[发明专利]基于转矩角控制的空压机变转速调节方法

摘要

基于转矩角控制的空压机变转速调节方法，属于空压机节能运行与电机运动控制领域，通过安装在管网或压力罐处的压力变送装置形成压力闭环控制，满足空压机工作时的压力要求；采用通用变频器，对空压机驱动用电励磁同步电机进行转速恒压频比开环调速，通过引入转矩角控制，抑制同步电机的失步与振荡，实现电机稳定运行，保证空压机与并联管网工况需求，实现对空压机变转速调节，进而节能运行；在出现空压机憋气等冲击负载时，灭磁单元进行灭磁切机，增强系统安全可靠性；本发明方法通过引入驱动电机转矩角闭环控制保证电机稳定，实现空压机变转速调节进而节能运行，同时采用通用变频器，降低变转速调节系统的成本，具有很强的使用价值。

主权项

1.基于转矩角控制的空压机变转速调节方法，其特征是，包括以下步骤：1）将转矩角测算装置与空压机上的进口流量计以及出口压力计相连接，并与转矩角控制装置相连接，然后转矩角控制装置经电压调节器及电流调节器分别与通用变频器及励磁调节单元相连接，在管网或容器罐中安装压力变送装置，压力变送装置再与PID调节器相连接，构成压力闭环控制系统；2）启动步骤1），将被测压力值经压力变送装置送到PID调节器中与给定压力值相比较，所得偏差经PID调节器处理后，得到电压信号U₁，将电压信号U₁送至电压调节器中，电压调节器调用预存的电机本身的U^*/f^*特性曲线，锁定与U₁匹配的特性曲线，并将其转化为相应的“占空比/频率”曲线，然后将该曲线信号送给通用变频器，提供所需的电压，控制同步电机转速，从而改变气体流量，既而改变管网或容器罐中的压力值，维持压力恒定；3）在步骤2）执行的过程中，空压机上的进口流量计以及出口压力计将各自测量得到的Q_a与P_c送给转矩角测算装置，转矩角测算装置通过调用空压机特性曲线模型P_c＝f(n，Q_a)，得出空压机转速n；4）根据步骤3）中得到的转速n，转矩角测算装置再调用速度传感器模型，得出与转速n相对应的感应电动势E_c，感应电动势E_c经波形变换与分频后，生成与端电压等频的正弦波两者通过比相处理后，得到角θ，最后通过角度变换得到转矩角δ；5）根据步骤4）中测算得出的转矩角δ，经过转矩角控制装置计算出转矩角偏差以及与转矩角相匹配的电压值分别送给电流调节器和电压调节器，然后将由调节器得来的信号分别送给励磁调节单元和通用变频器，从而控制转矩角的恒定，抑制冲击负载或其它扰动所带来的电机失步与振荡。