一種帶智能控制的一體式變頻電機系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種變頻電機，尤其為帶智能控制的一種一體式變頻電機。
【背景技術】
[0002]傳統的變頻電機和變頻驅動器分離式系統電機與控制器之間需要使用較長的電纜和較多的插件進行連接，不僅會提高成本而且電纜盒插件的外露容易受到磨損和水的腐蝕，造成故障率過高。同時數據聯接單一，通過485通訊口聯網，無法實現大范圍機器聯網實現實時監控。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進。以達到運行穩定、安裝維護方便、降低成本、實現遠程監控的目的。為此，本發明采取以下技術方案:
一種帶智能控制的一體式變頻電機系統，其特征在于:包括變頻電機、監控終端、操作面板，其中變頻電機包括藍牙模塊、GPRS模塊、控制器、電機、轉接板，所述的控制器包括控制器上殼、控制器下殼、電抗器、控制板、電源驅動模塊;所述的控制器置于電機上部;所述的藍牙模塊、GPRS模塊設于控制器的外側面;控制器通過轉接板用緊固件固定在電機接線盒上;控制器與轉接板之間放置第二密封圈;轉接板與控制器之間放置第三密封圈；電機電源線纜由殼體內部連接到控制器;電機與控制器之間形成風道由電機尾部風扇為控制器與電機強迫風冷散熱；控制器通過GPRS模塊與監控終端通訊實現無線遠程監控;控制器通過藍牙模塊與監控終端通訊實現短距離無線監控;通過操作面板實現現場調試功能;控制器設有存儲器，存儲器中存儲輸出或輸入功率、電機轉速、水栗壓力和水栗流量之間的關系，控制器通過實時功率計算和調用存儲器數據庫以查表的方式獲得轉速信息并自動調整轉速，從而實現恒壓力、恒流量、恒溫和/或比例供水控制。
[0004]控制器設置在異步電機上部，從而有效的縮短了控制電路的連接線長度，并且不在需要外配控制柜。同時在電機與控制器連接部位放置密封圈，達到防塵防水效果;藍牙通訊模塊和GPRS模塊固定控制器側面，減少電機和智能控制智模塊對遠程連接信號影響，提高可靠性；電機通過GPRS模塊以無線聯接方式與監控終端實現數據聯接，從而實現遠程監控、故障軟修復及產品模塊更新;控制器可實現供水系統無傳感恒壓、恒流、恒溫控制;控制器利用電機尾部風扇進行散熱解決了散熱問題，系統可靠性高。同時整機具有整體體積較小，對于維護和安裝都提供了一定的便利。控制器包括控制器下殼、控制器上殼;控制器下殼內裝置有:電源模塊、控制板、電抗器等電子功率器件。所述的控制器通過轉接板用螺絲固定在電機接線盒，電機、控制器、轉接板連接處各放置密封圈。所述的控制器利用電機機座和電機尾部風扇進行散熱，提高控制器的工作穩定性。所述的控制器外配操作面板，進行參數調試。所述的控制器可通過485接口及專用通信電纜與該產品進行通訊，所述的控制器通過GPRS模塊以無線方式與該系統進行遠程通訊，所述的控制器與選配的藍牙模塊更使得該產品可以通過智能手持以無線方式與該產品進行通訊。
[0005]在無壓力或者流量傳感器的情況下要實現水栗的恒壓力、恒流量以及比例控制，其關鍵在于遵循水栗的特性標定出一套查詢表格，該表格記錄了控制器輸出或輸入功率、電機轉速、水栗壓力和水栗流量之間的關系。把水栗的工作模式分為幾種，可固化在控制器里，用戶只要通過上位監控終端的模式切換即可實現水栗實現運行模式切換，即使不是專業工程師也可以輕松操作。
[0006]作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明還包括以下附加技術特征。
[0007]數據庫數據通過基于感應電機的無傳感矢量控制算法，根據水栗特性中壓力、流量、轉速和功率的相互關系，標定出特定供水模式下轉速與功率的對應關系后將標定數據存入數據庫而獲得。根據水栗相關理論可知，水栗的穩定工作點是管路特性和水栗特性共同決定的。管路特性主要由閥門開度和管路的粗細決定，水栗特性則用“揚程-流量”以及“軸功率-流量”關系曲線共同表示。其中，“揚程-流量”曲線是一條單調遞減的曲線，“軸功率-流量”曲線是一條單調遞增的曲線。管路特性在“揚程-流量”圖中表示為HaQ2的曲線，在“軸功率-流量”圖中表示為PcxQ3的曲線。壓力單位為MPa，揚程的單位為m。若栗體中的流體是水，壓力和揚程的單位換算關系可以寫作“100m=lMPa”。水栗特性曲線圖中，單調遞增的曲線即為管路特性曲線，單調遞減的曲線即為不同轉速對應的水栗特性曲線。
[0008]以恒壓模式為例對水栗標定及運行原理進行說明。恒壓模式就是維持水栗出水口壓力恒定。根據揚程的概念可知，“揚程=出水口壓力-入水口壓力”。若保持水栗入水口壓力恒定，恒壓供水就等同于恒揚程供水。假設水栗初始狀態為A，提高閥門開度后流量增大、壓力減小，功率增大;控制器檢測到功率增大后提高轉速，此時壓力升高，從而維持壓力恒定。原理為:
公式 1 )Pe=Pw+Pf這里:Pe為電機輸出的軸功率Pw流體單位時間獲得的動能Pf:水栗和管道的損失功率。
[0009]公式2)Pw=H*Q*g
其中:Η:量程；Q:流量;g:系數9.8;把水栗效率和管道損失忽略不計，那么得出:
公式3)Pe ? H*Q*g
根據水栗和管路特性，在一定的水栗和管路下，量程和流量有一定的關系曲線。
[0010]H^Q2；
再結合公式3)，我們可以通過控制輸出功率實現恒壓、恒流或比例控制。
[0011]控制器固定在電機機座上方，電機輸入電源線由電機接線盒內腔連接到控制器腔中。
[0012]所述的控制器側面設有遠程聯接模塊，遠程聯接模塊通過航空防水接頭與控制器實現數據聯接。
[0013]所述的控制器下殼下端設有多根散熱片，散熱片軸向設置，相鄰散熱片間形成風道，所述的電機后端蓋內部設置有散熱風扇，散熱風扇吹出的風通過風道為控制器及電機散熱。
[0014]所述的監控終端包括手持終端和或遠程控制終端;GPRS模塊與手持終端和遠程控制終端通訊實現無線遠程監控;控制器通過藍牙模塊與手持終端通訊實現短距離無線監控；
控制器還設有位于GPRS模塊同側控制器上的485通訊口、10口、顯示燈、電源輸入口，控制器的外側面設有GPRS下殼，GPRS下殼外設有GPRS上殼，GPRS下殼與GPRS上殼蓋合后形成GPRS模塊容納腔，GPRS模塊容納腔中設有GPRS模塊，所述的GPRS模塊設有GPRS天線。
[0015]監控終端設有電機定位模塊、遠程監視模塊、遠程控制模塊及遠程軟修復模塊。電機定位模塊用于被控電機的定位，遠程監視模塊用于對被控電機的遠程監視;遠程控制模塊用于對被控電機的遠程控制;遠程軟修復模塊用于對被控電機的遠程修復。
[0016]控制器下殼的多根散熱片排列形成與電機殼體外周相配的上凹圓弧狀;所述的散熱片設于變頻器下殼體下端一側，變頻器下殼體下端另一側與接線盒上端相配。上凹圓弧狀可增加散熱的面積。
[0017]所述的控制器設有多模式運行模塊及用于缺相、欠壓、過壓、電機堵轉、無負載空轉的保護模塊，所述的多模式運行模塊存儲多種水栗負載工作運行模式，所述的監控終端和/或操作面板中設有監控水栗變頻裝置工作、且能切換水栗負載工作運行模式的水栗監控模塊。；
多種負載工作運行模式包括速度模式、壓力模式、流量模式、溫度模式、比例模式，負載工作時選擇其中的一種模式進行工作；
當為速度模式時，控制器直接接收來自監控終端上設定的速度指令值，控制的輸出轉速；
當為壓力模式時，控制器根據是否有壓力傳感器分為有壓力傳感器恒壓控制和無壓力傳感器恒壓控制;無壓力傳感器恒壓控制時，控制器根據已知的某一揚程下轉速與輸出功率的關系，根據反饋的輸出功率控制轉速達到壓力恒定;有壓力傳感器恒壓控制時，控制器根據壓力傳感器反饋的出口壓力值PID閉環控制變頻器的輸出頻率；
流量模式、比例模式均分有傳感和無傳感兩種模式；
當為溫度模式時，控制器根據溫度傳感器反饋的出口溫度值，PID閉環控制變頻器的輸出頻率。
[0018]有益效果:本技術方案降低成本、提高產品質量、方便安裝維護方便，實現遠程實時監控，大量縮減設備維護人員工作量同時可以實時記錄機器運行狀態、運行數據;機器故障時能快速定位到機器位置，方便維護人員快速到達處理，減少財產損失;控制器可以借助電機機座和電機尾部風扇散熱，提高控制器的工作穩定性;整機防塵防水可用于較惡劣的工作環境;整機體積小，便于安裝維護，降低成本；當傳感器發生故障時可自動切換到無傳感模式運行，無需停機保證系統正常工作。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明結構原理圖。
[0021]圖2是本發明變頻電機裝配圖圖3是本發明變頻電機的爆炸圖。
[0022]圖4是本發明圖。
[0023]圖中:1-指示燈；2-航空接頭；3-10口 ； 4-485通訊口 ； 5_電源輸入口 ； 6_藍牙模塊；7-GPRS模塊;8-控制器;9-電機；10、控制器上殼；11 -第一密封圈；12-電抗器；13-控制板；14-電源驅動模塊；15-控制器下殼；16-第二密封圈；17-轉接板；18-第三密封圈；19-散熱片；20-安裝底腳；21-電容模塊；22、GPRS下殼；23-GPRS模塊；24-GPRS天線；25-GPRS上殼；26-接線盒。
【具體實施方式】
[0024]以下結合說明書附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明。