专利名称：一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变频控制的振动磨，特别是一种能产生高振动强度(简称高振强)的多波变正弦曲线变频控制振动磨，属于振动利用工程技术领域。
背景技术：
机械法制备细粉及超细超微粉体，具有工艺简单、产量大、成本低等特点，振动磨是一种超细超微粉体制备设备，在连续作业的条件下.其产品粒度可达微米、亚微米或更细，相对于其它同类作业设备而言，振动磨在机械法制备超细超微粉体方面具有独特的优势，不仅成本低、能耗小，且产品具有极高的机械活性和机械化学效应，为诸多新材料高质量的合成、制备提供了条件。振动磨虽具有上述优点，但其自身效率偏低、能耗较高、零部件寿命较短，特别是超硬超微粉体的颗粒不细化、硬团聚问题一直为人们所困扰。多年来，国际上振动磨研究的切入点之一是能量分布与乏能区问题。由于重力场的作用，在振强较低的情况下，不可能从根本上改变介质能量过于偏心分布的情况。振动磨在振强f彡6时，才有细磨作用，故通常取f = 6 10，一般f >10时称为高振强系统，K >16时称为超高振强系统。振动磨中介质的能量取决于介质的运动状态，从提高介质的能量传递率出发，提高振强是一种有效的办法。国内外关于振动磨振强的报道很多，我国研究者钱汝中等认为对于高硬物料， 振强f值小于3几乎不能产生粉碎作用，大于7时才有较好的粉碎效果；振强f值，德国 Humboldt公司研制的I^lla型振动磨达6_8，日本中央化工机株式会社的CH-50型振动磨达4-8，美国ALLIS-CHAIMERS公司的双电机式振动磨达9. 6，德国Gock的偏心振动磨达10 ； 我国研制的WGM-3型振动磨达9、MGZ-1型振动磨达15，但上述研究均未涉及采用某种控制方法能产生高振强的振动磨。
发明内容本实用新型目的是针对现有技术的不足之处，提供一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨，在进行理论分析和实验的基础上，采用多波变正弦曲线变频编程来控制振动磨，目的是使振动磨中能产生适当的高振强、瞬态超高振强，以提高振动磨自身效率、降低能耗、延长零部件寿命，解决一般硬度及超硬材料超微粉体的颗粒细化与解团
聚ο本实用新型的一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨是采取以下技术方案实现一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨由电源、变频器、振动磨、传感器、记录分析仪组成，变频器接线一端与电源相连接，变频器接线另一端与振动磨的驱动电机相连接；变频器上可以进行多点频率的变化输入，以使电机的输入频率按照设定的规律变化，从而驱动振动磨系统工作；传感器依靠磁力置于振动磨磨筒上，传感器搭配积分电荷放大器使用，可将检测的加速度信号及二次积分即振幅信号，传输给记录分析仪，进而可以记录振动磨的振强、振幅变化曲线，便于调整变频曲线的变化规律，进行控制程序编制， 实施对振动磨机实施变频控制。一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨的变频控制方法实施步骤1)选择与设置变频曲线多波变正弦曲线振频递增递减循环周期的振频时间变化规律，具有如下特点选用正弦曲线而不是余弦或其他曲线，是由于其具有的连续性、无突变等特性，可增加系统的稳定性；采用多波变正弦曲线达到变波周期、变波峰值是振动磨粉磨工作多频多幅的需要；振频递增递减则分别可产生系统所需的高振强及大振幅，以实现振动磨超细超微粉碎中的颗粒细化和解团聚。2)设置循环周期多波循环为奇数波周期，即7、9、11波…，是便于实现高振强的超前控制；波峰值前半周期递增、后半周期递减循环，中位波峰值最大，且递增递减循环关于循环周期中点对称；当各正弦波波峰值较小时取波周期稍长，较大时取波周期稍短。实际运行的振动磨系统，由变频控制器控制，按预设的程序运行，由于系统的混沌特性，可能与设置的波峰值相差较大，设置时在递增段须采取循序渐进模式，观测记录振频、振强、振幅数据，最终确定波峰值及作用时间，以保障系统的安全运行。3)编制控制程序若循环周期为9波，设置时间对应输出振频的正弦变化图，其对应点坐标信息设置于一表；若一个主循环取其振频均值为50赫兹，由9波变正弦曲线组成， 设第一正弦曲线波周期为20s，变化幅度为IOHz ；第二正弦曲线波周期为16s，以此类推，则可得各波曲线及总的变正弦曲线振频循环图；据此图可在变频控制器上进行按点的坐标依次输入，完成控制程序编制。4)程序运行与调整完成上述步骤后，检查接线情况，通电运行电源接入变频器后，按照预先设置的变频曲线，实现各个端点的频率输出，传输给振动磨的驱动电机，使电机的输入频率按照设定的规律变化，从而驱动振动磨系统工作；传感器依靠磁力置于振动磨磨筒上，传感器搭配积分电荷放大器使用，可将检测的加速度信号及二次积分即振幅信号，传输给记录分析仪，进而可以记录振动磨的振强、振幅变化曲线，依据记录分析仪的振强、振幅记录，分析振动磨振强对粉磨细化、解团聚的效果，适当调整变频曲线的参数，以实现节能降耗的目的。本实用新型的有益效果根据实施例运行的实验数据分析，可以看出振频输出曲线的变化，说明实施多波变正弦曲线振频递增递减循环变频控制，可使系统产生具有一定作用时间的高振强、超高振强或大振幅，实现预期的多幅多频效果，能显著提高振动磨自身效率、降低能耗、延长零部件寿命，并可实现一般硬度及超硬材料超微粉体的颗粒细化与解团聚。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明图1 一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨结构示意图。图2本实用新型变正弦递增递减循环变频控制示意图。图3本实用新型变频器输出振频曲线示意图。
具体实施方式
参照附图1 3，一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨，其特征在于由电源、变频器、振动磨、传感器、记录分析仪组成，变频器接线一端与电源相连接，变频器接线另一端与振动磨的驱动电机相连接；变频器上可以进行多点频率的变化输入，以使电机的输入频率按照设定的规律变化，从而驱动振动磨系统工作；传感器依靠磁力置于振动磨磨筒上，传感器搭配积分电荷放大器使用，可将检测的加速度信号及二次积分即振幅信号，传输给记录分析仪，进而可以确定振动磨的振强、振幅变化曲线，便于调整变频器的变化规律，进行控制程序编制，实施对振动磨机实施变频控制。由图1可知，振动磨系统由电源、变频器、振动磨、传感器、记录分析仪5部分组成， 分别选用380V电源、四方电气C300系列4T0007型变频器、GZM-2型振动磨、北戴河YD64型压电加速度传感器、HOBO Pendant G加速度记录分析仪。变频器接线一端与电源相连接，一端与振动磨的驱动电机相连接，变频器上可以进行多点频率的变化输入，以使电机的输入频率按照设定的规律变化；压电加速度传感器依靠磁力置于振动磨磨筒上，传感器搭配积分电荷放大器使用，可将检测的加速度信号及二次积分即振幅信号，传输给记录分析仪，进而可以确定振动磨的振强、振幅变化曲线，便于调整变频器的变化规律，进行控制程序编制，实施对振动磨机实施变频控制。根据现场环境，对变频器进行合适的参数设置，通过变频程序控制，实现程序控制的功能；利用置于筒体上的传感器完成振强和振幅信号采集，以实现最佳的振动研磨效果， 同时保证振动磨机运行安全可靠。一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨的变频控制方法的实施步骤1)选择与设置变频曲线多波变正弦曲线振频递增递减循环周期的振频时间变化规律，具有如下特点选用正弦曲线而不是余弦或其他曲线，是由于其具有的连续性、无突变等特性，可增加系统的稳定性；采用多波变正弦曲线达到变波周期、变波峰值是振动磨粉磨工作多频多幅的需要；振频递增递减则分别可产生系统所需的高振强及大振幅，以实现振动磨超细超微粉碎中的颗粒细化和解团聚。2)设置循环周期多波循环为奇数波周期，即7、9、11波…，是便于实现高振强的超前控制；波峰值前半周期递增、后半周期递减循环，中位波峰值最大，且递增递减循环关于循环周期中点对称；当各正弦波波峰值较小时取波周期稍长，较大时取波周期稍短。实际运行的振动磨系统，由变频控制器控制，按预设的程序运行，由于系统的混沌特性，可能与设置的波峰值相差较大，设置时在递增段须采取循序渐进模式，观测记录振频、振强、振幅数据，最终确定波峰值及作用时间，以保障系统的安全运行。3)编制控制程序若循环周期为9波，设置时间对应输出振频的正弦变化图，其对应点坐标信息设置于一表；若一个主循环取其振频均值为50赫兹，由9波变正弦曲线组成， 设第一正弦曲线波周期为20s，变化幅度为IOHz ；第二正弦曲线波周期为16s，以此类推，则可得各波曲线及总的9波变正弦曲线振频循环图；据此图可在变频控制器上进行按点的坐标依次输入，完成控制程序编制。4)程序运行与调整完成上述步骤后，检查接线情况，通电运行电源接入变频器后，按照预先设置的变频曲线，实现各个端点的频率输出，传输给振动磨的驱动电机，使电机的输入频率按照设定的规律变化，从而驱动振动磨系统工作；传感器依靠磁力置于振动磨磨筒上，传感器搭配积分电荷放大器使用，可将检测的加速度信号及二次积分即振幅信号，传输给记录分析仪，进而可以记录振动磨的振强、振幅变化曲线，依据记录分析仪的振强、振幅记录，分析振动磨振强对粉磨细化、解团聚的效果，适当调整变频曲线的参数，以实现节能降耗的目的。图2-3为本实用新型的实施例。图2为一个变正弦递增递减循环控制设置图例，通过程序设计控制变频器，实现多波段变正弦振频曲线控制振动磨机。图中设为9波段循环周期，则前5波正弦曲线振频递增，中位波为中波振频最高，后4波正弦曲线振频递减，如此循环以实现多重变化、多频多幅的振动粉碎效果。同时每波正弦曲线振频都可以在线修改，能够边调试边修改，以求达到最佳振动效果。图3为实施例的变频器输出频率曲线图，为实现上述的主循环功能，设置时间对应输出振频的正弦变化图，其对应点坐标信息设置于一表，其中一个主循环由9波段变正弦曲线组成，依次为50+ IOsin (Λ/10)、
50 + 15sin ( M/8)、50 + 2Osm < 对/6)、50 + 25sin ( Λ Α)、50 + 3Osin ( Mit)、50 + 25sin ( Mf4)
、50 + 20sm (M/6) >50+15sm C >50 + 1 Osm ( λ/10),即第一正弦曲线波周期为 20s,
变化幅度为IOHz ；第二正弦曲线波周期为16s，变化幅度为15Hz ；第三正弦曲线波周期为 12s，变化幅度为20Hz ；第四正弦曲线波周期为8s，变化幅度为25Hz ；第五正弦曲线波周期为4s，变化幅度为30Hz，根据对称性，第六 九正弦曲线同第四 一正弦曲线波周期及变化幅度，形成9波周期循环。当然，也可以实施7或11等多波周期循环，变化幅度可根据具体工况试选，不再赘述。本实用新型经过多次调试后振动磨机实施工作运行，未出现异常，说明调试后振动磨；实验结果表明，本发明完全符合设计要求。本实用新型的实施例是在GZM-2型振动磨中，应用多波变正弦曲线变频控制程序，进行变频控制试验后，证实多波变正弦曲线变频控制振动磨不仅可使系统产生具有一定作用时间的高振强、超高振强，达到预期的多幅多频效果，且实现了粉体超微粉碎，解决了超微粉体颗粒不细化、硬团聚问题，同时缩短粉碎时间，降低了单位能耗，提高了轴承等易损件的寿命。
权利要求1.一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨，其特征在于由电源、变频器、 振动磨、传感器、记录分析仪组成，变频器接线一端与电源相连接，变频器接线另一端与振动磨的驱动电机相连接；变频器上可以进行多点频率的变化输入，以使电机的输入频率按照设定的规律变化，从而驱动振动磨系统工作；传感器依靠磁力置于振动磨磨筒上，传感器搭配积分电荷放大器使用，可将检测的加速度信号及二次积分即振幅信号，传输给记录分析仪，进而可以确定振动磨的振强、振幅变化曲线，便于调整变频器的变化规律，进行控制程序编制，实施对振动磨机实施变频控制。
2.根据权利要求1所述的一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨，其特征在于所述传感器采用压电加速度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨，其特征在于所述记录分析仪采用加速度记录分析仪。
专利摘要本实用新型涉及一种变频控制的振动磨，特别是一种能产生高振强的多波变正弦曲线变频控制振动磨，属于振动利用工程技术领域。由电源、变频器、振动磨、传感器、记录分析仪组成，变频器接线一端与电源相连接，变频器接线另一端与振动磨的驱动电机相连接；变频器上可以进行多点频率的变化输入，以使电机的输入频率按照设定的规律变化，从而驱动振动磨系统工作；传感器依靠磁力置于振动磨磨筒上，传感器搭配积分电荷放大器使用，可将检测的加速度信号及二次积分即振幅信号，传输给记录分析仪，进而可以确定振动磨的振强、振幅变化曲线，便于调整变频器的变化规律，进行控制程序编制，对振动磨机实施变频控制。
文档编号B02C17/18GK202028437SQ2011200539
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者丁维, 刘极峰, 季军, 张艳丽, 杨小兰 申请人:南京工程学院