RU146749U1

RU146749U1 - ELECTROMECHANICAL FAN SYSTEM CONTROL DEVICE

Info

Publication number: RU146749U1
Application number: RU2014118129/12U
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Степанов; Мань Туан Нгуен
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2014-10-20

Abstract

Устройство управления электромеханической системой вентиляторной установки, содержащее программо-управлямый блок, датчик положения, дачик давления, вентиляторный модуль, два механизма передачи, блок задания давления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два двигателя, шесть датчиков тока, преобразователь, корректирующее устройство, вентильный коммутатор, причем преобразователь выполнен широтно-импулъсным, двигатели реактивно-вентильными, причем выходы программно-управляемого блока соединены с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого соединены с каждым из двух реактивно-вентильных двигателей, первые выходы которых соединены вентиляторным модулем, посредством механизмов передач соответственно, вторые выходы каждого реактивно-вентильного двигателя соединены каждый с входами трех датчиков тока, выходы шести датчиков тока соединены с входами корректирующего устройства, выход которого соединен с входом широтно-импульсного преобразователя, выходы которого соединены со вторыми входами вентильного коммутатора, а выход вентиляторного модуля соединен с входами датчика давления и датчика положения, выходы которых соединены с входами программно-управляемого блока, а выход блока задания давления связан с третьим входом программно-управляемого блока.A control device for an electromechanical system of a fan installation, comprising a programmable control unit, a position sensor, a pressure sensor, a fan module, two transmission mechanisms, a pressure setting unit, characterized in that two motors, six current sensors, a converter, and a correction device are additionally introduced into it, a gate switch, and the converter is pulse-width, the reactive valve motors, and the outputs of the software-controlled unit are connected to the first inputs of the valve nth switch, the outputs of which are connected to each of the two reactive-valve motors, the first outputs of which are connected by a fan module, by means of transmission mechanisms, respectively, the second outputs of each reactive-valve motor are each connected to the inputs of three current sensors, the outputs of six current sensors are connected to the inputs of the corrective a device whose output is connected to the input of a pulse-width converter, the outputs of which are connected to the second inputs of the valve switch, and the output of the fan m the module is connected to the inputs of the pressure sensor and the position sensor, the outputs of which are connected to the inputs of the software-controlled unit, and the output of the pressure setting unit is connected to the third input of the software-controlled unit.

Description

Техническое решение относится к вентиляторным установкам, а именно управлению режимом их работы, в частности для автоматического регулирования вентиляторных систем тоннельной вентиляции метрополитенов.The technical solution relates to fan installations, namely, the management of their operation mode, in particular for the automatic regulation of fan systems of tunnel ventilation of subways.

Известно устройство управления режимом вентиляторной установки (авт. св. N 1413248, кл. E21F 1/00, 1988), содержащее программно-управляемый блок согласования давлений, к входу которого подключен блок задании давления, установленные на выходе вентилятора датчик давления и датчик положения лопаток рабочего колеса, выходы которых соединены с входами блока согласования давлений, и датчик частоты вращения вала вентилятора, соединенный с вентилятором. Кроме того, устройство содержит программно-управляемый блок определения запаса устойчивости и вычитающие элементы, выходы которых через блоки управления углом поворота лопаток и управления скоростью вращения электропривода соединены с соответствующими исполнительными механизмами.A device for controlling the operation of a fan installation is known (ed. St. N 1413248, class E21F 1/00, 1988), which contains a program-controlled pressure matching unit, to the input of which a pressure setting unit is connected, a pressure sensor and a blade position sensor installed at the fan outlet an impeller, the outputs of which are connected to the inputs of the pressure matching unit, and a fan shaft speed sensor connected to the fan. In addition, the device contains a program-controlled block for determining the stability margin and subtractive elements, the outputs of which are connected to the corresponding actuators through the control units for the angle of rotation of the blades and control the speed of rotation of the electric drive.

Недостатком данного устройства является функциональная сложность и низкая надежность, а также невозможность его использования при повороте лопаток рабочего колеса вентилятора посредством инерционного исполнительного механизма.The disadvantage of this device is the functional complexity and low reliability, as well as the inability to use it when turning the blades of the impeller of the fan by means of an inertial actuator.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому является принятое в качестве прототипа устройство управления режимом работы вентиляторной установки (см. патент РФ N 2064587 по классу E21F 1/00 опубл. в БИ N 21 за 1996 г.), содержащее блок согласования давлений, к первому входу которого подключен блок задания давления. На выходе вентилятора установлены датчики давления, положения лопаток рабочего колеса и частоты вращения вала вентилятора. Известное устройство снабжено также блоком управления электромагнитной муфты, блоком питания, совмещенным с модулем плавного пуска, и блоком торможения, выполненным в виде реверсивного источника питания. Кроме того, оно снабжено блоком ограничения скорости поворота лопаток рабочего колеса, датчиком частоты вращения вала электродвигателя и блоком контроля разности скоростей вращения, при этом датчики частоты и блок контроля разности скоростей вращения объединены в блок частоты вращения.The closest in technical essence to the claimed is a device for controlling the operation mode of a fan unit adopted as a prototype (see RF patent N 2064587 in class E21F 1/00 publ. In BI N 21 for 1996), containing a pressure matching unit to the first input which is connected to the pressure setting unit. At the fan outlet, pressure sensors, impeller blade position and fan shaft speed sensors are installed. The known device is also equipped with an electromagnetic clutch control unit, a power supply unit combined with a soft start module, and a braking unit made in the form of a reversible power source. In addition, it is equipped with a unit for limiting the speed of rotation of the blades of the impeller, a sensor for the rotational speed of the motor shaft and a unit for monitoring the difference in rotational speeds, while the frequency sensors and the unit for monitoring the difference in rotational speeds are combined in a rotational speed unit.

Недостатком наиболее близкого технического решения является низкая надежность, не достаточная точность позиционирования лопаток рабочего колеса при повороте.The disadvantage of the closest technical solution is low reliability, insufficient accuracy of positioning of the impeller blades when turning.

Технической задачей предложенного решения является повышение надежности, точности позиционирования лопаток рабочего колеса при повороте и эффективности работы устройства управления электромеханической системой вентиляторной установки.The technical task of the proposed solution is to increase the reliability, positioning accuracy of the impeller blades when turning and the efficiency of the control device of the electromechanical system of the fan installation.

Поставленная задача достигается за счет того, что в предложенном техническом решении устройстве управления электромеханической системой вентиляторной установки, содержащей программо-управлямый блок, датчик положения, датчик давления, вентиляторный модуль, два механизма передачи, блок задания давления, дополнительно введены два двигателя, шесть датчиков тока, преобразователь, корректирующее устройство, вентильный коммутатор, причем преобразователь выполнен широтно-импульсным, двигатели реактивно-вентильными, причем выходы программно-управляемого блока соединены с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого соединены с каждым из двух реактивно-вентильных двигателей, первые выходы которых соединены вентиляторным модулем, посредством механизмов передач соответственно, вторые выхода каждого реактивно-вентильного двигателя соединены каждый с входами трех датчиков тока, выходы шести датчиков тока соединены с входами корректирующего устройства, выход которого соединен с входом широтно-импульсного преобразователя, выходы которого соединены со вторыми входами вентильного коммутатора, а выход вентиляторного модуля соединен с входами датчика давления и датчика положения, выходы которых соединены с входами программно-управляемого блока, а выход блока задания давления связан с третьим входом программно-управляемого блока..The task is achieved due to the fact that in the proposed technical solution, the control unit of the electromechanical system of the fan installation containing a program-controlled unit, a position sensor, a pressure sensor, a fan module, two transmission mechanisms, a pressure setting unit, two motors, six current sensors are additionally introduced , a converter, a correcting device, a valve switch, wherein the converter is pulse-width converter, reactive valve motors, and program outputs the non-controlled unit is connected to the first inputs of the valve switch, the outputs of which are connected to each of the two reactive valve motors, the first outputs of which are connected by the fan module, by means of gears, respectively, the second outputs of each reactive valve motor are each connected to the inputs of three current sensors, the outputs of six current sensors are connected to the inputs of the correction device, the output of which is connected to the input of the pulse-width converter, the outputs of which are connected to the second the inputs of the valve switch, and the output of the fan module is connected to the inputs of the pressure sensor and the position sensor, the outputs of which are connected to the inputs of the software-controlled unit, and the output of the pressure setting unit is connected to the third input of the software-controlled unit ..

На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства управления электромеханической системой вентиляторной установкиIn FIG. 1 shows a block diagram of a control device for an electromechanical system of a fan installation

Устройство управления электромеханической системой вентиляторной установки содержит программно-управляемый блок 1, выполненный в виде цифрового или аналогового регулятора, выходы которой связаны с первыми входами вентильного коммутатора 2, выходы которого связаны с входами каждого реактивно-вентильного двигателя главного 3 и реактивно-вентильного двигателя 4 (управляющего поворотом лопаток рабочего колеса), первые выходы которых связаны вентиляторной модулем 5, посредством механизмов передач 6 и 7 соответственно. Вторые выходы реактивно-вентильных двигателей 3 и 4 связаны с тремя датчиками тока 8 каждый. Все выходы датчиков тока 8 связаны с входами корректирующего устройства 9, выход которого связан с входом широтно-импульсного преобразователя 10, выходы которого связаны со вторыми входами вентильного коммутатора 2. Выход вентиляторного модуля 5 связан с входами датчика давления 11 и датчика положения 12 лопаток рабочего колеса вентилятора, выходы которых связаны с входами программно-управляемого блока 1. Выход блока задания давления 13 связан с третьим входом программно-управляемого блока 1.The control unit of the electromechanical system of the fan installation contains a program-controlled unit 1, made in the form of a digital or analog controller, the outputs of which are connected to the first inputs of the valve switch 2, the outputs of which are connected to the inputs of each reactive valve motor of the main 3 and the reactive valve motor 4 ( controlling the rotation of the blades of the impeller), the first outputs of which are connected by the fan module 5, by means of gears 6 and 7, respectively. The second outputs of the jet engines 3 and 4 are connected to three current sensors 8 each. All outputs of the current sensors 8 are connected to the inputs of the correcting device 9, the output of which is connected to the input of the pulse-width converter 10, the outputs of which are connected to the second inputs of the valve switch 2. The output of the fan module 5 is connected to the inputs of the pressure sensor 11 and the position sensor 12 of the impeller vanes fans, the outputs of which are connected to the inputs of the program-controlled unit 1. The output of the pressure setting unit 13 is connected to the third input of the program-controlled unit 1.

Устройство управления электромеханической системой вентиляторной установки работает следующим образом. На первый вход программно-управляемого блока 1 подают сигнал с блока задания давления 13 P_з(t) заданное значение давления в момент времени t. В то же время на первый и второй входы программно-управляемого блока 1 подают сигналы с датчика давления 11, датчика положения 12 лопаток рабочего колеса вентилятора. Фактическое значение давления, создаваемого вентиляторным модулем 5 P_ф(t), поступает на программно-управляемый блок 1 через главную обратную связь, включающую датчик давления 11. Управляющие сигналы из выходов программно-управляемого блока 1 регулируют ключи вентильного коммутатора 2. Напряжение постоянного тока из вентильного коммутатора 2 питают реактивно-вентильные двигатели 3 и 4, крутящие моменты из которых вызывают круговые вращения вентиляторного модуля 5, посредством механизмов передачи 7 и 6 соответственно. Для управления и снижения пульсации крутящего момента двух реактивно-вентильных двигателей 3 и 4 используют шесть датчиков тока 8, сигналы тока из которых поступают в корректирующее устройство 9, корректирующие сигналы из выхода корректирующего устройства 9 поступают в широтно-импульсный преобразователь 10, управляющие сигналы из которого регулируют ключи вентильного коммутатора 2.The control device of the electromechanical system of the fan unit operates as follows. At the first input of the program-controlled unit 1, a signal is supplied from the pressure setting unit 13 P _s (t), the set pressure value at time t. At the same time, the first and second inputs of the program-controlled unit 1 supply signals from a pressure sensor 11, a position sensor 12 of the blades of the fan impeller. The actual value of the pressure created by the fan module 5 P _f (t) is supplied to the program-controlled unit 1 through the main feedback including the pressure sensor 11. The control signals from the outputs of the program-controlled unit 1 regulate the keys of the valve switch 2. DC voltage from valve commutator 2 is fed by reactive valve motors 3 and 4, the torques of which cause circular rotation of the fan module 5, by means of transmission mechanisms 7 and 6, respectively. To control and reduce the ripple of the torque of two reactive valve engines 3 and 4, six current sensors 8 are used, the current signals from which are supplied to the correction device 9, the correction signals from the output of the correction device 9 are fed to a pulse-width converter 10, the control signals from which adjust the keys of the valve switch 2.

Если фактическое давление P_ф(t) больше заданного P_з(t), т.е. P_ф>P_з, программо-управлямого блока 1 выдает управляемый сигнал на реактивно-вентильные двигатели 3 и 4 через блок вентильного коммутатора 2, вследствие что уменьшается угол установки лопаток рабочего колеса, что приведет к снижению фактического давления приблизительно до уровня P_з, т.е. P_ф приблизительно равно Р_з.If the actual pressure P _f (t) is greater than the given P _z (t), i.e. P _f > P _s , the program-controlled unit 1 provides a controlled signal to the reactive valve motors 3 and 4 through the valve switch unit 2, due to which the installation angle of the impeller blades decreases, which will lead to a decrease in the actual pressure to approximately P _z , t .e. P _{f is} approximately equal to P _s .

Если фактическое давление P_ф в момент времени t будет меньше P_з, т.е. P_ф(t)<P_(t), программно-управляемый блока 1 выдает управляемый сигнал на реактивно-вентильные двигатели 3 и 4 через блок вентильного коммутатора 2, в результате чего угол установки лопаток рабочего колеса увеличивают и фактическое давление, возрастая, уравнивается с заданным, т.е. Pф приблизительно равно Pз.If the actual pressure P _f at time t will be less than P _s , i.e. P _f (t) <P _(t) , the program-controlled unit 1 provides a controlled signal to the reactive valve motors 3 and 4 through the valve switch unit 2, as a result of which the installation angle of the impeller blades increases and the actual pressure increases, equalizing with given, i.e. Pf is approximately equal to Pz.

Предложенное техническое решение устройства управления электромеханической системой вентиляторной установки позволило повышение точность позиционирования лопаток рабочего колеса вентилятора при повороте модуля и эффективность работы установки.The proposed technical solution of the control unit of the electromechanical system of the fan installation allowed to increase the accuracy of positioning of the blades of the impeller of the fan when the module is rotated and the efficiency of the installation.

Claims

Устройство управления электромеханической системой вентиляторной установки, содержащее программо-управлямый блок, датчик положения, дачик давления, вентиляторный модуль, два механизма передачи, блок задания давления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два двигателя, шесть датчиков тока, преобразователь, корректирующее устройство, вентильный коммутатор, причем преобразователь выполнен широтно-импулъсным, двигатели реактивно-вентильными, причем выходы программно-управляемого блока соединены с первыми входами вентильного коммутатора, выходы которого соединены с каждым из двух реактивно-вентильных двигателей, первые выходы которых соединены вентиляторным модулем, посредством механизмов передач соответственно, вторые выходы каждого реактивно-вентильного двигателя соединены каждый с входами трех датчиков тока, выходы шести датчиков тока соединены с входами корректирующего устройства, выход которого соединен с входом широтно-импульсного преобразователя, выходы которого соединены со вторыми входами вентильного коммутатора, а выход вентиляторного модуля соединен с входами датчика давления и датчика положения, выходы которых соединены с входами программно-управляемого блока, а выход блока задания давления связан с третьим входом программно-управляемого блока.

A control device for an electromechanical system of a fan installation, comprising a programmable control unit, a position sensor, a pressure sensor, a fan module, two transmission mechanisms, a pressure setting unit, characterized in that two motors, six current sensors, a converter, and a correction device are additionally introduced into it, a gate switch, and the converter is pulse-width, the reactive valve motors, and the outputs of the software-controlled unit are connected to the first inputs of the valve nth switch, the outputs of which are connected to each of the two reactive-valve motors, the first outputs of which are connected by a fan module, by means of transmission mechanisms, respectively, the second outputs of each reactive-valve motor are each connected to the inputs of three current sensors, the outputs of six current sensors are connected to the inputs of the corrective a device whose output is connected to the input of a pulse-width converter, the outputs of which are connected to the second inputs of the valve switch, and the output of the fan m the module is connected to the inputs of the pressure sensor and the position sensor, the outputs of which are connected to the inputs of the software-controlled unit, and the output of the pressure setting unit is connected to the third input of the software-controlled unit.