新型电机模块在磁力脱水槽控制系统中的应用:低温恒温水槽电机转速
时间：2019-01-03 03:22:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要: 本文介绍了一种采用新型电机控制模块来控制磁力脱水槽阀门控制电机的方法,设计中采用电机模块代替传统的固态继电器控制电机正反转,电机带动抓手抬升或下降排矿阀门。实践证明该方法解决了在矿山恶劣环境下固态继电器易出现故障的现象, 达到提高效率、节约能源的目的。
关键词: 电机控制模块 固态继电器 磁力脱水槽
磁力脱水槽也叫磁洗槽,它是一种磁力和重力联合作用的选别设备,广泛应用于磁选工艺中,用它脱去矿泥和细粒石,也可以作为过滤前的浓缩设备用。它主要由槽体、磁系、给矿筒、排矿阀门组成。在生产实践中,当正常状态下各工序的浆量、浓度、品位相对稳定时,磁力脱水槽的选别指标较好,而当给矿量等指标变化频繁时,磁力脱水槽选别指标则急剧恶化,进而影响到选别作业给矿的稳定。传统的人工操作是工人利用操作勾探测矿层深度和目测颜色的方法掌握矿层界面的位置,再凭经验调节排矿阀门以控制界面在合适范围之内。若操作不能准确及时,势必造成金属流失,精矿品位波动。磁力脱水槽指标受控制排矿阀门的电机影响较大,因此,采用合适的器件就可以对电机进行更高要求的控制,达到控制系统的要求。
一、控制系统组成
控制系统主要由51单片机、霍尔传感器、控制键盘、ATC2416存储器、LCD液晶显示电路、电机控制模块、单片机复位电路组成。
工作原理为:采用霍尔传感器检测浓度信号,把传感器放入脱水槽内部采集高斯量,检测的信号经内部电桥转换为电压信号,通过专用仪表放大器AD623进行放大。由于精度的关系采用V/F AD654的转换器进行V/F转换。信号经过光电耦合后减少了对系统的干扰,送入单片机的T2口。由于每个脱水槽的浓度不是一定的,因此采用键盘进行设置,每个键代表不同的意义,把键盘写入的数据存入EPROM。采集到的信号与写入存储器的数据进行比较来控制电机正反转控制模块的工作。设计中三相电机为星型连接,电机带动丝杠控制阀门的高度对排矿口进行调节,主要是控制排矿浓度、保证精矿的质量、提高效率、节约能源。为了现场显示更直观采用LCD显示采集的信号,通过频率的大小可以知道浓度的大小,方便对脱水槽的控制。系统用3位显示,最高可以测得1kHz的频率,现场的磁场浓度远小于这个浓度。显示部分采用液晶显示方式,人机交互界面效果更好。
二、电机控制器件介绍
早期的方法广泛采用固态继电器SSR。SSR是利用电子元件的开关特性来控制电路的断开和接通,与普通继电器一样,它的输入侧与输出侧之间是电绝缘的,与普通电磁继电器相比,SSR体积小,开关速度快,无机械触点,但在矿山恶劣的环境实际使用中效果未达到系统最佳要求。而随着科技水平的发展,更新型的电机控制器件出现了,RR型三相交流电机正反转控制模块较固态继电器SSR效果更好。采用模块式封装形式,其功能特点驱动三相电机正反转,过零开启,零电流关断,内部设有正反转自锁保护电路,数亿次(无触点)开关寿命(用于替代经常频繁开关的交流接触器),设有正反转工作状态LED指示。RR的驱动电压低,电流小,易于与计算机接口。因此作为自动控制的执行部件得到越来越广泛的应用。特别那些要求防爆、防震、防腐蚀的地方,如煤矿井下设备、油田和化工厂的电气控制设备,以及航天、航空、车辆、轮船等的控制设备中更显示出其优越性。散热底版采用纯铜嵌入,超薄高纯陶瓷工艺,采用金属镍来粘合,使用寿命长,散热效果极佳,专门用于三相交流电机正反转控制。我们采用新型的三相电机正反转控制模块。该模块采用单片机设计,输入与输出隔离,模块内已设置硬件互锁,有效地防止在同一时间内故态继电器的正反开关同时导通,双色发光二极管显示三相电机的转向。棕、黄、绿开路时为停车状态。由单片机对模块进行控制效果好,解决了SSR继电器易出现故障这一难题。
三、控制模块设计
排矿阀门控制系统的执行机构由单稳态触发器、电机控制模块、电机、手轮、丝杠、阀门组成。单片机发出的控制信号经抗干扰能力强的单稳态触发器转换为电平信号,该信号控制电机模块带动电机正反转。电机模块主要技术参数:负载电流3A―40A,负载电压380VAC±25%,控制电压12―24VDC,正反转切换时间≥0.05秒,相间绝缘电压>2000V,绝缘电压≥2000V,要求正反转控制信号时间间隔≥50ms,输入输出端隔离电压≥2000V。根据现场测试,我们选择电机控制模块为ZFM―0.75。电机模块控制电路由五条线,1、5为12V电源线,2、3、4受单稳态触发器控制。单片机发出正转指令时经单稳态触发器使电机模块的2、3线相连接带动电机正转。反转时2、4线相连接带动电机反转。电机接线方式为星接,功率为0.75kW,足以满足阀门开启的动力。电机安装在脱水槽上方,电机工作时带动手轮顺时针或逆时针旋转,电机的正反转时间可根据现场实际情况进行更改,出厂设定正转为4S,手轮旋转20°左右;反转为3S,手轮旋转15°左右。脱水槽用电机控制模块可完全替代SSR固态继电器,解决了SSR固态继电器故障状况。易于与计算机接口,因此电机控制模块作为自动控制的执行部件得到越来越广泛的应用。特别那些要求防爆、防震、防腐蚀的地方,电机控制模块更显示出其优越性。
电机控制模块结构图
本系统除自动控制外还设计了手动控制,可使系统更加灵活。在发现显示不正常或很长时间电机不运转(在显示正常且需要电机运转的条件下),应立即断电,改为手动方式。从380V的三相电引出一条线作为控制线,由转换开关控制系统的运行方式,当转换开关打到手动控制时,可以通过控制面板上的按扭控制脱水槽的运行,控制电机运行的电机模块是自动控制和手动控制共用的。
新型电机模块的运用解决了早期固态继电器SSR出现的精度不高、在恶劣环境下容易出现故障的缺点,提高了工作效率,降低了企业的成本。
参考文献:
[1]谢广元.选矿学.中国矿业出版社,2001.2.
[2]佟为明.现场总线技术.低压电器,2002.2.
[3]于永芳.检测技术.北京:机械工业出版社,1995.
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