一種帶智能控制的一體式變頻電機系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種變頻電機，尤其為帶智能控制的一種一體式變頻電機。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的變頻電機和變頻驅(qū)動器分離式系統(tǒng)電機與控制器之間需要使用較長的電纜和較多的插件進(jìn)行連接，不僅會提高成本而且電纜盒插件的外露容易受到磨損和水的腐蝕，造成故障率過高。同時數(shù)據(jù)聯(lián)接單一，通過485通訊口聯(lián)網(wǎng)，無法實現(xiàn)大范圍機器聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)實時監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)。以達(dá)到運行穩(wěn)定、安裝維護(hù)方便、降低成本、實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。為此，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
一種帶智能控制的一體式變頻電機系統(tǒng)，其特征在于:包括變頻電機、監(jiān)控終端、操作面板，其中變頻電機包括藍(lán)牙模塊、GPRS模塊、控制器、電機、轉(zhuǎn)接板，所述的控制器包括控制器上殼、控制器下殼、電抗器、控制板、電源驅(qū)動模塊;所述的控制器置于電機上部;所述的藍(lán)牙模塊、GPRS模塊設(shè)于控制器的外側(cè)面;控制器通過轉(zhuǎn)接板用緊固件固定在電機接線盒上;控制器與轉(zhuǎn)接板之間放置第二密封圈;轉(zhuǎn)接板與控制器之間放置第三密封圈；電機電源線纜由殼體內(nèi)部連接到控制器;電機與控制器之間形成風(fēng)道由電機尾部風(fēng)扇為控制器與電機強迫風(fēng)冷散熱；控制器通過GPRS模塊與監(jiān)控終端通訊實現(xiàn)無線遠(yuǎn)程監(jiān)控;控制器通過藍(lán)牙模塊與監(jiān)控終端通訊實現(xiàn)短距離無線監(jiān)控;通過操作面板實現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)試功能;控制器設(shè)有存儲器，存儲器中存儲輸出或輸入功率、電機轉(zhuǎn)速、水栗壓力和水栗流量之間的關(guān)系，控制器通過實時功率計算和調(diào)用存儲器數(shù)據(jù)庫以查表的方式獲得轉(zhuǎn)速信息并自動調(diào)整轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)恒壓力、恒流量、恒溫和/或比例供水控制。
[0004]控制器設(shè)置在異步電機上部，從而有效的縮短了控制電路的連接線長度，并且不在需要外配控制柜。同時在電機與控制器連接部位放置密封圈，達(dá)到防塵防水效果;藍(lán)牙通訊模塊和GPRS模塊固定控制器側(cè)面，減少電機和智能控制智模塊對遠(yuǎn)程連接信號影響，提高可靠性；電機通過GPRS模塊以無線聯(lián)接方式與監(jiān)控終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)接，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障軟修復(fù)及產(chǎn)品模塊更新;控制器可實現(xiàn)供水系統(tǒng)無傳感恒壓、恒流、恒溫控制;控制器利用電機尾部風(fēng)扇進(jìn)行散熱解決了散熱問題，系統(tǒng)可靠性高。同時整機具有整體體積較小，對于維護(hù)和安裝都提供了一定的便利。控制器包括控制器下殼、控制器上殼;控制器下殼內(nèi)裝置有:電源模塊、控制板、電抗器等電子功率器件。所述的控制器通過轉(zhuǎn)接板用螺絲固定在電機接線盒，電機、控制器、轉(zhuǎn)接板連接處各放置密封圈。所述的控制器利用電機機座和電機尾部風(fēng)扇進(jìn)行散熱，提高控制器的工作穩(wěn)定性。所述的控制器外配操作面板，進(jìn)行參數(shù)調(diào)試。所述的控制器可通過485接口及專用通信電纜與該產(chǎn)品進(jìn)行通訊，所述的控制器通過GPRS模塊以無線方式與該系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，所述的控制器與選配的藍(lán)牙模塊更使得該產(chǎn)品可以通過智能手持以無線方式與該產(chǎn)品進(jìn)行通訊。
[0005]在無壓力或者流量傳感器的情況下要實現(xiàn)水栗的恒壓力、恒流量以及比例控制，其關(guān)鍵在于遵循水栗的特性標(biāo)定出一套查詢表格，該表格記錄了控制器輸出或輸入功率、電機轉(zhuǎn)速、水栗壓力和水栗流量之間的關(guān)系。把水栗的工作模式分為幾種，可固化在控制器里，用戶只要通過上位監(jiān)控終端的模式切換即可實現(xiàn)水栗實現(xiàn)運行模式切換，即使不是專業(yè)工程師也可以輕松操作。
[0006]作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補充，本發(fā)明還包括以下附加技術(shù)特征。
[0007]數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)通過基于感應(yīng)電機的無傳感矢量控制算法，根據(jù)水栗特性中壓力、流量、轉(zhuǎn)速和功率的相互關(guān)系，標(biāo)定出特定供水模式下轉(zhuǎn)速與功率的對應(yīng)關(guān)系后將標(biāo)定數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫而獲得。根據(jù)水栗相關(guān)理論可知，水栗的穩(wěn)定工作點是管路特性和水栗特性共同決定的。管路特性主要由閥門開度和管路的粗細(xì)決定，水栗特性則用“揚程-流量”以及“軸功率-流量”關(guān)系曲線共同表示。其中，“揚程-流量”曲線是一條單調(diào)遞減的曲線，“軸功率-流量”曲線是一條單調(diào)遞增的曲線。管路特性在“揚程-流量”圖中表示為HaQ2的曲線，在“軸功率-流量”圖中表示為PcxQ3的曲線。壓力單位為MPa，揚程的單位為m。若栗體中的流體是水，壓力和揚程的單位換算關(guān)系可以寫作“100m=lMPa”。水栗特性曲線圖中，單調(diào)遞增的曲線即為管路特性曲線，單調(diào)遞減的曲線即為不同轉(zhuǎn)速對應(yīng)的水栗特性曲線。
[0008]以恒壓模式為例對水栗標(biāo)定及運行原理進(jìn)行說明。恒壓模式就是維持水栗出水口壓力恒定。根據(jù)揚程的概念可知，“揚程=出水口壓力-入水口壓力”。若保持水栗入水口壓力恒定，恒壓供水就等同于恒揚程供水。假設(shè)水栗初始狀態(tài)為A，提高閥門開度后流量增大、壓力減小，功率增大;控制器檢測到功率增大后提高轉(zhuǎn)速，此時壓力升高，從而維持壓力恒定。原理為:
公式 1 )Pe=Pw+Pf這里:Pe為電機輸出的軸功率Pw流體單位時間獲得的動能Pf:水栗和管道的損失功率。
[0009]公式2)Pw=H*Q*g
其中:Η:量程；Q:流量;g:系數(shù)9.8;把水栗效率和管道損失忽略不計，那么得出:
公式3)Pe ? H*Q*g
根據(jù)水栗和管路特性，在一定的水栗和管路下，量程和流量有一定的關(guān)系曲線。
[0010]H^Q2；
再結(jié)合公式3)，我們可以通過控制輸出功率實現(xiàn)恒壓、恒流或比例控制。
[0011]控制器固定在電機機座上方，電機輸入電源線由電機接線盒內(nèi)腔連接到控制器腔中。
[0012]所述的控制器側(cè)面設(shè)有遠(yuǎn)程聯(lián)接模塊，遠(yuǎn)程聯(lián)接模塊通過航空防水接頭與控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)接。
[0013]所述的控制器下殼下端設(shè)有多根散熱片，散熱片軸向設(shè)置，相鄰散熱片間形成風(fēng)道，所述的電機后端蓋內(nèi)部設(shè)置有散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇吹出的風(fēng)通過風(fēng)道為控制器及電機散熱。
[0014]所述的監(jiān)控終端包括手持終端和或遠(yuǎn)程控制終端;GPRS模塊與手持終端和遠(yuǎn)程控制終端通訊實現(xiàn)無線遠(yuǎn)程監(jiān)控;控制器通過藍(lán)牙模塊與手持終端通訊實現(xiàn)短距離無線監(jiān)控；
控制器還設(shè)有位于GPRS模塊同側(cè)控制器上的485通訊口、10口、顯示燈、電源輸入口，控制器的外側(cè)面設(shè)有GPRS下殼，GPRS下殼外設(shè)有GPRS上殼，GPRS下殼與GPRS上殼蓋合后形成GPRS模塊容納腔，GPRS模塊容納腔中設(shè)有GPRS模塊，所述的GPRS模塊設(shè)有GPRS天線。
[0015]監(jiān)控終端設(shè)有電機定位模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)視模塊、遠(yuǎn)程控制模塊及遠(yuǎn)程軟修復(fù)模塊。電機定位模塊用于被控電機的定位，遠(yuǎn)程監(jiān)視模塊用于對被控電機的遠(yuǎn)程監(jiān)視;遠(yuǎn)程控制模塊用于對被控電機的遠(yuǎn)程控制;遠(yuǎn)程軟修復(fù)模塊用于對被控電機的遠(yuǎn)程修復(fù)。
[0016]控制器下殼的多根散熱片排列形成與電機殼體外周相配的上凹圓弧狀;所述的散熱片設(shè)于變頻器下殼體下端一側(cè)，變頻器下殼體下端另一側(cè)與接線盒上端相配。上凹圓弧狀可增加散熱的面積。
[0017]所述的控制器設(shè)有多模式運行模塊及用于缺相、欠壓、過壓、電機堵轉(zhuǎn)、無負(fù)載空轉(zhuǎn)的保護(hù)模塊，所述的多模式運行模塊存儲多種水栗負(fù)載工作運行模式，所述的監(jiān)控終端和/或操作面板中設(shè)有監(jiān)控水栗變頻裝置工作、且能切換水栗負(fù)載工作運行模式的水栗監(jiān)控模塊。；
多種負(fù)載工作運行模式包括速度模式、壓力模式、流量模式、溫度模式、比例模式，負(fù)載工作時選擇其中的一種模式進(jìn)行工作；
當(dāng)為速度模式時，控制器直接接收來自監(jiān)控終端上設(shè)定的速度指令值，控制的輸出轉(zhuǎn)速；
當(dāng)為壓力模式時，控制器根據(jù)是否有壓力傳感器分為有壓力傳感器恒壓控制和無壓力傳感器恒壓控制;無壓力傳感器恒壓控制時，控制器根據(jù)已知的某一揚程下轉(zhuǎn)速與輸出功率的關(guān)系，根據(jù)反饋的輸出功率控制轉(zhuǎn)速達(dá)到壓力恒定;有壓力傳感器恒壓控制時，控制器根據(jù)壓力傳感器反饋的出口壓力值PID閉環(huán)控制變頻器的輸出頻率；
流量模式、比例模式均分有傳感和無傳感兩種模式；
當(dāng)為溫度模式時，控制器根據(jù)溫度傳感器反饋的出口溫度值，PID閉環(huán)控制變頻器的輸出頻率。
[0018]有益效果:本技術(shù)方案降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、方便安裝維護(hù)方便，實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，大量縮減設(shè)備維護(hù)人員工作量同時可以實時記錄機器運行狀態(tài)、運行數(shù)據(jù);機器故障時能快速定位到機器位置，方便維護(hù)人員快速到達(dá)處理，減少財產(chǎn)損失;控制器可以借助電機機座和電機尾部風(fēng)扇散熱，提高控制器的工作穩(wěn)定性;整機防塵防水可用于較惡劣的工作環(huán)境;整機體積小，便于安裝維護(hù)，降低成本；當(dāng)傳感器發(fā)生故障時可自動切換到無傳感模式運行，無需停機保證系統(tǒng)正常工作。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。
[0021]圖2是本發(fā)明變頻電機裝配圖圖3是本發(fā)明變頻電機的爆炸圖。
[0022]圖4是本發(fā)明圖。
[0023]圖中:1-指示燈；2-航空接頭；3-10口 ； 4-485通訊口 ； 5_電源輸入口 ； 6_藍(lán)牙模塊；7-GPRS模塊;8-控制器;9-電機；10、控制器上殼；11 -第一密封圈；12-電抗器；13-控制板；14-電源驅(qū)動模塊；15-控制器下殼；16-第二密封圈；17-轉(zhuǎn)接板；18-第三密封圈；19-散熱片；20-安裝底腳；21-電容模塊；22、GPRS下殼；23-GPRS模塊；24-GPRS天線；25-GPRS上殼；26-接線盒。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。