專利名稱：緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)自動(dòng)化控制中使用的電機(jī)調(diào)速設(shè)備，特別涉及一種緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備。
在工業(yè)自動(dòng)化控制中，采樣的穩(wěn)定好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在現(xiàn)有的工業(yè)自動(dòng)化控制中，先在比例控制器(PID)上設(shè)定一個(gè)所需要的工作狀態(tài)信號(hào)，然后經(jīng)PID中的電路放大器進(jìn)行信號(hào)放大，再輸給變頻器(VVVF)以調(diào)整頻率，然后使電機(jī)調(diào)速后帶動(dòng)負(fù)載輸出輸出物，在輸出管路上接一壓力／電信號(hào)變換器反映輸出物的動(dòng)態(tài)情況，此動(dòng)態(tài)情況經(jīng)過接在壓力／電信號(hào)變換器上的比例控制器(PID)再反饋給變頻器，以便調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，最終使電機(jī)輸出的輸出物(壓力氣體或壓力流體)符合設(shè)定的要求并保持穩(wěn)定。由于輸出物不穩(wěn)定，變換器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)來不及處理并且不穩(wěn)定，從而使通過比例控制器和變頻器輸給電機(jī)的調(diào)速信號(hào)也不穩(wěn)定，使電機(jī)處于急劇頻繁的調(diào)速過程中，此時(shí)，電機(jī)會(huì)發(fā)出噪聲和振蕩，最終使電機(jī)無法保持穩(wěn)定的負(fù)載輸出。這樣就無法達(dá)到穩(wěn)定有效的自動(dòng)控制。
本實(shí)用新型的目的是提供一種緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備，它的特征是在輸出管路和壓力／電信號(hào)變換器之間加接一個(gè)緩沖式壓力采樣器，它結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，可使壓力／電信號(hào)變換器從不穩(wěn)定的輸出物狀態(tài)信號(hào)中獲得穩(wěn)定可靠的信號(hào)，再通過反饋處理，而使輸出物總是保持在設(shè)定的狀態(tài)下。
本實(shí)用新型的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的，一種緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備，包括一與電源連接的變頻器(VVVF)，一與變頻器連接的電機(jī)，一傳送由電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載輸出的輸出物的輸出管道，一與輸出管道連通的采樣器，一安裝在采樣器的壓力容器頂部壁上、并與壓力容器內(nèi)腔連通的壓力／電信號(hào)變換器，以及一一端與變換器連接、另一端連接在變頻器上的比例控制器(PID)。其中，所述采樣器包括一密閉壓力容器，一由固定在壓力容器內(nèi)腔下部壁上的第一隔板和第二隔板組成的、以改變輸出物流動(dòng)方向的第一緩沖結(jié)構(gòu)，一由固定在壓力容器內(nèi)腔中部壁上的第三隔板和第四隔板組成的、以再改變輸出物流動(dòng)方向的第二緩沖結(jié)構(gòu)，一水平固定在壓力容器上部壁上的、內(nèi)部充填著不銹鋼屑的絲網(wǎng)板，一位于壓力容器第一緩沖結(jié)構(gòu)下部側(cè)壁上的、通過管道與所述輸出管道連通的輸入口，以及一位于壓力容器頂部壁上的、通過管道與壓力／電信號(hào)變換器輸入口連通的輸出口。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是，在所述壓力容器底部壁上安裝一排污閥。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載輸出的輸出物經(jīng)采樣器緩沖處理后，可提供給變換器一個(gè)非常穩(wěn)定的傳感信號(hào)，從而可提供理想的放大信號(hào)，最終使電機(jī)轉(zhuǎn)速按設(shè)定的工藝要求進(jìn)行調(diào)整，并輸出符合設(shè)定條件的輸出物。該采樣器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)的介紹。


圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
參看圖1，從圖中可見，比例控制器(PID)、變頻器(VVVF)、驅(qū)動(dòng)器(電機(jī))和負(fù)載依次連接，輸出管道1連接在負(fù)載上。采樣器2包括一密閉壓力容器3，在它內(nèi)腔的下部壁上固定安裝著由第一隔板4和第二隔板5組成的第一緩沖結(jié)構(gòu)；在它內(nèi)腔的中部壁上固定安裝著由第三隔板6和第四隔板7組成的第二緩沖結(jié)構(gòu)；隔板4、5、6和7的形狀可以相同也可以不同，其作用是使進(jìn)入壓力容器3內(nèi)的輸出物(壓力氣體或壓力液體)改變流動(dòng)方向、從而消除其劇烈波動(dòng)，而在本實(shí)施例中，各隔板采用如圖所示的彎折板形狀。在壓力容器內(nèi)腔的上部壁上水平固定著一絲網(wǎng)板8，絲網(wǎng)板8里充填著金屬(如不銹鋼)或非金屬的碎屑(未示)，這些碎屑不與壓力容器3里的壓力氣體或壓力液體起反應(yīng)。此外，在第一隔板4下方的壓力容器3側(cè)壁上開有一與內(nèi)腔相通的輸入口9，通過一管道10使輸出管道1與該輸入口9連通。還有，在壓力容器3的頂部壁上開有一輸出口11，通過一端連接在輸出口11上、另一端通過控制閥13連接在壓力／電信號(hào)變換器14的輸入口上的管道15，而使變換器14與壓力容器3連通。變換器14的輸出端則與比例控制器(PID)連接。還有，在壓力容器3的底壁上安裝一排污閥12。整個(gè)采樣器2通過底座16而被固定支撐。
本實(shí)用新型的工作原理是，通過輸出管道1輸送的輸出物，例如壓力水，有一部分通過管道10和輸入口9而進(jìn)入壓力容器3的內(nèi)腔下部，它們隨著如圖所示的箭頭在壓力容器里運(yùn)行，并分別通過由第一隔板4和第二隔板5組成的第一緩沖結(jié)構(gòu)，由第三隔板6和第四隔板7組成的第二緩沖結(jié)構(gòu)，以及絲網(wǎng)板8。在這過程中，壓力水不斷碰撞各隔板和絲網(wǎng)板，從而使壓力不穩(wěn)定的水得到緩沖避震。需要說明的是，壓力容器3內(nèi)腔并不是真空的，而留有空氣。當(dāng)壓力水進(jìn)入壓力容器3里時(shí)，空氣被向壓力容器3的頂部壓縮，直至其獲得與壓力水同樣的壓力，而這個(gè)空氣壓力是比較穩(wěn)定的，并直接作用在變換器14上。這樣就使變換器14不會(huì)受到壓力水直接沖擊，而獲得非常穩(wěn)定的傳感信號(hào)，輸出的反饋傳遞函數(shù)也非常穩(wěn)定。如果輸出物的動(dòng)態(tài)狀況不符合設(shè)定的要求，那么反饋信號(hào)經(jīng)過處理后，就會(huì)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速或增開備用電機(jī)，直至輸出物獲合設(shè)定要求為止。由于增加了采樣器，反饋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)不僅快而且穩(wěn)定。
權(quán)利要求1.一種緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備，包括一與電源連接的變頻器(VVVF)，一與變頻器連接的電機(jī)，一傳送由電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載輸出的輸出物的輸出管道，一反映輸出物動(dòng)態(tài)情況的壓力/電信號(hào)變換器，以及一一端與壓力/電信號(hào)變換器連接、另一端輸出反映輸出物動(dòng)態(tài)情況信號(hào)的比例控制器(PID)，其特征在于，它還包括一下端與輸出管道連通、上端與所述壓力/電信號(hào)變換器連接的采樣器；所述采樣器包括一密閉壓力容器，一固定在壓力容器內(nèi)腔下部壁上、以改變輸出物流動(dòng)方向的第一緩沖結(jié)構(gòu)，一固定在壓力容器內(nèi)腔中部壁上、以再改變輸出物流動(dòng)方向的第二緩沖結(jié)構(gòu)，一水平固定在壓力容器上部壁上的、內(nèi)部充填著金屬或非金屬碎屑的絲網(wǎng)板，一位于壓力容器第一緩沖結(jié)構(gòu)下部側(cè)壁上的、通過管道與所述輸出管道連通的輸入口，以及一位于壓力容器頂部臂上的、通過管道與所述變換器輸入口連通的輸出口；此外，比例控制器(PID)輸出反映輸出物動(dòng)態(tài)情況信號(hào)的另一端連接在變頻器(VVVF)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備，其特征在于，第一緩沖結(jié)構(gòu)由分別固定在壓力容器內(nèi)腔下部壁上的第一隔板和第二隔板組成；第二緩沖結(jié)構(gòu)由分別固定在壓力容器內(nèi)腔中部壁上的第三隔板和第四隔板組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備，其特征在于，所述絲網(wǎng)板內(nèi)部充填著不銹鋼屑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備，其特征在于，在所述壓力容器底壁上安裝一排污閥。
專利摘要一種緩沖式壓力采樣閉環(huán)控制電機(jī)調(diào)速設(shè)備，它在輸出管路和壓力/電信號(hào)變換器之間加接一個(gè)緩沖式壓力采樣器，采樣器內(nèi)裝有緩沖避震結(jié)構(gòu)，從而使壓力/電信號(hào)變換器脫離輸出物的直接動(dòng)態(tài)沖擊，而能獲得穩(wěn)定的傳感信號(hào)。這樣，反饋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)不僅快而且穩(wěn)定。該采樣器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，效果十分明顯。
文檔編號(hào)G05D16/00GK2151490SQ9322518
公開日1993年12月29日 申請(qǐng)日期1993年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月19日
發(fā)明者陸敬民 申請(qǐng)人:陸敬民