專利名稱：一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變頻控制的振動磨，特別是一種能產(chǎn)生高振動強度(簡稱高振強)的多波變正弦曲線變頻控制振動磨，屬于振動利用工程技術領域。
背景技術：
機械法制備細粉及超細超微粉體，具有工藝簡單、產(chǎn)量大、成本低等特點，振動磨是一種超細超微粉體制備設備，在連續(xù)作業(yè)的條件下.其產(chǎn)品粒度可達微米、亞微米或更細，相對于其它同類作業(yè)設備而言，振動磨在機械法制備超細超微粉體方面具有獨特的優(yōu)勢，不僅成本低、能耗小，且產(chǎn)品具有極高的機械活性和機械化學效應，為諸多新材料高質量的合成、制備提供了條件。振動磨雖具有上述優(yōu)點，但其自身效率偏低、能耗較高、零部件壽命較短，特別是超硬超微粉體的顆粒不細化、硬團聚問題一直為人們所困擾。多年來，國際上振動磨研究的切入點之一是能量分布與乏能區(qū)問題。由于重力場的作用，在振強較低的情況下，不可能從根本上改變介質能量過于偏心分布的情況。振動磨在振強f彡6時，才有細磨作用，故通常取f = 6 10，一般f >10時稱為高振強系統(tǒng)，K >16時稱為超高振強系統(tǒng)。振動磨中介質的能量取決于介質的運動狀態(tài)，從提高介質的能量傳遞率出發(fā)，提高振強是一種有效的辦法。國內外關于振動磨振強的報道很多，我國研究者錢汝中等認為對于高硬物料， 振強f值小于3幾乎不能產(chǎn)生粉碎作用，大于7時才有較好的粉碎效果；振強f值，德國 Humboldt公司研制的I^lla型振動磨達6_8，日本中央化工機株式會社的CH-50型振動磨達4-8，美國ALLIS-CHAIMERS公司的雙電機式振動磨達9. 6，德國Gock的偏心振動磨達10 ； 我國研制的WGM-3型振動磨達9、MGZ-1型振動磨達15，但上述研究均未涉及采用某種控制方法能產(chǎn)生高振強的振動磨。
發(fā)明內容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨，在進行理論分析和實驗的基礎上，采用多波變正弦曲線變頻編程來控制振動磨，目的是使振動磨中能產(chǎn)生適當?shù)母哒駨?、瞬態(tài)超高振強，以提高振動磨自身效率、降低能耗、延長零部件壽命，解決一般硬度及超硬材料超微粉體的顆粒細化與解團聚。本發(fā)明的一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨是采取以下技術方案實現(xiàn)
一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨由電源、變頻器、振動磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接，變頻器接線另一端與振動磨的驅動電機相連接；變頻器上可以進行多點頻率的變化輸入，以使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化，從而驅動振動磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以
3記錄振動磨的振強、振幅變化曲線，便于調整變頻曲線的變化規(guī)律，進行控制程序編制，實施對振動磨機實施變頻控制。一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨的變頻控制方法實施步驟
1)選擇與設置變頻曲線多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環(huán)周期的振頻時間變化規(guī)律，具有如下特點選用正弦曲線而不是余弦或其他曲線，是由于其具有的連續(xù)性、無突變等特性，可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采用多波變正弦曲線達到變波周期、變波峰值是振動磨粉磨工作多頻多幅的需要；振頻遞增遞減則分別可產(chǎn)生系統(tǒng)所需的高振強及大振幅，以實現(xiàn)振動磨超細超微粉碎中的顆粒細化和解團聚。2)設置循環(huán)周期多波循環(huán)為奇數(shù)波周期，即7、9、11波…，是便于實現(xiàn)高振強的超前控制；波峰值前半周期遞增、后半周期遞減循環(huán)，中位波峰值最大，且遞增遞減循環(huán)關于循環(huán)周期中點對稱；當各正弦波波峰值較小時取波周期稍長，較大時取波周期稍短。實際運行的振動磨系統(tǒng)，由變頻控制器控制，按預設的程序運行，由于系統(tǒng)的混沌特性，可能與設置的波峰值相差較大，設置時在遞增段須采取循序漸進模式，觀測記錄振頻、振強、振幅數(shù)據(jù)，最終確定波峰值及作用時間，以保障系統(tǒng)的安全運行。3)編制控制程序若循環(huán)周期為9波，設置時間對應輸出振頻的正弦變化圖，其對應點坐標信息設置于一表；若一個主循環(huán)取其振頻均值為50赫茲，由9波變正弦曲線組成， 設第一正弦曲線波周期為20s，變化幅度為IOHz ；第二正弦曲線波周期為16s，以此類推，則可得各波曲線及總的變正弦曲線振頻循環(huán)圖；據(jù)此圖可在變頻控制器上進行按點的坐標依次輸入，完成控制程序編制。4)程序運行與調整完成上述步驟后，檢查接線情況，通電運行電源接入變頻器后，按照預先設置的變頻曲線，實現(xiàn)各個端點的頻率輸出，傳輸給振動磨的驅動電機，使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化，從而驅動振動磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以記錄振動磨的振強、振幅變化曲線，依據(jù)記錄分析儀的振強、振幅記錄，分析振動磨振強對粉磨細化、解團聚的效果，適當調整變頻曲線的參數(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。本發(fā)明的有益效果
根據(jù)實施例運行的實驗數(shù)據(jù)分析，可以看出振頻輸出曲線的變化，說明實施多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環(huán)變頻控制，可使系統(tǒng)產(chǎn)生具有一定作用時間的高振強、超高振強或大振幅，實現(xiàn)預期的多幅多頻效果，能顯著提高振動磨自身效率、降低能耗、延長零部件壽命，并可實現(xiàn)一般硬度及超硬材料超微粉體的顆粒細化與解團聚。
以下將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明
圖1一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨結構示意圖。圖2本發(fā)明變正弦遞增遞減循環(huán)變頻控制示意圖。圖3本發(fā)明變頻器輸出振頻曲線示意圖。
具體實施例方式參照附圖1 3，一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨，其特征在于由電源、變頻器、振動磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接， 變頻器接線另一端與振動磨的驅動電機相連接；變頻器上可以進行多點頻率的變化輸入， 以使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化，從而驅動振動磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以確定振動磨的振強、振幅變化曲線，便于調整變頻器的變化規(guī)律，進行控制程序編制，實施對振動磨機實施變頻控制。由圖1可知，振動磨系統(tǒng)由電源、變頻器、振動磨、傳感器、記錄分析儀5部分組成， 分別選用380V電源、四方電氣C300系列4T0007型變頻器、GZM-2型振動磨、北戴河YD64型壓電加速度傳感器、HOBO Pendant G加速度記錄分析儀。變頻器接線一端與電源相連接，一端與振動磨的驅動電機相連接，變頻器上可以進行多點頻率的變化輸入，以使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化；壓電加速度傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以確定振動磨的振強、振幅變化曲線，便于調整變頻器的變化規(guī)律，進行控制程序編制，實施對振動磨機實施變頻控制。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，對變頻器進行合適的參數(shù)設置，通過變頻程序控制，實現(xiàn)程序控制的功能；利用置于筒體上的傳感器完成振強和振幅信號采集，以實現(xiàn)最佳的振動研磨效果， 同時保證振動磨機運行安全可靠。一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨的變頻控制方法的實施步驟
1)選擇與設置變頻曲線多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環(huán)周期的振頻時間變化規(guī)律，具有如下特點選用正弦曲線而不是余弦或其他曲線，是由于其具有的連續(xù)性、無突變等特性，可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采用多波變正弦曲線達到變波周期、變波峰值是振動磨粉磨工作多頻多幅的需要；振頻遞增遞減則分別可產(chǎn)生系統(tǒng)所需的高振強及大振幅，以實現(xiàn)振動磨超細超微粉碎中的顆粒細化和解團聚。2)設置循環(huán)周期多波循環(huán)為奇數(shù)波周期，即7、9、11波…，是便于實現(xiàn)高振強的超前控制；波峰值前半周期遞增、后半周期遞減循環(huán)，中位波峰值最大，且遞增遞減循環(huán)關于循環(huán)周期中點對稱；當各正弦波波峰值較小時取波周期稍長，較大時取波周期稍短。實際運行的振動磨系統(tǒng)，由變頻控制器控制，按預設的程序運行，由于系統(tǒng)的混沌特性，可能與設置的波峰值相差較大，設置時在遞增段須采取循序漸進模式，觀測記錄振頻、振強、振幅數(shù)據(jù)，最終確定波峰值及作用時間，以保障系統(tǒng)的安全運行。3)編制控制程序若循環(huán)周期為9波，設置時間對應輸出振頻的正弦變化圖，其對應點坐標信息設置于一表；若一個主循環(huán)取其振頻均值為50赫茲，由9波變正弦曲線組成， 設第一正弦曲線波周期為20s，變化幅度為IOHz ；第二正弦曲線波周期為16s，以此類推，則可得各波曲線及總的9波變正弦曲線振頻循環(huán)圖；據(jù)此圖可在變頻控制器上進行按點的坐標依次輸入，完成控制程序編制。4)程序運行與調整完成上述步驟后，檢查接線情況，通電運行電源接入變頻器后，按照預先設置的變頻曲線，實現(xiàn)各個端點的頻率輸出，傳輸給振動磨的驅動電機，使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化，從而驅動振動磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以記錄振動磨的振強、振幅變化曲線，依據(jù)記錄分析儀的振強、振幅記錄，分析振動磨振強對粉磨細化、解團聚的效果，適當調整變頻曲線的參數(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。圖2-3為本發(fā)明的實施例。圖2為一個變正弦遞增遞減循環(huán)控制設置圖例，通過程序設計控制變頻器，實現(xiàn)多波段變正弦振頻曲線控制振動磨機。圖中設為9波段循環(huán)周期，則前5波正弦曲線振頻遞增，中位波為中波振頻最高，后4波正弦曲線振頻遞減，如此循環(huán)以實現(xiàn)多重變化、多頻多幅的振動粉碎效果。同時每波正弦曲線振頻都可以在線修改，能夠邊調試邊修改，以求達到最佳振動效果。圖3為實施例的變頻器輸出頻率曲線圖，為實現(xiàn)上述的主循環(huán)功能，設置時間對應輸出振頻的正弦變化圖，其對應點坐標信息設置于一表，其中一個主循環(huán)由9波段變正弦曲線組成,依次為50 + IOsm ( si/ΙΟ)、
50 + 15sin C Λ/8)、50 + 2Osin (遍)、50 + 25sin < sf/4)、50 + 3Osm < Μ 2)、50 + 25sin ( Μ/4)
> 50 + 20sm (對/6)、50 + 15sm ( Λ/8) > 50 + IOsm (.敢/10)，即第一正弦曲線波周期為 20s,
變化幅度為IOHz ；第二正弦曲線波周期為16s，變化幅度為15Hz ；第三正弦曲線波周期為 12s，變化幅度為20Hz ；第四正弦曲線波周期為8s，變化幅度為25Hz ；第五正弦曲線波周期為4s，變化幅度為30Hz，根據(jù)對稱性，第六 九正弦曲線同第四 一正弦曲線波周期及變化幅度，形成9波周期循環(huán)。當然，也可以實施7或11等多波周期循環(huán)，變化幅度可根據(jù)具體工況試選，不再贅述。本發(fā)明經(jīng)過多次調試后振動磨機實施工作運行，未出現(xiàn)異常，說明調試后振動磨； 實驗結果表明，本發(fā)明完全符合設計要求。本發(fā)明的實施例是在GZM-2型振動磨中，應用多波變正弦曲線變頻控制程序，進行變頻控制試驗后，證實多波變正弦曲線變頻控制振動磨不僅可使系統(tǒng)產(chǎn)生具有一定作用時間的高振強、超高振強，達到預期的多幅多頻效果，且實現(xiàn)了粉體超微粉碎，解決了超微粉體顆粒不細化、硬團聚問題，同時縮短粉碎時間，降低了單位能耗，提高了軸承等易損件的壽命。
權利要求
1.一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨，其特征在于由電源、變頻器、 振動磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接，變頻器接線另一端與振動磨的驅動電機相連接；變頻器上可以進行多點頻率的變化輸入，以使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化，從而驅動振動磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以確定振動磨的振強、振幅變化曲線，便于調整變頻器的變化規(guī)律，進行控制程序編制，實施對振動磨機實施變頻控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨，其特征在于所述傳感器采用壓電加速度傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨，其特征在于所述記錄分析儀采用加速度記錄分析儀。
4.一種能產(chǎn)生高振強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨的變頻控制方法實施步驟1)多波變正弦曲線選擇多波變正弦曲線振頻遞增遞減循環(huán)周期的振頻時間變化規(guī)律選用正弦曲線，是由于其具有的連續(xù)性、無突變等特性，可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采用多波變正弦曲線達到變波周期、變波峰值是振動磨粉磨工作多頻多幅的需要；振頻遞增遞減則分別可產(chǎn)生系統(tǒng)所需的高振強及大振幅，以實現(xiàn)振動磨超細超微粉碎中的顆粒細化和解團聚；2)循環(huán)周期設置多波循環(huán)為奇數(shù)波周期，是便于實現(xiàn)高振強的超前控制；波峰值前半周期遞增、后半周期遞減循環(huán)，中位波峰值最大，且遞增遞減循環(huán)關于循環(huán)周期中點對稱；當各正弦波波峰值較小時取波周期稍長，較大時取波周期稍短；實際運行的振動磨系統(tǒng)，由變頻控制器控制，按預設的程序運行，由于系統(tǒng)的混沌特性，可能與設置的波峰值相差較大，設置時在遞增段須采取循序漸進模式，觀測記錄振頻、振強、振幅數(shù)據(jù)，最終確定波峰值及作用時間，以保障系統(tǒng)的安全運行；3)編制控制程序若循環(huán)周期為9波，設置時間對應輸出振頻的正弦變化圖，其對應點坐標信息設置于一表；若一個主循環(huán)取其振頻均值為50赫茲，由9波變正弦曲線組成，設第一正弦曲線波周期為20s，變化幅度為IOHz ；第二正弦曲線波周期為16s，以此類推，則可得各波曲線及總的變正弦曲線振頻循環(huán)圖；據(jù)此圖可在變頻控制器上進行按點的坐標依次輸入，完成控制程序編制；4)程序運行與調整完成上述步驟后，檢查接線情況，通電運行電源接入變頻器后， 按照預先設置的變頻曲線，實現(xiàn)各個端點的頻率輸出，傳輸給振動磨的驅動電機，使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化，從而驅動振動磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以記錄振動磨的振強、振幅變化曲線，依據(jù)記錄分析儀的振強、振幅記錄，分析振動磨振強對粉磨細化、解團聚的效果，調整變頻曲線的參數(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變頻控制的振動磨，特別是一種能產(chǎn)生高振動強的多波變正弦曲線變頻控制振動磨，屬于振動利用工程技術領域。由電源、變頻器、振動磨、傳感器、記錄分析儀組成，變頻器接線一端與電源相連接，變頻器接線另一端與振動磨的驅動電機相連接；變頻器上可以進行多點頻率的變化輸入，以使電機的輸入頻率按照設定的規(guī)律變化，從而驅動振動磨系統(tǒng)工作；傳感器依靠磁力置于振動磨磨筒上，傳感器搭配積分電荷放大器使用，可將檢測的加速度信號及二次積分即振幅信號，傳輸給記錄分析儀，進而可以確定振動磨的振強、振幅變化曲線，便于調整變頻器的變化規(guī)律，進行控制程序編制，對振動磨機實施變頻控制。
文檔編號B02C17/18GK102172549SQ20111005114
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權日2011年3月3日
發(fā)明者丁維, 劉極峰, 季軍, 張艷麗, 楊小蘭 申請人:南京工程學院