專利名稱：一種適于控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適于控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置。
背景技術：
目前，我國一些化工廠在氯堿生產(chǎn)中使用鈦風機，鈦風機在生產(chǎn)過程中必須持續(xù)工作；鈦風機的持續(xù)工作直接影響電網(wǎng)的帶負荷能力，并消耗大量的電能，如何使鈦風機根據(jù)相應的排放氣體的濃度調(diào)整電機轉(zhuǎn)速是本領域的技術難題。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是提供一種適于根據(jù)氣體排放口的氣體濃度以控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種適于控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置，包括:設于氣體排放口的氣體濃度傳感器，該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連，該MCU模塊適于控制所述鈦風機的電機轉(zhuǎn)速。為了對電機工作產(chǎn)生的無功功率進行補償，提高電網(wǎng)的帶載能力，在所述電機的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈式靜止無功補償裝置(即鏈式SVG裝置)。所述鏈式SVG裝置包括:H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構成，其中，每相H橋功率模塊中增設至少一個備用H電橋單元電路；該多電平逆變器能自動旁路發(fā)生故障的H橋單元電路，以保證H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作，使所述鏈式SVG裝置繼續(xù)達到矯正功率因素的目的，自動旁路電路，設于各H電橋單元電路的輸出端，且當一H電橋單元電路發(fā)生損壞時，將該H電橋單元電路旁路；采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時值；分相電流獨立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據(jù)所述三相電源的電壓和電流的瞬時值計算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角
S；脈寬調(diào)制電路，與所述分相電流獨立控制電路相連，用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角Cf對各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進行控制；gp，當損壞的H電橋單元電路旁路后，該脈寬調(diào)制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎上，改變該損壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對應的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。進一步，所述分相電流獨立控制電路，包括:鎖相環(huán)，根據(jù)所述三相電源的電壓的瞬時值以跟蹤所述三相電源的電壓相位；無功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考值相乘，以得到實際的無功電流輸出；有功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計算出該電壓相位的正弦量，同時根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乘，以得到實際的有功電流輸出；瞬時電流跟蹤模塊，用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時電流，并通過控制器以計算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的適于控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置具有如下優(yōu)點:(I)利用所述鏈式SVG裝置，矯正由于電機工作造成電網(wǎng)的功率因素下降的問題，提高了變壓器的利用率；(2)在所述鏈式SVG裝置中設有備用H橋單元電路，能再一H橋單元電路發(fā)生故障時，把該故障的H橋單元電路自動旁路，并且保證H電橋多聯(lián)型多電平逆變器正常工作，即，矯正電網(wǎng)功率因素；(3)并且在該H橋功率模塊發(fā)生損壞時，無需停機檢修，保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定；(4)脈寬調(diào)制電路調(diào)節(jié)發(fā)生損壞的一相H橋功率模塊的調(diào)制波，有效的避免了諧波產(chǎn)生；(5)通過分相電流獨立控制實現(xiàn)了三相電源不平衡輸出的補償問題；(6)通過氣體濃度傳感器能及時檢測氣體的排放濃度，以控制鈦風機轉(zhuǎn)速，氣體濃時，轉(zhuǎn)速快，反之則轉(zhuǎn)速慢；能有效的降低功耗。
為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1本實用新型的控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置的連接示意圖；圖2本實用新型的鈦風機的電機連接三相電源和鏈式SVG裝置的結構示意圖；圖3本實用新型的H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器的電路結構圖；圖4本實用新型的分相電流獨立控制電路的結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明:實施例1如圖1所示，一種適于控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置，包括:設于氣體排放口的氣體濃度傳感器，該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連,該MCU模塊適于控制所述鈦風機的電機轉(zhuǎn)速。在所述電機的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈式SVG裝置。如圖2-3所示，所述鏈式SVG裝置包括:H電橋多聯(lián)型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構成，其中，每相H橋功率模塊中增設至少一個備用H電橋單元電路；自動旁路電路，設于各H電橋單元電路的輸出端，且當一H電橋單元電路發(fā)生損壞時，將該H電橋單元電路旁路；采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時值，該瞬時值包括電壓和電流的幅值、周期；[0031 ] 分相電流獨立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據(jù)所述三相電源的電壓和電流的瞬時值計算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角;脈寬調(diào)制電路，與所述分相電流獨立控制電路相連，用于根據(jù)所述正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角cf對各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進行控制；SP，當損壞的H電橋單元電路旁路后，該脈寬調(diào)制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎上，改變該損壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數(shù)量相對應的載波三角波移相SPWM的脈沖調(diào)制波形。見圖4，所述分相電流獨立控制電路，包括:鎖相環(huán)，根據(jù)所述三相電源的電壓的瞬時值以跟蹤所述三相電源的電壓相位；無功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考值相乘，以得到實際的無功電流輸出；有功電流給定模塊，適于根據(jù)所述鎖相環(huán)得出的電壓相位計算出該電壓相位的正弦量，同時根據(jù)所述各相H橋功率模塊的直流側(cè)電容的電壓平均值與一直流側(cè)電容的電壓參考值相減并經(jīng)過PI控制后再與所述正弦量相乘，以得到實際的有功電流輸出；瞬時電流跟蹤模塊，用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時電流，并通過控制器以計算出所述脈寬調(diào)制電路所需的正弦調(diào)制波的調(diào)制比M和相位角J。其中參考電流為期望的補償電流，直流電壓參考值為期望的補償電壓。所述脈寬調(diào)制電路涉及SPWM脈寬調(diào)制法，該SPWM脈寬調(diào)制法是用一正弦波做調(diào)制波，以F倍于正弦調(diào)制波頻率的三角波做載波進行波形比較而產(chǎn)生的一組幅值相等，寬度正比于正弦調(diào)制波的矩形脈沖列來等效正弦波，從而控制開關器件(即多電平逆變器中的開關器件)的通斷。本實用新型采用載波三角波移相SPWM控制和載波三角波層疊式SPWM控制的混合控制算法:從整體而言，各H電橋單元電路之間采用載波三角波移相SPWM控制，而單個H電橋單元電路采用層疊式SPWM控制的方法，這種調(diào)制方法，輸出諧波含量小，開關頻率低，且能夠很好地解決逆變效率低的問題。載波三角波移相SPWM控制法，是指對于N個H電橋單元電路，采用N個相位不同，但頻率和幅值相同的載波三角波與同一個正弦調(diào)制波進行比較，產(chǎn)生出N組SPWM控制脈沖波形分別去控制N個H橋，使各個H電橋單元電路都輸出基波電壓相同的SPWM電壓波形，然后再將這N個H電橋單元電路輸出的SPWM電壓波形進行疊加而合成出SPWM多電平電壓波形。N個載波三角波的初相位角應該依次移開一個角度，若采用雙極性載波三角波，這個角度為《 = -/y ;若是單極性載波三角波，角度為= 2-/X。載波三角波層疊式SPWM控制法是應用比較早的一種多電平逆變器的SPWM調(diào)制法。載波三角波層疊式SPWM調(diào)制法可以分為兩種，即單層層疊式SPWM調(diào)制法和多層層疊式SPWM調(diào)制法，該兩種方法都能達到本專利的技術效果。載波三角波單層層疊式SPWM調(diào)制法根據(jù)兩個三角載波的相位關系又可分為載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個載波三角波的相位相反)和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法(兩個載波三角波的相位相同)。載波三角波反相單層層疊SPWM調(diào)制法和載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法這兩中調(diào)制方法沒有什么優(yōu)劣之分，本實用新型采用載波三角波同相單層層疊SPWM調(diào)制法。
權利要求1.一種適于控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置，其特征在于包括:設于氣體排放口的氣體濃度傳感器，該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連,該MCU模塊適于控制所述鈦風機的電機轉(zhuǎn)速；在所述電機的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈式靜止無功補償裝置。
專利摘要本實用新型涉及一種適于控制鈦風機轉(zhuǎn)速的控制裝置，包括設于氣體排放口的氣體濃度傳感器，該氣體濃度傳感器與MCU模塊相連，該MCU模塊適于控制所述鈦風機的電機轉(zhuǎn)速；本實用新型通過氣體濃度傳感器能及時檢測氣體的排放濃度，以控制鈦風機轉(zhuǎn)速，氣體濃時，轉(zhuǎn)速快，反之則轉(zhuǎn)速慢；能有效的降低功耗。
文檔編號F04D27/00GK203009350SQ20122069029
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權日2012年12月13日
發(fā)明者黃東, 包金祥 申請人:蘇州新區(qū)化工節(jié)能設備廠