专利名称：用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种密集烤房烤烟控制器。
背景技术：
随着烟叶质量的不断提高和烤烟生产组织形式变革，烤烟生产逐步向规模化、集约化、专业化的方向发展，我国烤房设备也在不断创新和发展，密集烤房已经成为烤烟生产可持续发展新形势下的发展方向。密集烤房控制器需要对烤房的温度和湿度控制，其中，湿度控制原理就是控制风门开度来调节湿度。密集烤房控制器通过控制直流电机传动减速齿轮转动，使得作为风门关闭和打开。当风门前一次运行动作(打开或者关闭)与紧跟着下一次运行动作不相同时，由于减速齿轮有间隙存在，即使直流电机转动相同的角度，风门打开 /关闭角度也不相同，这对湿度控制很不利，容易导致湿度控制偏差明显增大。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进， 提供用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置及其方法，以达到低成本精确打开风门开度的目的。为此，本发明采取以下技术方案。用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置，包括工频变压器、与工频变压器连接的整流滤波单元、与整流滤波单元输出端连接的电机驱动单元、与电机驱动单元相连的直流电机、与直流电机连接用于驱动风门的减速齿轮、与电机驱动单元相连用于控制电机工作的中央处理器，其特征在于还包括输出端与中央处理器相连的直流电机电流采样单元，所述的中央处理器设有根据直流电机电流采样单元获得的采样值确定减速齿轮运转时是否存在齿轮间隙的齿轮间隙补偿单元、与直流电机电流采样单元及齿轮间隙补偿单元相连用于计算直流电机工作时间的时间计算单元，所述的齿轮间隙补偿单元预存电机空载电流值，当直流采样单元获得的采样值小于或等于电机空载电流值时，则判断减速齿轮运转存在齿轮间隙，时间计算单元延长直流电机工作时间以补偿齿轮间隙。电机带动风门转动的减速齿轮在间隙期间，其直流电机电流比较小，利用该特征，可以通过采样直流电机电流判断该运行时是否处于间隙期间还是正常传动风门运转期间，因而，可以精确打开/关闭风门一定角度，省略了对风门角度的检测，降低成本，提高工作的稳定性及可靠性。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。所述的中央处理器设定时器以定时对直流电机的电流值进行采样以确定齿轮间隙补偿时间。所述的中央处理器连接一用于获取负载电压的整流滤波电压采样单元，所述的中央处理器设有电压补偿预设单元，电压采样模块获取的电压值与电压补偿预设单元设定的电压值相比较，若实际电压值大于或小于预设电压值时，减少或增加电机的运行时间以补偿电压的影响。所述的中央处理器设有堵转电流预设单元，当电流采样模块获取的电流值大于或等于堵转电流预设单元设定的电流值时，中央处理器控制电机驱动单元停止为电机供电实现电机的停转。用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿方法，其特征在于
1)中央处理器根据风门的指令运转开度计算直流电机通电时间；
2)中央处理器按计算得到的直流电机通电时间控制直流电机通电风门的正转或反转的运行时间；
3)在电机转动初始阶段，隔时对电机直流进行采样，若采样电流值小于或等于电机空载电流值时，判断减速齿轮运转存在齿轮间隙，延长直流电机工作时间以补偿齿轮间隙。中央处理器在步骤2获得的运行时间中设复数个由定时器控制的采样时间点冲央处理器控制电机启动时，同时启动定时器；每次定时器定时时间到时，采样直流电机的电流值，如果采样的电流值大于或者等于堵转电流值时，中央处理器控制电机停转；如果采样电流值小于或等于设定电机空载运转电流值时，延长电机运行时间，延长的时间为该采样时间点与前一采样时间点的时间间隔。堵转电流值为齿轮间隙运转电流值的30倍以上。堵转电流值为齿轮间隙运转电流值40倍。有益效果带动风门转动的减速齿轮在间隙期间，其直流电机电流比较小，利用该特征，可以通过采样直流电机电流判断该运行时是否处于间隙期间还是正常传动风门运转期间，因而，可以精确打开/关闭风门一定角度，省略了对风门角度的检测，降低成本，提高工作的稳定性及可靠性。
图1是本发明电路框图。图2为本发明电路图。
具体实施例方式以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。如图1所示，本发明包括工频变压器、与工频变压器连接的整流滤波单元、与整流滤波单元输出端连接的电机驱动单元、与电机驱动单元相连的直流电机、与直流电机连接用于驱动风门的减速齿轮，与电机驱动单元相连用于控制电机工作的中央处理器、输出端与中央处理器相连的直流电机电流采样单元，所述的中央处理器设有根据直流电机电流采样单元获得的采样值确定减速齿轮运转时是否存在齿轮间隙的齿轮间隙补偿单元、与直流电机电流采样单元及齿轮间隙补偿单元相连用于计算直流电机工作时间的时间计算单元， 所述的齿轮间隙补偿单元预存电机空载电流值，当直流采样单元获得的采样值小于或等于电机空载电流值时，则判断减速齿轮运转存在齿轮间隙，时间计算单元延长直流电机工作时间以补偿齿轮间隙。所述的中央处理器设定时器以定时对直流电机的电流值进行采样以确定齿轮间隙补偿时间。中央处理器连接一用于获取负载电压的整流滤波电压采样单元， 所述的中央处理器设有电压补偿预设单元，电压采样模块获取的电压值与电压补偿预设单元设定的电压值相比较，若实际电压值大于或小于预设电压值时，减少或增加电机的运行时间以补偿电压的影响。所述的中央处理器设有堵转电流预设单元，当电流采样模块获取的电流值大于或等于堵转电流预设单元设定的电流值时，中央处理器控制电机驱动单元停止为电机供电实现电机的停转。用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿方法，其包括以下步骤
1)中央处理器根据风门的指令运转开度计算直流电机通电时间；
2)中央处理器按计算得到的直流电机通电时间控制直流电机通电风门的正转或反转的运行时间；
3)在电机转动初始阶段，隔时对电机直流进行采样，若采样电流值小于或等于电机空载电流值时，判断减速齿轮运转存在齿轮间隙，延长直流电机工作时间以补偿齿轮间隙。其中，中央处理器在步骤2获得的运行时间中设复数个由定时器控制的采样时间点；中央处理器控制电机启动时，同时启动定时器；每次定时器定时时间到时，采样直流电机的电流值，如果采样的电流值大于或者等于堵转电流值时，中央处理器控制电机停转；如果采样电流值小于或等于设定电机空载运转电流值时，延长电机运行时间，延长的时间为该采样时间点与前一采样时间点的时间间隔。堵转电流值为齿轮间隙运转电流值的30倍以上，优选40倍。本发明的电路可如图2所示，包括工频变压器Tl、整流器D1、滤波电容C4、C5、电源管理芯片U3、第一继电器RY2、第二继电器RY4、直流电机Ml、电流采样电阻R9、分压电阻 R14、Rl5、CPU、风门，工频变压器T1与整流器D1相连接，整流器D1分别与滤波电容C4、C5、 电源管理芯片U3、第一继电器RY2、第二继电器RY4触点及分压电阻R15相连；第二继电器 RY4的触点另一端与继电器RY2的触点3、触点8相连接；第一继电器RY2的触点4与第一继电器RY2的触点7相连接；第一继电器RY2的触点5、触点6分别与直流电机Ml的两端相连接；分压电阻R15 —端与接地的分压电阻R14连接；分压电阻R15另一端进入到CPU的 A/D2 ；电阻RlO分别与一端接地的电流采样电阻R9、一端接地的电流采样分压电阻R12、一端与CPU的A/D1相连的电阻R13相连接；第一继电器RY2的线圈、第二继电器RY4的线圈与CPU相连以控制电机的正反转及工作时间，CPU的A/D1用于对电机的电流进行采样，CPU 的A/D2用于对电机的电压进行采样。其工作过程如下
1)采样当前输入直流电机的直流电压；
2)通过控制程序获取当前需要开的角度；
3)根据步骤1)、步骤2)计算出对直流电机通电时间，并根据定时器Tl的计算出直流电机复数个时间间隔T2 ；
4)根据控制程序需要对继电器RY2、继电器RY4线圈充电通过直流电机通电，使得风门的正转/反转，记录本次风门转动方向，并启动定时器Tl ；
5)每次定时器Tl时间到时，采样直流电机的电流值Al，如果电流值Al大于或者等于堵转电流值A2时，T2置0，如果电流值Al小于堵转电流值A2且大于设定齿轮间隙运转电流值A3时，T2减1 ；如果电流值Al小于或等于设定齿轮间隙运转电流值A3时，T2值不变化。如果T2为0则对继电器RY2、继电器RY4线圈断电，使得直流电机停止供电，风门停止运转。通过对电压的采样，可减少电压的高低对风门开启的影响。
权利要求
1.用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置，包括工频变压器、与工频变压器连接的整流滤波单元、与整流滤波单元输出端连接的电机驱动单元、与电机驱动单元相连的直流电机、与直流电机连接用于驱动风门的减速齿轮、与电机驱动单元相连用于控制电机工作的中央处理器，其特征在于还包括输出端与中央处理器相连的直流电机电流采样单元，所述的中央处理器设有根据直流电机电流采样单元获得的采样值确定减速齿轮运转时是否存在齿轮间隙的齿轮间隙补偿单元、与直流电机电流采样单元及齿轮间隙补偿单元相连用于计算直流电机工作时间的时间计算单元，所述的齿轮间隙补偿单元预存电机空载电流值，当直流电机电流采样单元获得的采样值小于或等于电机空载电流值时，则判断减速齿轮运转存在齿轮间隙，时间计算单元延长直流电机工作时间以补偿齿轮间隙。
2.根据权利要求1所述的用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置，其特征在于所述的中央处理器设定时器以定时对直流电机的电流值进行采样以确定齿轮间隙补偿时间。
3.根据权利要求2所述的用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置，其特征在于所述的中央处理器连接一用于获取负载电压的整流滤波电压采样单元，所述的中央处理器设有电压补偿预设单元，电压采样模块获取的电压值与电压补偿预设单元设定的电压值相比较，若实际电压值大于或小于预设电压值时，减少或增加电机的运行时间以补偿电压的影响。
4.根据权利要求3所述的用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置，其特征在于所述的中央处理器设有堵转电流预设单元，当电流采样模块获取的电流值大于或等于堵转电流预设单元设定的电流值时，中央处理器控制电机驱动单元停止为电机供电实现电机的停转。
5.用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿方法，其特征在于1)中央处理器根据风门的指令运转开度计算直流电机通电时间；2)中央处理器按计算得到的直流电机通电时间控制直流电机通电风门的正转或反转的运行时间；3)在电机转动初始阶段，隔时对电机直流进行采样，若采样电流值小于或等于电机空载电流值时，判断减速齿轮运转存在齿轮间隙，延长直流电机工作时间以补偿齿轮间隙。
6.根据权利要求5所述的用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿方法，其特征在于中央处理器在步骤2获得的运行时间中设复数个由定时器控制的采样时间点；中央处理器控制电机启动时，同时启动定时器；每次定时器定时时间到时，采样直流电机的电流值，如果采样的电流值大于或者等于堵转电流值时，中央处理器控制电机停转；如果采样电流值小于或等于设定电机空载运转电流值时，延长电机运行时间，延长的时间为该采样时间点与前一采样时间点的时间间隔。
7.根据权利要求6所述的用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿方法，其特征在于堵转电流值为齿轮间隙运转电流值的30倍以上。
8.根据权利要求7所述的用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿方法，其特征在于堵转电流值为齿轮间隙运转电流值40倍。
全文摘要
用于密集烤房控制器的风门齿轮间隙补偿装置及其方法，涉及一种密集烤房烤烟控制器。由于减速齿轮有间隙存在，即使直流电机转动相同的角度，风门打开/关闭角度也不相同，容易导致湿度控制偏差增大。本发明特征在于包括直流电机电流采样单元，中央处理器设有齿轮间隙补偿单元、与直流电机电流采样单元及齿轮间隙补偿单元相连用于计算直流电机工作时间的时间计算单元，所述的齿轮间隙补偿单元预存电机空载电流值，当直流采样单元获得的采样值小于或等于电机空载电流值时，则判断减速齿轮运转存在齿轮间隙，时间计算单元延长直流电机工作时间以补偿齿轮间隙。本发明可以精确打开/关闭风门一定角度，省略了对风门角度的检测。
文档编号H02P7/06GK102406228SQ20111041314
公开日2012年4月11日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者严伟灿, 付贵霖, 周立新, 廉晨龙 申请人:卧龙电气集团股份有限公司