[发明专利]通风机自动调频控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下通风机变频器的调频控制方法，具体地说涉及一种轴流式矿井主通风机变频器的自动调频控制方法，并涉及实施该方法所采用的自动调频控制装置。

背景技术

矿井通风机是矿井的关键设备，一方面，风机的正常、稳定运行直接影响到矿井生产和工人的人身安全；另一方面，风机又是耗电大户，通风机的耗电在整个煤矿生产中占有相当大的分量，因此需要对风机的风量进行有效地控制以达到节能的效果。传统上采用恒速电动机拖动风机，通过调节挡板或阀门来调节风机的风量，其功率损耗大，运行效率低。变频调速矿井主通风机是由变频器、电动机、风机等组成的机电一体化设备。采用变频调速技术后，可以根据矿井所需的风量来调节电动机转速，获得很好的控制性能和节能效果。采用变频调速的风量控制方式已逐步取代了风门、挡板、阀门的控制方式。

目前，通风机变频器的频率调节基本上为开环调节方式，频率调节由人工设置来完成。这样，就给通风机操作人员提出了很高的要求，操作人员难于根据现场情况给出合理的频率值。由于现场通风条件是在随时变化的，所以无法及时调节通风机变频器的频率，难以获得很好的控制性能和节能效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种通风机自动调频控制方法及其装置，它能够对通风机变频器的给定频率进行实时自动调控，使变频器工作在最佳频率工作范围内。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种通风机自动调频控制方法，风压传感器实时采集风机输出口的风压数据，并根据风压数据变换得到实际风量，将实际风量与给定风量进行比较，比较后得到风量偏差，将风量偏差送入PID控制器进行PID调节，PID控制器的输出信号作为通风机变频器的给定频率信号，通风机变频器的输出端连接通风机，进而调整通风机的转速和风量。

所述PID控制器的输入端还连接有通风机振动信号、电动机振动信号、通风机转速信号和通风机温度信号。

在所述的PID控制器中采用变结构PID控制算法进行调节。

一种通风机自动调频控制装置，它包括风压传感器，风压传感器将采集的风压数据通过信号变送模块转换成0—5V模拟信号送入数据采集卡，数据采集卡将0—5V模拟信号转变为数字信号后送入PID控制器，PID控制器调节后输出给定频率信号至通风机变频器，通风机变频器的输出端连接通风机，进而调整通风机的转速和风量。

在通风机的外壳上设置测试管，测试管内设置风压传感器。

PID控制器的输入端还连接有振动传感器、温度传感器和转速传感器；所述的振动传感器分别设置在风机和电动机外壳的水平和垂直方向上；所述的温度传感器包括轴承温度传感器和定子绕组温度传感器，二者均安装在电动机的内部；所述的转速传感器设置在电动机轴端部。

所述数据采集卡的输出端连接频率给定输出电路。

PID控制器位于工控机中，工控机输出端还连接有液晶显示器。

采用上述技术方案的本发明，具有以下优点：

（1）通风机自动调频控制装置可以实时显示通风机的工作状态，可以实时调节变频器的频率给定值，实现风量闭环调节，保证风量达到给定值要求，从而既满足矿井通风要求，又获取最佳节能效果和经济效益。

（2）进一步采用先进的变结构PID控制算法，根据现场风量和负压的情况，实时闭环调节变频器的给定频率，满足风量闭环调节的要求。这样，可以充分发挥变频器的节能作用，同时降低通风机操作的难度。

（3）通风机自动调频控制装置通过频率给定输出电路与变频器进行联系，频率给定输出电路支持模拟量输出和串行通信两种方式，并且与变频器实现隔离，不影响变频器的工作。

附图说明

图1为本发明中数据采集的原理框图。

图2为本发明外部接线原理图。

图3为本发明自动调频控制的原理框图。

具体实施方式