本發(fā)明涉及玻璃熔爐生產(chǎn)控制技術(shù)，具體為應(yīng)用于玻璃熔爐電流平衡分配器的智能調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、熔融玻璃液含有堿金屬鈉、鉀離子，它具有導(dǎo)電性能，當(dāng)電流通過時，會產(chǎn)生焦耳熱，若熱量足夠大，則可以用來熔化玻璃，這就是所謂“玻璃電熔”；

2、現(xiàn)有技術(shù)中，大型的全電熔玻璃窯爐在生產(chǎn)的過程中，輸出支路的電流不平衡不及時發(fā)現(xiàn)，會對玻璃生產(chǎn)質(zhì)量造成影響，造成玻璃成分的不均勻，生產(chǎn)出的玻璃缺陷增加；對窯爐設(shè)備造成影響，造成電極損耗的加劇，窯爐內(nèi)襯損壞，電氣設(shè)備故障；停止生產(chǎn)調(diào)整電流平衡會導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，窯爐的熱效率降低，所需的能源消耗增加；

3、針對上述技術(shù)問題，本技術(shù)提出一種解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就在于通過對三支并聯(lián)電極的電流合理分配，實現(xiàn)電流平衡，避免了偏流對耐火材料和玻璃生產(chǎn)造成的不利影響，通過電流監(jiān)測模塊對三個輸出電路的電流值進(jìn)行檢測，判斷電流是否失衡，判定是否為繞組變化導(dǎo)致的電流失衡，若因為繞組導(dǎo)致電流失衡則將繞組恢復(fù)至初始模樣；若非繞組原因，則通過電阻或繞組調(diào)節(jié)快速恢復(fù)三個輸出支路的電流平衡；后對鐵芯的損耗進(jìn)行預(yù)估，提前采取措施進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整，避免因鐵芯損耗導(dǎo)致電流失衡問題的發(fā)生，解決輸出支路電流出現(xiàn)不平衡且未及時發(fā)現(xiàn)時，對玻璃生產(chǎn)質(zhì)量，對窯爐設(shè)備均會造成不良影響的問題，而提出應(yīng)用于玻璃熔爐電流平衡分配器的智能調(diào)控方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、應(yīng)用于玻璃熔爐電流平衡分配器的智能調(diào)控方法，玻璃熔爐電流平衡分配器的智能調(diào)控方法包括以下步驟：

4、步驟一：通過電流平衡分配器內(nèi)部控制組件的電流監(jiān)測模塊對三支并聯(lián)電極的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，判定電流是否發(fā)生失衡；若電流發(fā)生失衡后，可通過電阻調(diào)節(jié)、非閉合繞組調(diào)節(jié)和閉合繞組調(diào)節(jié)三種方式恢復(fù)電流的平衡，對三種誤差調(diào)節(jié)量按從小到大進(jìn)行排序，排序為wcdz、wcbh、wcrz，若電流誤差值wcn<wcrz，判定通過一種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)即可恢復(fù)電流的平衡，反之則判定需要進(jìn)行多種方式的調(diào)節(jié)；

5、步驟二：通過電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)時，根據(jù)歐姆定律輸出支路的電流數(shù)據(jù)in＝u/rn，n＝1，2，3，對應(yīng)輸出支路電阻的調(diào)節(jié)量δrn＝u/in+δin，δin為對應(yīng)輸出支路對應(yīng)平衡狀態(tài)電流數(shù)據(jù)in的電流數(shù)據(jù)變化量，根據(jù)輸出支路的電阻調(diào)節(jié)量δrn進(jìn)行對應(yīng)輸出支路電阻的調(diào)節(jié)；通過非閉合繞組進(jìn)行調(diào)節(jié)時，對繞組的匝數(shù)、線圈緊密程度和線圈間距三項調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)量進(jìn)行排序；通過閉合繞組進(jìn)行調(diào)節(jié)時，判定線圈纏繞方向?qū)敵鲋冯娏鞯淖饔檬窃鰪?qiáng)還是減弱，若輸出直流電流需增強(qiáng)，且輸出支路電流方向與閉合繞組電流增強(qiáng)方向相反，則進(jìn)行閉合繞組線圈纏繞方向的變換，反之則根據(jù)調(diào)節(jié)量進(jìn)行閉合繞組增強(qiáng)電流的調(diào)節(jié)。

6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，電流平衡分配器內(nèi)部設(shè)置有電流監(jiān)測模塊、繞組監(jiān)測模塊、鐵芯監(jiān)測模塊和操作調(diào)節(jié)模塊；

7、電流監(jiān)測模塊，對輸出主路和三個輸出支路的電流數(shù)據(jù)變化情況進(jìn)行監(jiān)測，并對監(jiān)測到的電流檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判定輸出支路是否出現(xiàn)電流不平衡的情況，并判定電流不平衡的情況與誤差和電流波動是否有關(guān)，提高電流檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；

8、繞組監(jiān)測模塊，對非閉合繞組和閉合繞組的匝數(shù)、線圈緊密程度和線圈間距數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，判定電流發(fā)生失衡是否由繞組的匝數(shù)、線圈緊密程度和線圈間距數(shù)據(jù)的變化導(dǎo)致的；

9、鐵芯監(jiān)測模塊，對鐵芯的磁通量數(shù)據(jù)、磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，并對監(jiān)測到的磁通量數(shù)據(jù)、磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷鐵芯是否發(fā)生損耗；

10、操作調(diào)節(jié)模塊，在進(jìn)行輸出支路電離平衡的恢復(fù)調(diào)節(jié)時，對電阻調(diào)節(jié)位置、繞組調(diào)節(jié)匝數(shù)、線圈緊密程度調(diào)節(jié)和線圈間距調(diào)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測，并在調(diào)節(jié)超過調(diào)節(jié)量時通過蜂鳴器發(fā)出蜂鳴警報。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，電流監(jiān)測模塊對輸出支路電流數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理步驟如下：

12、步驟一：通過安裝在電流分配器的三個輸出支路中的高精度電流傳感器，對三個支路的電流值進(jìn)行實時測量，測量電流值分別為i1、i2、i3，則三個輸出支路的平衡電流值iph＝i1+i2+i3/3，通過平衡電流值iph與三個輸出支路測量電流值的差值計算出三個輸出支路的電流誤差值wcn，n＝1，2，3；

13、步驟二：若wcn>0，則表示該輸出支路的電流值超過了平衡電流值，需進(jìn)行該輸出支路電流值的降低；若wcn<0，則表示該輸出支路的電流值低于平衡電流值，需進(jìn)行該輸出支路電流值的提高；

14、步驟三：在并聯(lián)電路中，電流分配定則指出，各負(fù)載分到的電流與它們的電阻值成反比；則根據(jù)電流誤差值為正值或負(fù)值，分別對所在輸出支路的電阻值進(jìn)行減小或增大調(diào)節(jié)。

15、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，電流監(jiān)測模塊對電流數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)處理步驟如下：

16、步驟一：若i1+i2+i3＝i且i1r1＝i2r2＝i3r3，則判定輸出支路電流數(shù)據(jù)檢測準(zhǔn)確，r1、r2、r3分別為三個輸出支路的電阻值；

17、步驟二：調(diào)取三個輸出支路的歷史電流檢測數(shù)據(jù)，按照檢測時間進(jìn)行排序，后在以檢測時間和電流檢測數(shù)據(jù)建立的二元坐標(biāo)系內(nèi)進(jìn)行坐標(biāo)點的繪制，進(jìn)行相鄰坐標(biāo)點的連線并計算各段連線的斜率xl，將各段連線的斜率值xl與預(yù)設(shè)斜率比較值xlb進(jìn)行比較，若|xl|<xlb，則判定歷史電流檢測數(shù)據(jù)的波動較小，不會影響電流檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；反之，則判定歷史電流檢測數(shù)據(jù)的波動較大，對波動較大所對應(yīng)的斜率值進(jìn)行標(biāo)記，并對波動值出現(xiàn)的時間間隔tbd進(jìn)行記錄；

18、步驟三：若時間間隔數(shù)據(jù)存在線性關(guān)系，則根據(jù)線性關(guān)系判斷下一次波動的時間，在兩個波動時刻的中間時刻進(jìn)行電流數(shù)據(jù)的采集操作；若時間間隔數(shù)據(jù)不存在線性關(guān)系，則根據(jù)歷史波動時間間隔數(shù)據(jù)和歷史波動次數(shù)數(shù)據(jù)計算出歷史波動時間均值數(shù)據(jù)sj1，判定最近一次發(fā)生波動后，經(jīng)過時間sj1后會再次發(fā)生波動，計算最近波動時間間隔數(shù)據(jù)和歷史波動時間均值數(shù)據(jù)的均值sj2，在發(fā)生波動后經(jīng)過時間sj2后進(jìn)行電流數(shù)據(jù)的檢測。

19、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，繞組監(jiān)測模塊對非閉合繞組匝數(shù)的數(shù)據(jù)處理步驟如下：

20、步驟一：當(dāng)改變鐵芯外側(cè)非閉合繞組的匝數(shù)時，會改變非閉合繞組的電感量，根據(jù)電感的特性，電感對電流的變化有阻礙作用；鐵芯外側(cè)非閉合繞組匝數(shù)與電流之間的存在關(guān)系，通過電感器的電壓u＝(n*μ*s*l)*di/dt，di/dt為電流隨時間的變化率，n為鐵芯外側(cè)非閉合繞組匝數(shù)，μ為鐵芯的導(dǎo)磁率，s為非閉合繞組所包圍的鐵芯外側(cè)面積，l為非閉合繞組的長度；

21、步驟二：u、n、μ、s、l和時間t均為已知量，則可計算出鐵芯外側(cè)非閉合繞組匝數(shù)與電流之間的關(guān)系，在進(jìn)行三個輸出支路上的電流大小調(diào)節(jié)時，可通過纏繞在鐵芯外側(cè)的非閉合繞組匝數(shù)多少進(jìn)行調(diào)節(jié)；

22、步驟三：三個輸出支路并聯(lián)，輸出支路之間的電流關(guān)系存在i＝i1+i2+i3的關(guān)系，電極二對應(yīng)的輸出支路不存在繞組，可通過電極一和電極三進(jìn)行非閉合繞組調(diào)節(jié)來實現(xiàn)電極二對應(yīng)的輸出支路的電流調(diào)節(jié)。

23、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，繞組監(jiān)測模塊對非閉合繞組線圈緊密程度的數(shù)據(jù)處理步驟如下：

24、步驟一：電感l(wèi)的計算公式為：l＝n2*μ*s/l，當(dāng)非閉合繞組與鐵芯之間的距離增大時，磁路的有效截面積會減小，因為磁場的擴(kuò)散范圍增大，部分磁場線不能完全穿過非閉合繞組，且磁路長度也會增加；

25、步驟二：初始狀態(tài)下非閉合繞組與鐵芯緊密貼合，此時磁路有效截面積為s0，磁路長度為l0；當(dāng)非閉合繞組與鐵芯的距離為d時，有效截面積與距離d之間的關(guān)系為sd＝s0-k1*d，磁路長度與距離d之間的關(guān)系為ld＝l0+k2*d，k1，k2分別為與有效截面積和磁路長度相關(guān)的系數(shù)；

26、步驟三：通過電感器的電壓u計算公式，計算得到電流數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)量，并根據(jù)電流數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)量進(jìn)行非閉合繞組與鐵芯之間的距離d的調(diào)節(jié)。

27、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，繞組監(jiān)測模塊對非閉合繞組線圈間距數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理步驟如下：

28、步驟一：在非閉合繞組匝數(shù)、鐵芯導(dǎo)磁率和有效截面積不變的情況下，當(dāng)鐵芯外側(cè)的線圈纏繞的更緊密時，磁場的擴(kuò)散范圍相對集中，更多的磁場線能夠完全穿過繞組，磁路的有效截面積s越大，根據(jù)電感l(wèi)的計算公式，可知此時的輸出支路的電感量越大；

29、步驟二：通過電感器的電壓u計算公式和電感l(wèi)的計算公式，計算得到電流數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)量，并根據(jù)電流數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)量進(jìn)行非閉合繞組線圈間距數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)。

30、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，繞組監(jiān)測模塊對閉合繞組的數(shù)據(jù)處理步驟如下：

31、步驟一：閉合繞組中的電流值為ib時，產(chǎn)生的磁場為b，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e＝-(n*b*s)*dib/dt，感應(yīng)電動勢e在輸出支路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流ie＝e/zsc，zsc為輸出支路的電阻值，如果感應(yīng)電流與輸出支路的原有電流方向相同，則對輸出支路電流得到增強(qiáng)，增強(qiáng)后的電流值為in+ie，in為輸出支路的原有電流數(shù)據(jù)，n＝1，2，3；

32、步驟二：根據(jù)并聯(lián)電路的特性，各輸出支路電流之和等于總電流，若輸出支路電流增強(qiáng)，在總電流不變的情況下，輸出主路電流會相應(yīng)地減小；

33、步驟三：根據(jù)檢測電流數(shù)據(jù)與平衡電流數(shù)據(jù)的差值，判定對應(yīng)輸出支路的電流數(shù)據(jù)需要增大還是減小，若輸出直流電流需增強(qiáng)，且輸出支路電流方向與閉合繞組電流增強(qiáng)方向相反，則進(jìn)行閉合繞組線圈纏繞方向的變換，反之則根據(jù)調(diào)節(jié)量進(jìn)行閉合繞組增強(qiáng)電流的調(diào)節(jié)。

34、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，鐵芯監(jiān)測模塊對鐵芯損耗的數(shù)據(jù)處理步驟如下：

35、步驟一：通過磁通計定期測量鐵芯的磁通量數(shù)據(jù)，并記錄下來，在鐵芯正常工作且未出現(xiàn)明顯損耗時，通過設(shè)定時間的測量確定磁通量的基準(zhǔn)范圍，基準(zhǔn)范圍為100wb-120wb，若測量值不在基準(zhǔn)范圍內(nèi)，且降至基準(zhǔn)范圍最低值的80％以下，則判定鐵芯可能存在損耗；

36、步驟二：在鐵芯周圍布置霍爾傳感器，測量鐵芯不同位置的磁場強(qiáng)度，并記錄，通過設(shè)定時間的測量確定磁場強(qiáng)度的基準(zhǔn)范圍，若測量值不在基準(zhǔn)范圍內(nèi)，且降至基準(zhǔn)范圍最低值的80％以下，則判定鐵芯可能存在損耗；

37、步驟三：利用溫度傳感器持續(xù)監(jiān)測鐵芯的溫度數(shù)據(jù)，設(shè)置溫度閾值和溫度變化閾值，后對檢測時間內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到溫度變化值，后將溫度數(shù)據(jù)與溫度變化值分別與溫度閾值和溫度變化閾值進(jìn)行比較，若出現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)或溫度變化值超過對應(yīng)閾值時，則判定鐵芯可能存在損耗；

38、步驟四：步驟一至步驟三，每一步檢測到鐵芯存在損耗時，損耗值sh計數(shù)加一，步驟三完成后，對損耗值sh進(jìn)行比較，若sh≥2，則判定鐵芯存在損耗。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

40、1、本發(fā)明能夠通過對三支并聯(lián)電極的電流合理分配，實現(xiàn)電流平衡，避免了偏流對耐火材料和玻璃生產(chǎn)造成的不利影響；

41、2、通過電流監(jiān)測模塊對三個輸出電路的電流值進(jìn)行檢測，在判斷電流是否失衡前，檢測電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，檢測電流數(shù)據(jù)是否受波動值影響，提高檢測出電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并在確定電流發(fā)生失衡時，對非閉合繞組和閉合繞組的匝數(shù)、線圈緊密程度和線圈間距數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，判定是否因繞組的匝數(shù)、線圈緊密程度和線圈間距數(shù)據(jù)的變化導(dǎo)致的電流失衡，若因為繞組導(dǎo)致電流失衡則將繞組恢復(fù)至初始模樣；若非繞組原因，則通過電阻或繞組調(diào)節(jié)快速恢復(fù)三個輸出支路的電流平衡；后對鐵芯的損耗進(jìn)行預(yù)估，提前采取措施進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整，避免因鐵芯損耗導(dǎo)致電流失衡問題的發(fā)生。