隔膜泵定转角差同步控制的电气实现

124式中：Qs为瞬时理论流量；A为活塞面积；Φ为曲柄转角，Φ=ωt；ω为曲柄角速度；t为时间；，R为曲柄半径，L为连杆长度。由于的值一般很小，可以忽略不计，则（1）式变为：（2）图1隔膜泵工作原理图显然，单缸单作用往复泵的瞬时理论流量是脉动的。我公司生产的隔膜泵的结构式样又两种：卧式双缸双作用及卧式三缸单作用（以下简称双缸双作用、三缸单作用）。以三缸单作用为例，三缸的各活塞之间的相角差Φ=120°，其瞬时流量曲线可由单缸单作用的瞬时流量曲线叠加得到，如图2所示。图2三缸单作用瞬时流量曲线图0引言隔膜泵是长距离管道化输送的关键设备之一，它综合了活塞泵输出压力高、坚固耐用和隔膜室结构简单、耐腐蚀等优点，又克服了活塞泵密封件易磨损和隔膜室本身无动力源的不足，可获得很高的排压，且流量与压力无关，适应输送介质十分广泛，吸入性能好，效率高，是其它泵的换代产品，在尾矿、水煤浆、氧化铝等诸多工业领域起着至关重要的作用。近年来，随着管道化输送设备向大型化发展，在许多工艺装置中都存在利用多台隔膜泵向同一条管道输送料浆的工况，每台泵由一台电机驱动，隔膜泵的流量通过调节电机转速来实现。此时，如果不采取措施解决多台隔膜泵的流量峰值叠加问题，往往引起管道振动，影响隔膜泵及整个管路的正常运行，酿成事故。所以，为避免由于料浆流量的峰值叠加产生的管道振动现象，在同一时刻，隔膜泵曲轴之间必须保持恒定的转角差，也就是说，系统运行时在各个泵之间必须保持稳定的物理相位角，从而实现料浆的平稳输送。1多台隔膜泵的流量峰值叠加问题1.1隔膜泵的工作原理隔膜泵工作原理如图1所示，利用曲柄连杆机构将旋转运动转变成直线运动，推动活塞往复运动，造成腔内容积变化，完成料浆输送。1.2隔膜泵的流量脉动分析单缸单作用隔膜泵的瞬时理论流量的公式：（1）收稿日期:2010-10-18作者简介:颜召彬(1969-),男,高级工程师，硕士,曾获2004年省百千万人才“千层人才”荣誉称号。隔膜泵定转角差同步控制的电气实现颜召彬（中国有色（沈阳）泵业有限公司沈阳，110141）摘要：为解决多台隔膜泵向同一条管道输送料浆时产生的流量峰值叠加问题，在同一时刻，隔膜泵曲轴之间必须保持恒定的转角差，从而实现料浆的平稳输送。为此，针对机械解决方案的局限性，本文给出了隔膜泵定转角差同步控制的电气解决方案，并采用模糊PID控制算法设计多电机协调运行的同步控制器，成功实现了多个电机的良好同步控制。关键词：隔膜泵；转角差；流量峰值叠加；模糊-PIDAbstract:Torealizeslurrytransportingsteadywhenmanydiaphragmpumpstransportslurrytothesamepipeline,theproblemofflowratepeakvalueoverprintingmustbesolved.Sothecornerdifferenceamongthebentaxesmustbekeptdefinitely.Inconnectionwiththelimitationsofthemechanicalsolution,theelectricsolutiontodiaphragmpumpdefinitecornersynchronouscontrollingisproposedinthearticle.Usingthefuzzy-PIDarithmetictodesignthesynchronouscontroller,thefavorablesynchronouscontrolovermulti-motorcouldberealizedsuccessfully.Keywords:Diaphragmpump;Cornerdifference;Flowratepeakvalueoverprinting;Fuzzy-PID中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1001-9227(2011)01-0124-03隔膜泵定转角差同步控制的电气实现颜召彬《自动化与仪器仪表》2011年第1期（总第153期）125由公式（2）可知，多台隔膜泵同时向同一管道输送料浆时，只要其曲柄转速不同，必然出现相角相同的时刻，并且是周期性的。这样，就会导致瞬时流量峰值叠加，使管道振动，有时甚至产生共振，将对整个管路及隔膜泵可能造成严重损坏，酿成重大事故。所以，适当的峰值分散十分重要。2.3机械解决方案的局限性国外先进的隔膜泵制造商曾采用机械解决方案来实现类似的隔膜泵同步控制系统。应用一根曲轴将12个单缸单作用隔膜泵的活塞连杆接在一个动力端，从而实现多台隔膜泵的同步控制。该系统从硬件结构上保证了每个活塞的相位角度间隔30°，从而确保叠加后的总流量波动率较小。但是，该种机械解决方案存在以下问题：国内