一种永磁变频木工多片锯机控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种永磁变频木工多片锯机控制系统，包括带动多片锯转动的主轴、主轴升降台、送料传送带、压轮以及输出单元；所述输出单元包括带动主轴转动的永磁电机、带动主轴升降台升降的主轴升降台异步电机、带动送料传送带转动的送料传送带异步电机和带动压轮升降的压轮升降异步电机；还包括一主控单元和人机交互单元；主控单元与输出单元和人机交互单元电连接；所述主控单元具有变频功能，可调整输出至输出单元的电压频率，主控单元内具有一补偿单元，补偿单元采集负载电流至主控单元，所述主控单元根据反馈电流自动调节输出电压；所述人机交互单元用于发送控制信号至所述主控单元执行动作，本发明专利技术能降低烧锯片和卡机的发生率，提高生产效率。

A Control System of Permanent Magnet Frequency Conversion Woodworking Multi-blade Sawing Machine

The invention relates to a permanent magnet frequency conversion woodworking multi-blade saw machine control system, which comprises a spindle, a spindle elevator, a feeding conveyor belt, a pressure wheel and an output unit that drives the rotation of the multi-blade saw; the output unit includes a permanent magnet motor that drives the rotation of the spindle, a spindle elevator asynchronous motor that drives the elevator of the spindle, a feeding conveyor belt asynchronous motor that drives the rotation of the feeding conveyor belt and an output unit. The main control unit is electrically connected with the output unit and the human-computer interaction unit. The main control unit has the function of frequency conversion and can adjust the voltage frequency output to the output unit. There is a compensation unit in the main control unit. The compensation unit collects load current to the main control unit, and the main control unit has the function of frequency conversion and can adjust the voltage frequency output to the output unit. The output voltage is automatically adjusted according to the feedback current, and the man-machine interaction unit is used to send the control signal to the main control unit to perform the action. The invention can reduce the incidence of burning saw blades and card machines and improve the production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种永磁变频木工多片锯机控制系统
本专利技术涉及一种木工多片锯机控制系统，具体涉及一种永磁变频木工多片锯机控制系统。
技术介绍
圆木多片锯经过这几年发展，由多片锯代替带锯的一大变革，大大提高了生产效率，提高了出材率，给木材加工厂带来很好的经济效益；如申请号为“CN201320164575.8”的专利提出的一种原木多片锯床，通过压紧导航输出部件的压紧导航机构及出料导件之间的结构配合，使压紧导航机构始终能将已切割成型的片材木料紧压于出料导件上，防止已切割成型的片材木料松散，保护锯片部件，保证产品正常使用，确保使用质量效果；而且，该压紧导航机构与出料导件分别与驱动部件连接，保证有足够的拉动力，使已切割成型的片材木料自动化地稳定地出料，避免人工拉料，节省人力物力，提高生产效率，降低成本投入，且有效减小安全隐患；但是在实际使用上，这种原木锯床采用单一的异步电机作为驱动电机驱动多片锯，使用时会遇到烧锯片、卡机、满负荷过载时电机转速下降导致电机烧坏的问题，有一些山区受电网的波动影响还会电机的性能，并且因为受国外电压、频率跟国内电压不一样影响，还需要定制特殊电压特殊频率的电机，在选择上增加了成本及不便利，且在切割原木时有湿料和干料，有硬有软，有些大功率的电机而且电能消耗很大，对整个电网的影响波动很大，现有的异步电机不能满足木材加工厂木材切割需要，导致电机输出功率不足及烧坏的情况比比皆是。如申请号为“CN201310367708.6”提出的一种木工全自动多功能多片锯切割机，每片锯片分别由一个电机驱动，不仅能够降低电机的功率能耗，而且可以根据生产加工要求选择锯片进行切割，实现木材切边切齐、木板切成木条、木条切成木方等多个功能；并且使用了变频电机，可以调节切割机的切割速度；但是这种切割机在使用时，虽然采用了变频电机可以进行调速，因为多片锯的转速以及传送带的转速还需要认为调整，在实际使用上，人工并不好把控每个电机的转速，所以烧锯片、卡机、满负荷过载时电机转速下降导致电机烧坏的问题并没有得到改善。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种节能高效的永磁变频木工多片锯机设备的控制系统，改变现有技术中的不良状况，响应国家节能减排的号召，解决了木工设备由于电网电压的不稳定而影响电机工作的难题。本专利技术的技术方案如下：一种永磁变频木工多片锯机控制系统，包括带动多片锯转动的主轴、主轴升降台、送料传送带、压轮以及输出单元；所述输出单元包括带动主轴转动的永磁电机、带动主轴升降台升降的主轴升降台异步电机、带动送料传送带转动的送料传送带异步电机和带动压轮升降的压轮升降异步电机；还包括一主控单元和人机交互单元；所述主控单元与输出单元和人机交互单元电连接；所述主控单元连接市电取电，其具有变频功能，可调整输出至输出单元的电压频率，所述主控单元内具有一补偿单元，所述补偿单元采集输出至永磁电机的负载电流反馈至主控单元，所述主控单元根据反馈的负载电流自动调节输出电压；所述人机交互单元用于发送控制信号至所述主控单元，所述主控单元根据控制信号执行动作。进一步的，所述人机交互单元包括复数个控制开关以及触摸控制屏；各所述控制开关用于输入控制指令至主控单元，所述主控单元根据控制指令执行相应动作；所述触摸控制屏输入控制指令及调节指令至所述主控单元，所述主控单元根据控制指令执行相应动作，根据调节指令改变内部参数。进一步的，所述主控单元包括整流模块、滤波模块、参数控制模块、变频模块、永磁逆变输出模块和异步逆变输出模块；所述整流模块的输入端连接市电，将市电整流成直流电，整流模块的输出端连接所述滤波模块的输入端，所述滤波模块滤除输入电压的杂波，滤波模块的输出端通过参数控制模块连接所述变频模块的输入端，所述参数控制模块与所述人机交互单元电连接，所述人机交互单元通过所述参数控制模块调节输出电压的参数；所述变频模块的输出端连接所述永磁逆变输出模块的输入端和所述异步逆变输出模块的输入端，所述变频模块用于改变输出至永磁逆变输出模块和异步逆变输出模块电压频率；所述永磁逆变输出模块的输出端连接所述永磁电机，向所述永磁电机输出启动电压；所述异步逆变输出模块的输出端连接所述主轴升降异步电机、送料异步电机和压轮升降异步电机向所述主轴升降异步电机、送料异步电机和压轮升降异步电机输出启动电压。进一步的，所述主轴升降异步电机、送料异步电机和压轮升降异步电机通过一三档转换开关与所述异步逆变输出模块的输出端电连接；所述三档转换开关的输入端与所述异步逆变输出模块的输出端电连接，所述三档转换开关的三个输出触点分别电连接所述主轴升降异步电机、送料异步电机和压轮升降异步电机的输入端。进一步的，所述变频模块包括转矩角计算模块和电压空间矢量发生器；所述转矩角计算模块接收参数控制模块输入的电压信号，计算所需电机转矩角送入所述电压空间矢量发生器，所述电压空间矢量发生器根据电机转矩角改变输出至永磁逆变输出模块的电压空间矢量。进一步的，所述变频模块还包括坐标变换模块、电流调节器和振荡抑制模块；所述永磁逆变输出模块的输出端设有一用于采样输出端三相电流的电流互感器，所述电流互感器发送三相电流至所述坐标变换模块和所述振荡抑制模块，所述坐标变换模块接收所述电压空间矢量发生器输出电压的坐标变换角，将三相电流整合成两相旋转坐标电流输出至所述电压空间矢量发生器和所述电流调节器，所述电流调节器根据两相旋转坐标电流向所述电压空间矢量发生器补偿电压分量，以确保电流矢量在幅值、方向上都正确实施；所述电压空间矢量发生器根据两相旋转坐标电流与补偿电压分量改变输出电压的电压空间矢量；所述振荡抑制模块采集永磁逆变输出模块的定子电压，根据反馈的三相电流，向所述永磁逆变输出模块补偿定子频率，确保电机运行的稳定性。进一步的，所述补偿单元分别与所述电流互感器以及所述电压空间矢量计算模块电连接，采样所述电流互感器反馈的电流，并向所述电压空间矢量计算模块补偿动态补偿电压。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术采用永磁电机驱动多片锯的主轴，永磁电机在空载时电机所消耗的电能比异步电机消耗的电能小得多，而在加载过程中最大功率输出的时间短，这样在整个使用过程中不需要消耗太多的电能，而达到节能的效果，由于永磁电机输出是恒定的转速和扭矩，不会导致电机所设定的转速下降，降低烧锯片和卡机的发生率，大大提高了生产效率。2、本专利技术提供一种节能高效永磁变频木工多片锯机设备的控制系统，该系统通过对供电频率进行改变来实现永磁电机运转速度率的自动调节，永磁电机的转速通过人机交互单元可以任意更改，使转速适合木材切割需要的转速，满足不同木材的需要。3、通过补偿单元，向电压空间矢量计算模块补偿动态补偿电压，达到输出电压自动调节，实现系统在工作时根据负载大小动态调整永磁电机及送料传送带异步电机转速。4、本专利技术的电压空间矢量计算模块根据电机稳态模型、动态电压补偿和电机转矩角计算电压空间矢量；该模块可以认为是前馈控制与补偿控制的结合，即根据电机稳态模型完成前馈控制、根据动态电压补偿消除因电机参数不匹配、温漂、建模误差等造成的影响；电流调节模块产生补偿电压分量，以确保电流矢量在幅值、方向上都正确实施；振荡抑制模块根据电机功率扰动的小信号分析模型，动态补偿定子频率，以确保电机运行的稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁变频木工多片锯机控制系统，其特征在于：包括带动多片锯转动的主轴（101）、主轴升降台（102）、送料传送带（103）、压轮（104）以及输出单元（2）；所述输出单元（2）包括带动主轴（101）转动的永磁电机（121）、带动主轴升降台（102）升降的主轴升降台异步电机（122）、带动送料传送带（103）转动的送料传送带异步电机（123）和带动压轮（104）升降的压轮升降异步电机（124）；还包括一主控单元（1）和人机交互单元（3）；所述主控单元（1）与输出单元（2）和人机交互单元（3）电连接；所述主控单元（1）连接市电取电，其具有变频功能，可调整输出至输出单元（2）的电压频率，所述主控单元（1）内具有一补偿单元（17），所述补偿单元（17）采集输出至永磁电机（121）的负载电流反馈至主控单元（1），所述主控单元（1）根据反馈的负载电流自动调节输出电压；所述人机交互单元（3）用于发送控制信号至所述主控单元（1），所述主控单元（1）根据控制信号执行动作。

【技术特征摘要】
1.一种永磁变频木工多片锯机控制系统，其特征在于：包括带动多片锯转动的主轴（101）、主轴升降台（102）、送料传送带（103）、压轮（104）以及输出单元（2）；所述输出单元（2）包括带动主轴（101）转动的永磁电机（121）、带动主轴升降台（102）升降的主轴升降台异步电机（122）、带动送料传送带（103）转动的送料传送带异步电机（123）和带动压轮（104）升降的压轮升降异步电机（124）；还包括一主控单元（1）和人机交互单元（3）；所述主控单元（1）与输出单元（2）和人机交互单元（3）电连接；所述主控单元（1）连接市电取电，其具有变频功能，可调整输出至输出单元（2）的电压频率，所述主控单元（1）内具有一补偿单元（17），所述补偿单元（17）采集输出至永磁电机（121）的负载电流反馈至主控单元（1），所述主控单元（1）根据反馈的负载电流自动调节输出电压；所述人机交互单元（3）用于发送控制信号至所述主控单元（1），所述主控单元（1）根据控制信号执行动作。2.根据权利要求1所述的一种永磁变频木工多片锯机控制系统，其特征在于：所述人机交互单元（3）包括复数个控制开关（31）以及触摸控制屏（32）；各所述控制开关（31）用于输入控制指令至主控单元（1），所述主控单元（1）根据控制指令执行相应动作；所述触摸控制屏（32）输入控制指令及调节指令至所述主控单元（1），所述主控单元根据控制指令执行相应动作，根据调节指令改变内部参数。3.根据权利要求2所述的一种永磁变频木工多片锯机控制系统，其特征在于：所述主控单元（1）包括整流模块（11）、滤波模块（12）、参数控制模块（13）、变频模块（14）、永磁逆变输出模块（15）和异步逆变输出模块（16）；所述整流模块（11）的输入端连接市电，将市电整流成直流电，整流模块（11）的输出端连接所述滤波模块（12）的输入端，所述滤波模块（12）滤除输入电压的杂波，滤波模块（12）的输出端通过参数控制模块（13）连接所述变频模块（14）的输入端，所述参数控制模块（13）与所述人机交互单元（3）电连接，所述人机交互单元（3）通过所述参数控制模块（13）调节输出电压的参数；所述变频模块（14）的输出端连接所述永磁逆变输出模块（15）的输入端和所述异步逆变输出模块（16）的输入端，所述变频模块（14）用于改变输出至永磁逆变输出模块（15）和异步逆变输出模块（16）电压频率；所述永磁逆变输出模块（15）的输出端连接所述永磁电机（121），向所述永磁电机（121）输出启动电压；所述异步逆变输出模块（16...

【专利技术属性】
技术研发人员：周富群，
申请(专利权)人：福建省得力机电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35