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智能电动调节阀控制装置关键技术

发布时间:13-07-26 关注次数:

        该电动调节阀采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于5.5kW。用户可根据需要设定力矩特性，并可根据控制的阀设定速度。速度分多转式、直行程和角行程3种方式。控制系统是由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式和速度而定，并具有自动过流保护、过载超压、欠压、过热、缺相和堵转等保护功能。     该电动调节阀解决了几个关键性技术问题。
(1)阀门柔性开关
    柔性开关主要是保证阀门关闭或全开时不卡住与损伤。执行机构内部的微处理器根据测定的变频器输出电压和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优关闭，实现过力矩保护。
(2)阀位的极限位置判断
    阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统电动调节阀中，该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低，在运行中易松动，可靠性差。智能电动调节阀的极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即认为已达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全关闭或全开。该执行机构无机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调整。
(3)电机保护
    为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度过高，自动切断供电电源。温度传感器置于电机内部。
(4)准确定位
    传统的电动阀门在异步电机通电后，会很快达到其额定动作速度，当接近停止位置时，电机断电后，由于机械惯性，其阀不可能立即停下来，会出现不同程度的超程，这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。智能电动调节阀是根据当前位置与给定位置的差值，以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki，使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位，从而将超程降到最低。
(5)模拟信号的隔离
    由于变频器的直流电压以及输出的三相电压之间的地不一致，因此存在着较高的共模电压，为了保证系统的安全性，必须将它们彼此相互隔离。因此采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路(图1)，±15V和±12V为两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地，则运放A的输出端的电位将降低，因而光电耦合器的发光强度将增强，则使其集射极电压减小，最后使运放A的反相端的电位降低，回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地，也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。