一种基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法，包括以下步骤：拟合风机转速随电机电流值的变化曲线以及动叶角度随电机电流值的变化曲线；获取当前电机的电流值，然后根据当前电机的电流值利用步骤2)拟合得到的风机转速随电机电流值的变化曲线以及动叶角度随电机电流值的变化曲线，得风机转速的给定值及动叶角度的给定值，然后根据风机转速的给定值及动叶角度的给定值控制风机转速及动叶角度，实现基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机的控制，该方法能够提高风机的调节精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法
本专利技术涉及一种线性出力通风机控制方法，具体涉及一种基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法。
技术介绍
目前，火电厂锅炉辅机中，送风机、引风机、一次风机等大型风机，大多采用了动叶可调式轴流风机，这类风机的基本结构如图1所示。该型风机的驱动电机多数采用定频形式的普通电机，这意味着风机转速是固定值，无法进行调节。当风机出力需要调整的时候，就利用配套的液压油调节装置输出动力，使得叶轮上的每一叶片均绕着安装轴转动，如图2所示，实现叶片角度的连续变化，进而改变风机的出力。因叶片角度与其出力特性并非线性，所以动叶可调轴流式风机的出力，在不同叶片角度范围内，其变化率并非恒定值。实际使用过程中，在某一角度范围内，动叶安装角度变化较大，而风机出口风量、风压却变化幅度较少。但是在另一角度范围内，很小的动叶安装角度变化，就能引起风机出口风量、风压的大幅增加或减少。以上现象在目前在各电厂中普遍存在，这是由风机叶片的机械结构所造成的设备先天缺陷。风机出力与动叶角度的非线性相关关系，对于炉内燃烧的稳定具有不利影响。利用何种措施修正这一先天缺陷，使之成为出力平稳、调节范围内无跃变、出力与控制指令呈线性关系的风机，是未来风机优化改进的一个重要方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法，该方法能够提高风机的调节精度。为达到上述目的，本专利技术所述的基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法包括以下步骤：1)选择若干典型工况点，并通过实验获取各典型工况点的参数，其中，所述典型工况点的参数包括电机的电流值、风机转速及动叶的角度，建立电机电流值与风机转速及动叶角度之间的对应关系；2)拟合风机转速随电机电流值的变化曲线以及动叶角度随电机电流值的变化曲线；3)获取当前电机的电流值，然后根据当前电机的电流值利用步骤2)拟合得到的风机转速随电机电流值的变化曲线以及动叶角度随电机电流值的变化曲线，得风机转速的给定值及动叶角度的给定值，然后根据风机转速的给定值及动叶角度的给定值控制风机转速及动叶角度，实现基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机的控制。步骤2)中利用插值原理拟合风机转速随电机电流值的变化曲线以及动叶角度随电机电流值的变化曲线。利用风机转速表征风机的频率。利用变频器调节风机转速。利用液压油站调节动叶角度。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法在具体操作时，在现有动叶可调式轴流风机的基础上，通过检测若干经典型工况点处电机电流值与风机转速及动叶角度之间的对应关系，再通过拟合的方式绘制风机转速随电机电流值的变化曲线以及动叶角度随电机电流值的变化曲线，并根据风机转速随电机电流值的变化曲线以及动叶角度随电机电流值的变化曲线控制风机转速及动叶角度，以提高风机的调节精度，有效消除不同工况段内风机出力的跃变，使得风机出力与其控制指令达到真正的线性相关关系，同时兼顾风机节能与高效，实现设备综合效能的最优。附图说明图1为轴流式风机结构图；图2为动叶4安装角度调整图；图3为本专利技术中风机的控制结构示意图；图4a为风机转速随电机1电流值的变化曲线图；图4b为动叶4角度随电机1电流值的变化曲线图；图5a为电机1电流与风机转速的拟合函数图；图5b为电机1电流与动叶4角度的拟合函数图。其中，1为电机、2为变频器、3为液压油站、4为动叶。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图3，本专利技术所述的基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法包括以下步骤：1)选择若干典型工况点，并通过实验获取各典型工况点的参数，其中，所述典型工况点的参数包括电机1的电流值、风机转速及动叶4角度，建立电机1电流值与风机转速及动叶4角度之间的对应关系；某一工况点下，其确定的电机1的电流值I与风机转速P及动叶4角度D的具有对应关系，因此，该典型工况点X，就可以用Ix→(Px，Dx)的形式进行记录，若干点的记录如表1所示。表1工况点序号电机1电流风机转速(Hz)动叶4角度(％)0I0P0D01I1P1D12I2P2D23I3P3D3……n-1In-1Pn-1Dn-1nInPnDn上述工况点的参数需要通过实际试验获得，具体过程为：选定初始工况点选择风机启动后某个较小出力工况，作为初始工况，记录参数I1→(P1，D1)，例如，可选择风机转速为P1＝20Hz，动叶4的开度D1＝50％，以I2＝I1+5为第二个工况的风机电流值，通过动叶4与频率的交替、等幅增加(动叶4先开大1％，频率再增加1Hz，交替轮回)，调整风机的电流值逐渐接近I2值，恰好到达I2时，记录此时动叶4的开度D2与转速P2，就获得了第二个工况点参数I2→(P2，D2)，通过以上方法，能够获得足够多的数据点，将各参数点在图上标记，得图4a及图4b。2)拟合风机转速随电机1电流值的变化曲线以及动叶4角度随电机1电流值的变化曲线；利用插值原理，进行风机转速随电机1电流值的变化曲线以及动叶4角度随电机1电流值的变化曲线拟合，将风机转速随电机1电流值的变化曲线以及动叶4角度随电机1电流值的变化曲线作为风机出力的二维指令控制函数。利用插值原理，将有限次试验获得的工况点参数，利用拟合函数，扩展为无限个工况点组成的光滑曲线，然后，利用Excel等软件自带的曲线拟合功能，得到I＝f(P)和I＝f(D)两个指令控制函数，如图5所示，即任意一个电机1电流值(风机出力值)，都可以通过函数f(P)及f(D)，计算得到唯一确定的P值和D值。3)获取当前电机1电流值，然后根据当前电机1电流值利用步骤2)拟合得到的风机转速随电机1电流值的变化曲线以及动叶4角度随电机1电流值的变化曲线，得风机转速的给定值及动叶4角度的给定值，然后根据风机转速的给定值及动叶4角度的给定值控制风机转速及动叶4角度，实现基于动叶4转速耦合调节的线性出力通风机的控制。通过函数f(P)及f(D)实现In→(Pn，Dn)的转换，由于曲线的连续性，保证两个控制函数输出的“频率+动叶4”的二维控制指令，能够对风机的出力大小实现任意调节。利用风机转速表征风机的频率；利用变频器2调节风机转速；利用液压油站3调节动叶4角度。综上，本专利技术利用有限数据点，依靠曲线拟合手段，获得了“转速+动叶4”耦合调节控制函数，实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)选择若干典型工况点，并通过实验获取各典型工况点的参数，其中，所述典型工况点的参数包括电机(1)的电流值、风机转速及动叶(4)的角度，建立电机(1)电流值与风机转速及动叶(4)角度之间的对应关系；/n2)拟合风机转速随电机(1)电流值的变化曲线以及动叶(4)角度随电机(1)电流值的变化曲线；/n3)获取当前电机(1)的电流值，然后根据当前电机(1)的电流值利用步骤2)拟合得到的风机转速随电机(1)电流值的变化曲线以及动叶(4)角度随电机(1)电流值的变化曲线，得风机转速的给定值及动叶(4)角度的给定值，然后根据风机转速的给定值及动叶(4)角度的给定值控制风机转速及动叶(4)角度，实现基于动叶(4)转速耦合调节的线性出力通风机的控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于动叶转速耦合调节的线性出力通风机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选择若干典型工况点，并通过实验获取各典型工况点的参数，其中，所述典型工况点的参数包括电机(1)的电流值、风机转速及动叶(4)的角度，建立电机(1)电流值与风机转速及动叶(4)角度之间的对应关系；
2)拟合风机转速随电机(1)电流值的变化曲线以及动叶(4)角度随电机(1)电流值的变化曲线；
3)获取当前电机(1)的电流值，然后根据当前电机(1)的电流值利用步骤2)拟合得到的风机转速随电机(1)电流值的变化曲线以及动叶(4)角度随电机(1)电流值的变化曲线，得风机转速的给定值及动叶(4)角度的给定值，然后根据风机转速的给定值及动叶(4)角度的给定值控制风机转速及动叶(4)角度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，刘岗，赵如宇，伍刚，高景辉，孟颖琪，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61