基于线性驱动电路的铝电解用氧化铝自动加料系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝电解领域，具体是指基于线性驱动电路的铝电解用氧化铝自动加料系统。
【背景技术】
[0002]铝电解生产采用的是熔盐电解工艺，用铝电解槽作设备，氧化铝作电解原料，以冰晶石电解质溶解氧化铝经电化学反应生成金属铝。溶解在电解质中的氧化铝在电解过程中不断消耗，在铝电解槽上都有几个氧化铝料箱和几个氧化铝加料器以补充。现在的氧化铝加料器都是由气缸驱动的定容加料器。这种定容加料器有一个固定的容室，一个联动的进料口和出料口，气缸动作一个往返，加料器完成一次充料和排料，将料箱的氧化铝料，定量加到电解槽内。
[0003]在铝电解的过程中，氧化铝浓度变化对电解质的初晶温度、导电率都有较大影响，进而影响电解的温度和电能消耗，因此氧化铝浓度在铝电解生产过程是一个非常重要的控制参数，氧化铝浓度控制得当，就能获得优良的生产指标。为了提高生产效率，降低电能消耗，电解生产中就要尽可能降低氧化铝浓度的波动。然而，传统的氧化铝加料器只能单纯的对铝电解槽中进行添加氧化铝，而无法根据电解槽中氧化铝的浓度进行按需加料，这就无法很好的使氧化铝浓度维持稳定，使铝电解的电耗、物耗增加，降低效率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服传统的氧化铝加料器无法根据电解槽中氧化铝的浓度进行按需加料，不能很好的使氧化铝浓度维持稳定，使铝电解的电耗、物耗增加，降低效率的缺陷，提供一种基于线性驱动电路的铝电解用氧化铝自动加料系统。
[0005]本发明的目的用以下技术方案实现:基于线性驱动电路的铝电解用氧化铝自动加料系统，由浓度检测传感器，变频电机，与变频电机的动力输出轴相连接的氧化铝加压栗，设置在氧化铝加压栗进料口处的加料箱，进料口与氧化铝加压栗的出料口相连接的缓冲器，与缓冲器的出料口相连接的输料管，设置在缓冲器上的压力计，设置在输料管上的电磁阀，以及分别与电磁阀、变频电机和浓度检测传感器相连接的自动控制系统组成。
[0006]进一步的，所述自动控制系统则由变压器T，与变压器T原边的电感线圈L2相连接的电压输入电路，与电压输入电路相连接的信号触发电路，与信号触发电路相连接的逻辑开关电路，与变压器T副边的电感线圈L3相连接的电磁阀控制电路，以及与变压器T副边的电感线圈L4相连接的变频电机线性驱动电路组成；所述逻辑开关电路还与变压器T原边的电感线圈L2相连接。所述的变频电机线性驱动电路由驱动芯片U3，与驱动芯片U3相连接的副边电路和微处理电路组成。
[0007]所述的副边电路由三极管VT4，N极经电阻R10后与驱动芯片U3的VDD管脚相连接、P极则与变压器τ副边的电感线圈L4的非同名端相连接的二极管D7，一端与二极管D7的P极相连接、另一端则经电阻R9后与三极管VT4的集电极相连接的电阻R8，以及正极与驱动芯片U3的COMP管脚相连接、负极则与三极管VT4的基极相连接的电容C6组成；所述三极管VT4的集电极与变压器T副边的电感线圈L4的同名端相连接、其发射极和集电极则均与微处理电路相连接；所述驱动芯片U3的FB管脚与电阻R8和电阻R9的连接点相连接、其GND管脚、GD管脚以及CS管脚则均与微处理电路相连接。
[0008]所述微处理电路由场效应管M0S1，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14以及电容C7组成；所述电阻R12的一端与驱动芯片U3的GD管脚相连接、其另一端则与场效应管M0S1的栅极相连接；电阻R11则串接在三极管VT4的发射极和集电极之间；电阻R13的一端与场效应管M0S1的源极相连接、其另一端则经电阻R14后与三极管VT4的集电极相连接；所述电容C7的负极与三极管VT4的发射极相连接、其正极则与电阻R13和电阻R14的连接点相连接；所述驱动芯片U3的GND管脚与场效应管M0S1的漏极相连接、其CS管脚则与三极管VT4的发射极相连接；所述三极管VT4的集电极与场效应管M0S1的漏极共同形成驱动信号的输出端，该输出端与变频电机相连接。
[0009]所述电压输入电路由三极管VT1，三极管VT2，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与三极管VT1的基极一起形成该电压输入电路的输入端的电感L1，串接在三极管VT1的集电极和基极之间的电阻Rl，N极与三极管VT1的基极相连接、P极接地的稳压二极管D1，以及P极经电阻R2后与三极管VT1的发射极相连接、N极则与信号触发电路相连接的二极管D2组成；所述三极管VT1的集电极与变压器T原边的电感线圈L2的同名端相连接、其基极则与三极管VT2的集电极相连接、发射极则与三极管VT2的基极相连接；所述三极管VT2的发射极与二极管D2的P极相连接。
[0010]所述信号触发电路由处理芯片U1，N极顺次经电容C3和电容C2后与处理芯片U1的GROUND管脚相连接、P极则与处理芯片U1的VREF管脚相连接的二极管D4，N极与处理芯片U1的RT/CT管脚相连接、P极则经电容C1后与处理芯片U1的GROUND管脚相连接的二极管D3，以及正极与处理芯片U1的RFB管脚相连接、负极则经电阻R3后与逻辑开关电路相连接的电容C4组成；所述二极管D4的N极还与处理芯片U1的⑶RRENT管脚相连接；所述处理芯片U1的GROUND管脚接地，其VI管脚则与二极管D2的N极相连接，OUTPUT管脚则与逻辑开关电路相连接，其RFB管脚和CURRENT管脚一起形成信号输入端，该信号输入端则与浓度检测传感器的信号输出端相连接。
[0011]所述的逻辑开关电路由场效应管M0S，异或门P，电阻R4，电阻R5，电阻R6以及电阻R7组成；电阻R4串接在处理芯片U1的OUTPUT管脚和场效应管M0S的栅极之间；电阻R5的一端则与场效应管M0S的栅极相连接、其另一端则接地；所述异或门P的正极与场效应管M0S的漏极相连接、其负极则经电阻R7后接地、输出端则与变压器T原边的电感线圈L2的非同名端相连接；所述电阻R6的一端与场效应管M0S的源极相连接、其另一端则经电阻R7后与异或门P的负极相连接；所述场效应管M0S的源极还经电阻R3后与电容C4的负极相连接。
[0012]所述的电磁阀控制电路由三端稳压芯片U2，P极与变压器T副边的电感线圈L3的非同名端相连接、N极则与三端稳压芯片U2的IN管脚相连接的二极管D6，P极与变压器T副边的电感线圈L3的同名端相连接、N极则经电容C5后与三端稳压芯片U2的GND管脚相连接的二极管D5，以及一端与三端稳压芯片U2的OUT管脚相连接、另一端则与二极管D5的N极一起形成控制信号输出端的电感L5组成；该控制信号输出端则与电磁阀的控制端相连接。
[0013]为了达到更好的使用效果，所述的处理芯片U1优选为UC3843B集成电路，所述的三端稳压芯片U2则优选为79L09集成电路，所述的驱动芯片U3优选为CL1100集成电路。
[0014]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0015](1)本发明可以检测铝电解槽中氧化铝的浓度，当氧化铝的浓度偏低时则会自动向铝电解槽中加入氧化铝，当检测到铝电解槽中氧化铝的浓度足够时则会自动停止向铝电解槽中加入氧化铝，从而使铝电解过程中氧化铝的浓度维持稳定，避免因氧化铝的浓度不停波动而造成铝电解的电耗、物耗增加，降低效率。
[0016](2)本发明设置有自动控制系统，通过该自动控制系统可以自动控制整个加料过程，并且其控制精度高，避免因错误操作而给铝电解过程带来不良影响。
[0017](3)本发明通过变频电机线性驱动电路对电机进行驱动，其驱动平稳度更好，从而使氧化铝加压栗可以平稳的对氧化铝进行加压，使加料更加均匀。