[发明专利]浮选机变频调速控制装置及变频调速控制方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及浮选机变频调速控制装置及变频调速控制方法，属于选矿设备的电力电子控制技术领域。

背景技术

现有技术的浮选机采用的浮选驱动设备为交流异步电机，且电动机通过皮带轮减速系统带动搅拌轴进行浮选作业。通常每次转速的整定都需要拆装皮带轮进行匹配调节，现场调试工作十分不便；还有一种不使用皮带轮减速系统带动搅拌轴进行浮选的装置，但缺乏变频调速控制技术。总之，现有技术的浮选机存在缺点：其一、异步电机通过皮带轮驱动搅拌轴，很难根据不同矿浆性质随时快速现场调整搅拌轴速度，提高选别指标，而直接驱动搅拌轴的现有技术没有有效控制的装置和方法的技术方案；其二、由于上述缺点，使现有技术的浮选机在无料轻载工况下，难于通过调节输出电流达到最省的经济转速，实现节能的功能。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺点，提供一种浮选机变频调速控制装置及变频调速控制方法，它具有变频调速的功能，控制永磁电机直驱浮选机在转速范围内任意调节转速，方便用户根据实际情况设定最优浮选转速；设备在无料轻载工况下，通过调节输出电流可达到用电最省的经济转速，实现节能的目的。

本发明的浮选机变频调速控制装置技术方案是：它包括整流电路、滤波电路、逆变电路、控制电路、传感器及电量分析仪和人机界面；所述的整流电路通过滤波电路与逆变电路连接；永磁电机M与逆变电路连接；控制电路通过传感器与永磁电机M连接；控制电路还与逆变电路及人机界面连接；电量分析仪与整流电路连接。

进一步的技术方案是：

所述的浮选机变频调速控制装置，其整流电路由二极管桥式电路构成，该二极管桥式电路由三相380V交流电源供电，并对三相交流电源进行全波整流。

所述的浮选机变频调速控制装置，其滤波电路为LC滤波电路，该滤波电路将整流电路输出的脉动直流电变为平稳直流电。

所述的浮选机变频调速控制装置，其逆变电路由6个IGB模块构成，将来自滤波电路的输出平稳直流电变换成所希望的一定频率的方波电压，从而对永磁电机M进行控制。

所述的浮选机变频调速控制装置，其传感器包括检测电流的电流传感器和检测永磁电机M转动位置的位置传感器。

所述的浮选机变频调速控制装置，其电量分析仪具有显示屏，该显示屏所显示的参数包括三相输入电压、电流、功率因素及有功电度电量参数。 

所述的浮选机变频调速控制装置，其人机界面为操作和显示装置，用于设定和显示永磁电机M的运行参数，包括转速及故障状态信息。

所述的浮选机变频调速控制装置，其控制电路包括信号调理电路、模数转换器ADC、可编程逻辑器件FPGA、MCU处理器、驱动电路、RS485通信接口以及存储器EEPROM和存储器RAM48。

用本发明的浮选机变频调速控制装置进行变频调速控制方法，包括下述步骤：

A、设定转速：由人机界面设定永磁电机M转速，通过RS485通信接口传送给MCU处理器；

B、位置信号检测：位置传感器将信号输入到MCU处理器作为相位导通的位置反馈信号，同时MCU处理器计算出永磁电机M转速；

C、电流信号检测处理：永磁电机M电流通过霍尔电流传感器检测，经过信号调理电路传给模数转换器ADC，ADC输出经可编程逻辑器件FPGA处理后传给MCU处理器处理；

D、调节转速：MCU处理器根据设定的速度和计算的电机转速信号进行速度PI调节；MCU处理器根据速度PI调节结果和反馈的电流信号进行电流PI调节，然后产生一系列占空比变化的PWM 脉冲信号；该PWM 脉冲信号同反馈的位置信号一起传给FPGA综合产生“三相六拍-120°方波型的相位导通信号，相位导通信号控制驱动电路产生驱动信号直接驱动主回路6个IGBT，控制IGBT的导通和关断时间，实现对永磁电机M转速的调节；

E、故障报警和处理：当产生故障，MCU处理器封锁PWM 输出，发出报警信号，通过RS485通信接口传送给人机界面显示；存储器EEPROM存储永磁电机M的转速、故障状态信息，存储器RAM存储各种中间变量值。

本发明具有如下优点：