，
类型：新型
国别省市：湖南;43