铝粉生产系统.pdf

本发明涉及一种铝粉生产系统，包括：铝水旋风雾化冷却装置，包括：铝水雾化装置、旋风发生器和冷却罐；若干级铝粉分级装置，且前一级铝粉分级装置的出粉口与后一级铝粉分级装置的进粉口相连；其中，第一级铝粉分级装置的入粉口与所述冷却罐的出粉口相连；末级铝粉分级装置的出粉口与旋风除尘机的进风口相连；所述各铝粉分级装置的结构相同，其包括：离心分级器，缓冲罐，适于将该缓冲罐中的粗粉输送至铝粉包装单元的发送料罐；所述离心分级器包括：适于驱动叶轮转动的三相交流电动机，该三相交流电动机与一变频装置相连，该变频装置通过与上位机相连对所述三相交流电动机进行调速;所述上位机适于控制所述变频装置的输出频率。

权利要求书
1.  一种铝粉生产系统，包括：铝水旋风雾化冷却装置，该铝水旋风雾化冷却装 置包括：铝水雾化装置、设于该铝水雾化装置底部喷雾处的旋风发生器和连接于旋风 发生器下方的用于将铝雾冷却为铝粉的冷却罐；
其特征在于还包括：
若干级铝粉分级装置，且前一级铝粉分级装置的出粉口与后一级铝粉分级装置的 进粉口相连；其中，第一级铝粉分级装置的入粉口与所述冷却罐的出粉口相连；末级 铝粉分级装置的出粉口与旋风除尘机的进风口相连；
所述各铝粉分级装置的结构相同，其包括：离心分级器，适用于收集当前级的铝 粉分级装置分离出的粗粉的缓冲罐，适于将该缓冲罐中的粗粉输送至铝粉包装单元的 发送料罐；
所述离心分级器包括：适于驱动叶轮转动的三相交流电动机，该三相交流电动机 与一变频装置相连，该变频装置通过与上位机相连对所述三相交流电动机进行调速;
所述上位机适于控制所述变频装置的输出频率。

2.  根据权利要求1所述的铝粉生产系统，其特征在于，所述变频装置包括：三相 逆变器，该三相逆变器由一DSP控制，该三相逆变器的直流侧、交流侧分别设有直流、 交流电压电流检测电路，所述直流、交流电压电流检测电路与所述DSP相连；
所述DSP适于产生SVPWM调制信号，且所述DSP产生该SVPWM调制信号的方法包括： 建立一三相静止坐标系根据其轴线,从方向逆时针依次分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、 Ⅵ扇区；
所求参考电压矢量在各扇区内的相应电压矢量作用时间T1、T2：


其中，N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ扇 区；Ts为一个采样周期，Va,Vb为所求参考电压矢量在三相静止坐标系方 向上的投影，Vdc为直流母线电压。

3.  根据权利要求2所述的铝粉生产系统，其特征在于，所述DSP产生SVPWM调制 信号的方法还包括：
判断所求参考电压矢量在相应扇区的步骤，该步骤包括：
设扇区判别式：N=A+2B+4C；
其中，Va+2Vb＞0则A=1，否则A=0；
Va-Vb＞0，则B=1，否则B=0；
2Va+Vb＜0，则C=1，否则C=0；
把Va,Vb分别代入上述公式，以得到相应A、B、C的取值，代入所述扇区判别式 以得到所求参考电压矢量所在扇区，即，N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2分 别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ扇区。

说明书铝粉生产系统
技术领域
本发明涉及一种铝粉生产系统。
背景技术
在现有技术中，铝粉的生产过程中离不开分级系统，分级系统对铝粉原料 根据生产需要对不同直径的铝粉进行分级，传统的分级机具有铝粉分级颗粒控 制不严格，容易在超细铝粉中掺杂不同直径的铝粉，分级效果往往无法满足生 产需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝粉生产系统，该铝粉生产系统解 决了铝粉分级存在的粒度范围分布宽的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铝粉生产系统，包括：铝水旋 风雾化冷却装置，该铝水旋风雾化冷却装置包括：铝水雾化装置、设于该铝水 雾化装置底部喷雾处的旋风发生器和连接于旋风发生器下方的用于将铝雾冷却 为铝粉的冷却罐；若干级铝粉分级装置，且前一级铝粉分级装置的出粉口与后 一级铝粉分级装置的进粉口相连；其中，第一级铝粉分级装置的入粉口与所述 冷却罐的出粉口相连；末级铝粉分级装置的出粉口与旋风除尘机的进风口相连； 所述各铝粉分级装置的结构相同，其包括：离心分级器，适用于收集当前级的 铝粉分级装置分离出的粗粉的缓冲罐，适于将该缓冲罐中的粗粉输送至铝粉包 装单元的发送料罐。
为了更好的实现叶轮调速，所述离心分级器包括：适于驱动叶轮转动的三 相交流电动机，该三相交流电动机与一变频装置相连，所述离心分级器包括： 适于驱动叶轮转动的三相交流电动机，该三相交流电动机与一变频装置相连， 该变频装置通过与上位机相连对所述三相交流电动机进行调速;所述上位机适 于控制所述变频装置的输出频率。
所述变频装置包括：三相逆变器，该三相逆变器由一DSP控制，该三相逆 变器的直流侧、交流侧分别设有直流、交流电压电流检测电路，所述直流、交 流电压电流检测电路与所述DSP相连。
所述DSP适于产生SVPWM调制信号，且产生该SVPWM调制信号的方法包括： 建立一三相静止坐标系根据其轴线,从方向逆时针依次分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ扇区。
所求参考电压矢量在各扇区内的相应电压矢量作用时间T1、T2：

其中，N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、 Ⅵ扇区；Ts为一个采样周期，Va,Vb为所求参考电压矢量在三相静止坐标系 方向上的投影，Vdc为直流母线电压。
T1，T2赋值后，还要对其进行判断，当T1+T2>Ts，则取T1=T1Ts/(T1+T2)， T2=T2Ts/(T1+T2)；最后，采用DSP内部有硬件可实现，根据需要，可选用五段或 七段式的SVPWM。
进一步，所述DSP产生SVPWM调制信号的方法还包括：
判断所求参考电压矢量在相应扇区的步骤，该步骤包括：
设扇区判别式：N=A+2B+4C；
其中，Va+2Vb＞0则A=1，否则A=0；
Va-Vb＞0，则B=1，否则B=0；
2Va+Vb＜0，则C=1，否则C=0；
把Va,Vb分别代入上述公式，以得到相应A、B、C的取值，代入所述扇区 判别式以得到所求参考电压矢量所在扇区，即，N=3，N=1，N=5，N=4， N=6，N=2分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ扇区。
本发明相对于现有技术具有积极的效果：
（1）本发明通过若干铝粉分级装置，实现铝粉的多次分级，解决了铝粉分 级存在的粒度范围分布宽的技术问题；（2）本发明的SVPWM调制信号的调制方 法简化了传统SVPWM调制信号的调制方法的运算过程，节约了DSP的计算时间、 提高了计算精度。
附图说明
为了清楚说明本发明的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借 助于附图通过应用所述原理的非限制性实例说明一个可能的实施例。在图中：
图1为本发明的铝粉生产系统的结构示意图；
图2本发明的直流电压模块与变频装置的电路结构框图；
图3本发明的变频装置的电路结构框图；
图4本发明的电压空间矢量分解图。
其中，铝粉分级装置1、铝水旋风雾化冷却装置2、旋风除尘机3。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
实施例
见图1和图2所示，一种铝粉生产系统，包括：铝水旋风雾化冷却装置， 该铝水旋风雾化冷却装置包括：铝水雾化装置、设于该铝水雾化装置底部喷雾 处的旋风发生器和连接于旋风发生器下方的用于将铝雾冷却为铝粉的冷却罐； 若干级铝粉分级装置1，且前一级铝粉分级装置的出粉口与后一级铝粉分级装置 的进粉口相连；其中，第一级铝粉分级装置的入粉口与所述冷却罐的出粉口（即 铝水旋风雾化冷却装置2的出粉口）相连；末级铝粉分级装置的出粉口与旋风 除尘机3的进风口相连；所述各铝粉分级装置1的结构相同，其包括：离心分 级器，适用于收集当前级的铝粉分级装置分离出的粗粉的缓冲罐，适于将该缓 冲罐中的粗粉输送至铝粉包装单元的发送料罐。
所述离心分级器包括：适于驱动叶轮转动的三相交流电动机，该三相交流 电动机与一变频装置相连，该变频装置通过与上位机相连对所述三相交流电动 机进行调速;所述上位机适于控制所述变频装置的输出频率。
所述超细铝粉为直径要求在0.5-12μm的颗粒。
通过所述铝粉生产系统第一级分离出的铝粉作为第二级分离的原料，这样 层层分离，直到分离出的铝粉满足生产要求。
中国专利文献CN101898248B公开了一种太阳能电板用超细铝粉的生产方 法，其中进一步公开了所述铝水旋风雾化冷却装置，这里不在详细叙述。
所述上位机为一工控计算机，其装有LabVIEW程序，所述上位机实现了分 别对位于各离心分级器种的变频装置进行控制，该控制方式简单，而且实时性 好，便于工程师实时对分级铝粉的质量进行监控，其控制铝粉分级的颗粒精度。
所述变频装置与一直流电压模块相连，该直流电压模块从外电压获取电压， 通过整流模块、滤波模块、稳压模块获得稳定的直流电压，获取直流电压的具 体电路在现有技术中均有相关描述，这里不再详细叙述。
见图3，所述变频装置包括：三相逆变器，该三相逆变器由一DSP控制，该 三相逆变器的直流侧、交流侧分别设有直流、交流电压电流检测电路，所述直 流、交流电压电流检测电路与所述DSP相连。
所述DSP适于产生SVPWM调制信号，且产生该SVPWM调制信号的方法包括： 见图4，建立一三相静止坐标系根据其轴线,从方向逆时针依次分别为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ扇区。
所求参考电压矢量在各扇区内的相应电压矢量作用时间T1、T2：


其中，N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、 Ⅵ扇区；Ts为一个采样周期，即为所述DSP采集直流、交流信号的采样周期， Va,Vb为所求参考电压矢量在三相静止坐标系方向上的投影，Vdc为直流母线电压。
T1，T2赋值后，还要对其进行判断，当T1+T2>Ts，则取T1=T1Ts/(T1+T2)， T2=T2Ts/(T1+T2)。
最后，通过DSP编程实现。其中，根据需要，可选用五段或七段式的SVPWM， DSP可采用MC56F8346或者其他型号的DSP芯片均可实现该调制。
所述DSP产生SVPWM调制信号的方法还包括：
判断所求参考电压矢量在相应扇区的步骤，该步骤包括：
设扇区判别式：N=A+2B+4C；
其中，Va+2Vb＞0则A=1，否则A=0；
Va-Vb＞0，则B=1，否则B=0；
2Va+Vb＜0，则C=1，否则C=0；
根据上述公式判断以确定相应A、B、C的取值，代入所述扇区判别式以得 到所求参考电压矢量所在扇区，即，N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2 分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ扇区。
其中，三相逆变器，其每相桥臂的两个功率管同一时刻只有一个导通,这样 有8种开关状态存在，其基本空间矢量包括
六个非 零矢量的幅值均为（Vdc为直流母线电压）。通过控制基本空间矢量组合 和作用时间，SVPWM根据参考电压矢量进行旋转运行。V1，V2，V3，V4， V5，V6分别表示矢量的模，即有： V1=V2=V3=V4=V5=V6=(2/3)Vdc。
在SVPWM调制信号的调制方法中，三相系统模型需要转换到两相静止坐 标系中：
V alf V bet = 2 3 × 1 - 1 2 - 1 2 0 3 2 - 3 2 × V a V b V c ]]>   （公式1）
式中，Va，，Vb，Vc为空间电压矢量在三相静止坐标系方向上 的投影，为参考电压矢量在两相坐标系方向上的投 影，Vs为的模，则有：
Valf＝VS*cosθ   （公式2）
Vbet＝Vs*sinθ   （公式3）
参考电压矢量可以能过相邻基本空间矢量合成得到：
V → s = T k T s V → k + T k + 1 T s V → k + 1 ]]>   （公式4）
上式中，Tk、Tk+1为基本空间矢量在一个采样周期Ts中的作 用时间。k为矢量所在扇区号，矢量角θ可以在两相静止坐标系中通过反三角函 数运算得到。
判断参考电压矢量所在扇区，分析Valf，Vbet的关系，可得到如下的规 律，即判定不等式：
如果Vbet＞0，则A＝1,否则A＝0；
如果 3 * V alf - V bet > 0 , ]]>则B＝1，否则B＝0；
如果 3 * V alf + V bet < 0 , ]]>则C＝1，否则C＝0；
由扇区判别N=A+2B+4C。
易知N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、 Ⅵ扇区。
当参考电压矢量在第Ⅰ扇区时，基本空间矢量作用时间可以通过式进行 计算：
V alf * T s = V 1 * T 1 + 1 2 V 2 * T 2 ]]>
V bet * T s = 3 2 V 2 * T 2 ]]>
解之可得：
T 1 = 3 2 * V alf - 3 2 * V bet V dc * T s ]]>
T 2 = 3 * V bet V dc * T s ]]>   （公式5）
当参考电压矢量在第Ⅱ扇区时,
T 1 = 3 2 * V bet + 3 2 * V alf V dc * T s ]]>
T 2 = 3 2 * V bet - 3 2 * V alf V dc * T s ]]>   （公式6）
同理可以推导出在其它扇区内的电压矢量作用时间，当需要合成的矢量位 于各个不同的扇区时都存在如上的运算。通过对每个扇区基本矢量动作时间的 求解不难发现它们都是一些基本时间的组合。见图4，所求参考电压矢量在 三相静止坐标系上的投影分别为Va，Vb，Vc，则有
V a + V b + V c = Vs * cos θ + Vs * cos ( θ - 2 3 π ) + Vs * cos ( θ + 2 3 π ) = 0 ]]>   公式（7）
由公式（1）和公式（7）得
V alf V bet = 1 0 3 3 2 3 3 × V a V b ]]>   公式（8）
得到Valf和Vbet与Va、Vb的对应关系即
Valf=1*Va+0*Vb=Va
V bet = 3 3 * V a + 2 3 3 * V b ]]>   公式（9）
判断所求参考电压矢量所在扇区，分析Valf，Vbet的关系，将Valf，Vbet分 别用Va，Vb判断参考电压矢量式，得到如下的规律：
若Va+2Vb＞0则A=1，否则A=0；
Va-Vb＞0，则B=1，否则B=0；
2Va+Vb＜0，则C=1，否则C=0；
根据计算A、B、C的取值，带入N＝A+2B+4C以确定所求参考电 压矢量所在扇区，即，N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2分别对应Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ扇区。
当所求参考电压矢量在第Ⅰ扇区时，基本空间矢量作用时间可以通过公 式（5）进行计算，即把公式（9）分别代入，得
T 1 = 3 2 * V alf - 3 2 * V bet V dc * T s = V a - V b V dc * T s ]]>
T 2 = 3 * V bet V dc * T s = 2 V b + V a V dc * T s ]]>
当所求参考电压矢量在第Ⅱ扇区时，把公式（9）分别代入公式（6），得
T 1 = 3 2 * V bet + 3 2 * V alf V dc * T s = 2 V a + V b V dc * T s ]]>
T 2 = 3 2 * V bet - 3 2 * V alf V dc * T s = V b - V a V dc * T s ]]>
其中，Ts为一个采样周期，Vdc为直流母线电压。
同理可以推导出在其它扇区内的电压矢量作用时间，这里不在重复,归纳作 用时间如下表所示：

其中，N=3，N=1，N=5，N=4，N=6，N=2分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、 Ⅵ扇区；Ts为一个采样周期，Va,Vb为所求参考电压矢量在三相静止坐标系 方向上的投影，Vdc为直流母线电压。
由此可见，在整个SVPWM调制信号的方法中，无需用到VC，仅需要Va,Vb即 可满足调制运算，极大的优化了运算，提高了运算效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本 发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基 础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方 式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处 于本发明的保护范围之中。