悬挂式离心机及其电机的驱动控制方法技术

本发明专利技术提供了一种悬挂式离心机，所述离心机通过省略外部附加机械旋转速度传感器使得定期维护变得没有必要，而且减少了过冲和下冲。本发明专利技术将一个永久磁型同步电机应用于悬挂式离心机中，为了将所述电机的特征应用于悬挂式离心机，电机驱动控制单元通过将馈送正向控制、可变ＰＩ控制和干扰均衡补偿控制相结合来执行依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到目标旋转速度的偏离量达到第一设置值，当目标旋转速度的偏离量达到第一设置值时，实施固定ＰＩ控制。

【技术实现步骤摘要】
悬挂式离心机及其电机的驱动控制方法
本专利技术涉及一种具有通过弹性耦合与电机相连的旋转磁鼓的悬挂式离心机及其电机驱动控制方法。主张基于2003年5月30日在日本递交的、申请号为2003-155823专利申请的优先权，其内容在此被引用。
技术介绍
悬挂式离心机通常用于食品工业、制药业、糖提取和化学上机械地分离固体和液体操作，以及田里泥浆中的排水工业，比如说液体废物处理，诸如此类的等等。在该悬挂式离心机中，由于旋转磁鼓是悬挂的，因此电机在机壳内通过弹性耦合可进行自由的旋转。该旋转磁鼓被由反相器输出的交流电转动的电机以任意旋转速度进行控制(参考文献1：日未审查的专利申请，首次公开：2002-159882号)。然而，因为，上述悬挂式离心机通常的安装环境中，温度高且湿度也高，检测旋转速度所需要的外部机械旋转速度检测器将很容易破坏，而且需要停下来维护该装置。这个问题接下来将会引起生产效率的下降。因此，悬挂式离心机必要部分的可靠性最好是能够提高使得破坏不易发生。然而，为防止损害的发生，去掉旋转速度感应器的时候，控制具有很大惯性能量的旋转磁鼓的旋转速度就会变得很困难，同时由于过冲或者是下冲，或者此类原因将会使得这样的操作变得不稳定。考虑到上述问题，本专利技术的目的是提供一种悬挂式离心机及其电机驱动控制方法，其中使用了一个用于悬挂式离心机的永久磁型同步电机，及一种新颖的驱动控制方法，以使该类型的电机特征与悬挂式离心机相匹配，因此，过冲或者是下冲等将会降低，定期的维护就变得没有必要。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本专利技术提供了一种悬挂式离心机，其中旋转磁鼓通过弹性耦合与电机相连该悬挂式离心机包括一驱动控制单元，其-->中通过将馈送正向控制、可变PI控制和干扰均衡补偿控制结合来实施依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到电机的目标旋转速度的偏离量达到第一设置值；并且当目标旋转速度的偏离量达到了第一设置值的时候，实施固定的PI控制。根据本专利技术，电机驱动控制单元执行依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到电机的目标旋转速度的偏离量达到第一设置值(比如与97％的目标旋转速度相对应的3％)，并且当达到第一设置值(比如3％)时，执行固定PI控制。因此，电机的特征能够与离心机相匹配，该电极能通过在某一短周期内重复地启动惯性能量大的旋转磁鼓、使其加速和减速，来再生能量。因此，可以减少过冲和下冲，同时实现稳定的操作。此外，在本专利技术中，电机驱动控制单元具有如下的特征，即，具有一个系统惯性负载量自动补偿功能产生单元，该单元可以进行正向补偿控制的操作，而该操作依赖于惯性负载量，直到电机的最高旋转速度达到了第二设置值；当电机的最高旋转速度等于或小于第二设置值，则产生一种功能为：连续地减少系统惯性量直到达到额定惯性量的第三设置值(比如，等于或小于10％)。根据本专利技术，因为系统惯性量自动补偿功能产生单元执行依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到达到最高旋转速度的第二设置值(比如25％)，当等于或小于第二设置值时，持续或非持续地减少正向补偿量，直到达到额定惯性量的第三设置值(比如10％)，有可能提供一种悬挂式离心机，该离心机可抑制低速区域内转距脉动引起的弹性耦合中噪音的产生。此外，本专利技术的特征在于，使用一永久磁型同步电机作为电机，利用转子中的永久磁铁的电动势计算旋转速度，并将计算结果通知给电机驱动控制单元。根据本专利技术，由于使用电机中永久磁铁产生的电动势现象来计算旋转速度是可能的，因此安装一个外部的、机械的旋转速度传感器就没有-->必要了，而且无需定期的维护，也能实现防止超速的连锁。此外，本专利技术的特征在于，电机驱动控制单元具有一个可变PI控制单元，其稳定基于作为命令值输入的设定输入和电机状态量之间偏离量的操作，以及包括比例增益和积分增益的传输功能。此外，本专利技术的特征在于，电机驱动控制单元有馈送正向控制单元，该馈送正向控制单元维持0时设定输入和状态量之间的偏离。此外，本专利技术的特征在于，电机驱动控制单元具有一个干扰均衡补偿控制单元，该干扰均衡补偿控制单元最小化惯性负载量的影响和影响电机操作特征的参数波动。而且，为了解决上述问题，本专利技术也提供了一种悬挂式离心机电机的驱动控制方法，其中，旋转磁鼓与电机通过弹性耦合相连接，包括以下步骤：通过将馈送正向控制、可变PI控制和干扰均衡补偿控制相结合来实施依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到电机的目标旋转速度的偏离量达到第一设置值；当目标旋转速度的偏离量达到第一设置值时，实施固定PI控制。附图说明图1是本专利技术所述悬挂式离心机中电机驱动控制单元的具体实施例的框图；图2是引用来解释本专利技术操作的流程图；图3是当悬挂式离心机通过一个永久磁型同步电机(过冲)进行控制时的旋转速度控制曲线的数据显示图；图4是控制一传统的悬挂式离心机(过冲)时的旋转速度控制曲线的数据显示图；图5是当悬挂式离心机通过一个永久磁型同步电机(下冲)进行控制时的旋转速度控制曲线的数据显示图；图6是控制一传统的悬挂式离心机(下冲)时的旋转速度控制曲线的数据显示图。-->具体实施方式图1是本专利技术所述悬挂式离心机中电机驱动控制单元的具体实施例的框图。如图1所示，电机驱动控制单元1位于提供旋转速度命令与检测反馈信号的参数设置单元2和包括大块且惯性能量大的负载的控制目标3之间；其中通过将馈送正向控制、可变PI控制和干扰均衡补偿控制结合在一起来实现依赖于负载惯性量的正向补偿控制，直到电机的目标旋转速度偏离量达到第一设置值；而且当目标旋转速度的偏离量达到了第一设置值的时候，固定的PI控制才能够实施。电机驱动控制单元1是由可变PI控制单元11、馈送正向控制单元12、干扰均衡补偿控制单元13，以及系统惯性量自动补偿功能产生单元14组成的。可变PI控制单元11稳定基于作为命令值输入的设定输入和电机状态量之间偏离量的操作，以及包括比例增益和积分增益的传输功能。馈送正向控制单元12维持设定输入和0状态量之间的差异。干扰均衡补偿控制单元13具有如下的功能：最小化惯性负载量的影响及影响电机可控性的参数波动。通过将这些单元结合来实施驱动控制，使得对控制目标3的强烈、快速的反应成为可能。此外，我们知道，通过将可变PI控制单元11、馈送正向控制单元12和干扰均衡补偿控制单元13结合来实施正向补偿控制的装置在2770461，2850075和2850076的日本专利中有所公开。另外，系统惯性量自动补偿功能产生单元14具有如下功能：执行基于惯性负载量的正向补偿控制，直到电机的最高旋转速度达到第二设置值(比如，目标旋转速度的25％)；当电机的最高旋转速度等于或小于第二设置值时，就产生一种功能，即，连续地降低最高旋转速度，直到达到额定惯性量的第三设置值。而且，一永久磁型同步电机可以被用于驱动电机，所述驱动电机是-->本专利技术悬挂式离心机的必要部分，利用转子中的永久磁铁的电动势来计算旋转速度，同时将计算结果通知给电机驱动控制单元1。图2引用来解释本具体实施例运作的流程图，下面，将参考图2的流程图对图1中显示的本专利技术具体实施例的操作进行解释说明。在本实施例中，旋转速度根据永久磁型同步电机的电流和电压计算出，该永久磁型同步电机作为悬挂式离心机的启动电机使用，同时对悬挂式离心机的运动监控和旋转速度的优选测量成为可能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬挂式离心机，其中旋转磁鼓通过弹性耦合与电机相连包括：电机驱动控制单元，其中，通过将馈送正向控制、可变ＰＩ控制和干扰均衡补偿控制相结合来实施依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到所述电机的目标旋转速度的偏离量达到第一设置值，在所述目标旋转速度的偏离量达到了第一设置值时，执行固定ＰＩ控制。

【技术特征摘要】
JP 2003-5-30 2003-1558231、一种悬挂式离心机，其中旋转磁鼓通过弹性耦合与电机相连包括：电机驱动控制单元，其中，通过将馈送正向控制、可变PI控制和干扰均衡补偿控制相结合来实施依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到所述电机的目标旋转速度的偏离量达到第一设置值，在所述目标旋转速度的偏离量达到了第一设置值时，执行固定PI控制。2、如权利要求1所述的悬挂式离心机，其特征在于，所述电机驱动控制单元包括系统惯性量自动补偿功能产生单元，所述系统惯性量自动补偿功能产生单元执行依赖于惯性负载量的正向补偿控制，直到电机的最高旋转速度达到第二设置值，当电机的最高旋转速度等于或小于第二设置值时，产生连续地降低所述最高旋转速度直到达到额定惯性量的第三设置值的功能。3、如权利要求1或2所述的悬挂式离心机，其特征在于，所述电机采用永久磁型同步电机作为所述电机，采用转子内的永久磁铁的电动势来计算旋转速度，将计算结果通知给所述电机驱动控...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥田三千男，前田安司，中条和秀，皆川悦男，
申请(专利权)人：月岛机械株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]