电机控制范例【优秀5篇】

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电机控制【第一篇】

关键词钻探；机电控制；开环控制；闭环控制；开闭环组合控制

前言

在钻探工程中，钻探的设备运行与钻探的工艺调节可以采用机电一体化控制，其中对于钻探机电控制系统的控制方式可以分为开环控制、闭环控制、开闭环组合控制三种控制方式。无论是工程钻探、坑道钻探、井下钻探、勘探勘察钻探、注水注浆钻探或是其他钻探都具有很好的应用。

1 钻探机电控制系统

钻探机电控制系统是接收传感装置所传递的控制信号，经过比较分析执行控制指令并由执行装置完成机电控制的命令。钻探机电控制系统控制过程框图如图1所示：

钻探机电控制系统的控制方式通过信号的来源不同进行方式的划分，譬如：通过给定值操纵方式对钻探机电控制系统的控制；通过干扰量补偿方式对钻探机电控制系统的控制；通过被控对象的被控量对钻探机电控制系统的控制。

2 开环控制方式

给定值操纵开环控制方式

给定值操纵开环控制方式是通过给定的测量值控制被控量，给定值操纵开环控制方式如图2所示：

给定值操纵开环控制方式对于钻探机电控制系统的控制操作是通过输入固定的给定值量经过机电系统的分析计算，系统执行控制受控对象，输出一个与给定值相对应的被控量。给定值操纵开环控制方式对于钻探机电控制系统的控制精准度与设备元件的精度和校准操作有直接的关系。

给定值操纵开环控制方式具有操控简单、调整方便、成本低廉等优势，但是其难以保证控制的精准度，一旦钻探机电控制系统收到干扰，控制系统的参数就将发生变化，并且钻探机电控制系统自身难以修正偏差，导致输出控制量与给定值之间的对应关系难以保证准确。给定值操纵开环控制方式对于钻探机电控制系统的控制只能应用与对精度和抗干扰要求不高的钻探机电控制系统中。特别是如果钻探机电控制系统的结构参数稳定，并且外部干扰较弱时，通常可以采用定值操纵开环控制方式对机电系统进行控制，譬如：经济型数控机床上一种常见的步进电动机开环伺服系统就是典型的给定值操纵开环控制方式对于钻探机电控制系统的控制，如图3所示：

步进电动机开环伺服系统的工作原理是将数字脉冲转变成为角度位移，其中步进电动机可以作为开环伺服系统的驱动元件，步进电动机开环伺服系统能够通过自身的驱动装置实现定位，可以不用通过位置检测元件实现定位。步进电动机开环伺服系统将外部的脉冲信号输入步进电动机的步进控制器，通过步进电动机转轴转过的角度与脉冲信号的个数成正比，进入的脉冲的频率与快电动机转轴转过的角度越大速度越快。步进电动机开环伺服系统是给定值操纵开环控制方式钻探机电控制系统，所以控制精度较低。

干扰补偿开环控制方式

开环控制方式中通过测量系统的扰动量，进而产生了补偿，干扰补偿开环控制方式能够对扰动后的输出量产生的影响进行抵消，是有效的钻探机电控制系统控制方式之一。干扰补偿开环控制方式能够检测出钻探机电控制系统的干扰量，经过分析计算控制被控对象的被控量，干扰补偿系统如图4所示：

干扰补偿系统是开环控制方式中通过测量系统的扰动量，进行钻探机电控制系统控制的，如果遇到不可测干扰将无法通过干扰补偿开环控制方式进行控制的，钻探机电控制系统的内部系统参数如果发生变化，干扰补偿开环控制方式也将无法起到对钻探机电控制系统的控制，所以干扰补偿开环控制方式只可以应用在能够测到干扰的钻探机电控制系统。譬如：在简单的直流电机转速控制系统中，电枢电流的变化对电机的转速变化有着直接的影响，机电控制的负载越来越高，电枢电流的随着电机的转速负载增加而下降，此时需要增加补偿电流来稳定钻探机电控制系统。这就形成了以干扰补偿控制机电系统的方式，即为干扰补偿机电控制方式。这种按干扰补偿控制的开环控制方式通过钻探机电控制系统的扰动信息改变被控量，其抗扰动性较好，控制精度也较高，但是干扰补偿开环控制方式控制钻探机电控制系统只适用于扰动可测量的场合。

3 闭环控制方式

闭环控制方式通过偏差调节实现机电控制。闭环控制具有的反馈控制系统，反馈控制系统将被控量反过来与给定值比较，控制信号沿前向通道和反馈通道往复循环形成闭环，所以被称为反馈控制，这种闭合的回路控制方式又被称为闭环控制。控制方式采用偏差调节控制被控量，通过被控量反过来与给定值比较，不断的自我修正，使机电控制的偏差越来越小，接近预想值。控制装置与被控对象之间的关系如图5所示：

偏差调节控制特点是被控量要反过来与给定值比较，控制信号沿前向通道和反馈通道往复循环形成闭环，所以被成为反馈控制，这种闭合的回路控制方式又被称为闭环控制。反馈控制可分为正、负反馈控制，正反馈控制是给定值与反馈信号相减得到的偏差值。

在根据偏差值进行控制；负反馈控制是将反馈信号与给定值减得到的偏差值，在根据偏差值进行控制。反馈控制是在设备受到干扰后，控制量与期望值出现偏差，则通过负反馈控制得出的偏差值，系统能够自动进行调整和控制，使其与期望值保持一致的一种控制方式。具有反馈控制系统闭环控制方式所使用的元器件较多，并且线路复杂，对于系统的参数配置要求较高，但因其具有很好的自行纠偏能力，所以在钻探机电控制系统中得以广泛的应用。

4 复合控制方式

复合控制方式是开环与闭环组合控制的一种方式，其通过在闭环控制中输入控制信号或者干扰来型号来增强钻探机电控制系统的控制精度。按照扰动控制方式进行控制，相对于偏差控制方式更为简单，不过其只适用于扰动可测量的场合，而且一个补偿装置只能补偿一个扰动因素，对其余扰动均不起补偿作用。所以，将偏差控制与扰动控制组合成复合控制，对于主要扰动采用适当的补偿装置实现按扰动控制，并且再组成反馈控制系统实现按偏差控制，从而消除其余扰动产生的偏差。

5 结束语

钻探机电控制系统的控制方式要求具有极高的稳定性，并且能够反映迅速，在选择控制方式时，经过比对分析，哪种控制方式操控速度快、性能稳定、准确度高，应为优先选择。可以通过钻探机电控制系统的稳定精度指标对其准确度进行衡量，控制动态过程结束后的偏差与预想偏差值越接近越好。

参考文献：

[1]刘志强，机电控制系统的控制方式分析[J].煤炭技术，2009（3）.

电机控制实训总结【第二篇】

关键字电机控制；教学设计；自主探究；仿真演示

根据机电大类人才培养方案、课程标准及维修电工（中级）职业技能鉴定的要求，电机控制线路与技能训练是重要课程。如何上好这门课程，保证考工的通过率，教学设计是显得尤为重要。教学设计往往决定着教学工作的方向，同时也成为教师从师任教必备的基本功。本次教学设计主要从教材分析、教法学法、教学程序、教学环节等方面分析，其目的是优化教学过程，提高教学效果。

一、教材分析

1．教材的地位与作用笔者所在学校使用的教材是自编的校本教材《中级维修电工考证综合实训指导》，这本教材是将《低压电器》课程的课程实训，和维修电工（中级）考证的技能训练进行整合编写而成的，实用性很强。本课程与《低压电器》课程同时开设，等学期课程结束的同时申请维修电工（中级）职业资格的鉴定。本实训项目是双速电机按钮控制电路，在做本实训项目之前，学生已基本掌握了单速电机的降压起动、制动等常种控制电路，双速电机的控制对于学生来讲是一个完全不同于单速电机控制的新知识。根据以往的维修电工（中级）考证经验，中级工的技能考核方案，基本是围绕单速电机的降压起动、能耗制动控制电路以及双速电机的自动控制电路设计的，尽管本实训项目是双速电机按钮控制电路（手动控制），但对于整个课程的承前启后性起着重要的作用。在双速电机控制方面，它是一个铺垫，为后期学习双速电机自动控制线路打基础。2．教学的重点、难点根据课程标准、学生的知识结构、能力素质的要求，综合本实训项目，确定如下教学重点和难点。教学重点：（1）控制电路各器件间的作用及控制关系；（2）控制电路的接线设计。确定重点的依据：双速电机控制电路，无论是手动控制，还是自动控制电路，其控制原理是一样的，学生只有理解双速电机手动控制电路的工作原理，掌握每个元器件的控制关系及作用并能熟练完成接线，才能进一步掌握后序的双速电机自动控制，最终顺利的通过国家维修电工（中级）考证。教学难点：（1）控制电路的接线设计（2）电路的检测与排故确定教学难点的依据：面对不同电机的控制线路，线路接线设计是不一样的。但维修电工总的基本要求不变，即正确性、合理性、经济性、美观性四个要求。由于考工的时限要求，那么如何在有限的时间内，接线速度快，工艺美观，走线合理显得尤为重要，而这三个要求体现在接线时，用线短、少，线路分布合理。通过实践发现，接线时用线越短、越少，分布越合理，那么其接线速度就越快。因此，我把控制电路的接线设计作为难点来讲。3．教学目标根据维修电工（中级）考工要求及学生的认知特点，拟定以下教学目标知识目标：（1）控制电路各元器件间的控制关系及作用；（2）掌握此类电路接线设计的方法能力目标：（1）识读原理图能力（2）接线设计及接线能力（3）线路检测与排故能力素质目标：（1）养成科学严谨的学习态度（2）形成规范的操作习惯（3）学会与他人合作沟通

二、教法学法

1．学情分析本课程的授课对象是应电电子技术专业二年级学生，学习了如《电工基础》、《模拟电路》、《数字电路》等专业基础课程，具备了一定的识图能力，但对于驾驭大型控制电路，特别是复杂控制电路的接线设计能力上，显得灵活变通性不够。2．教法实物演示：借助于自制的示教板及高级维修电工实训考核装置，使学生能够真切地感受该控制电路的调速效果及接线效果，同时也可以激发学生的动手实践兴趣。仿真演示：电路各部分元件电气联系比较多，为了让学生更好地理解各部分的动作过程，在分析电路工作原理时，借助电子CAD仿真软件，让学生能够直观的理解各按钮与接触器之前的控制关系，进一步掌握各元器件在电路中所起到的作用。活动探究：讲某个节点的接线时，在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，调动学生的积极性，开发学生的智力，培养他们的自学能力。总结归纳：在该项目完成之后，对整个班级的实训情况进行总体评价，让学生形成统一认识，从而实现由感性到理性的升华。3．学法小组合作学习法：在高级维修电工实训装置上进行分组操作，直观认识电路的控制关系及作用，感受电机调速效果，从而提高学习兴趣。自主探究法：在电工线路接线时，采用的是一人一工位。虽然是同一张控制原理图，但鼓励学生按照自己的理解，接出最为合理、经济的电工板。反思评价法：每做完一个实训项目，选出接的工艺最好，最合理的电工板，让其他人与之对照差距，取长补短，争取下次实训全班的知识储备、操作技能都要有所提高。

三、教学程序

在课程教学之前，教师准备如下内容：1．在自制电工板、高级维修电工实训考核装置上接出该控制电路；2．在电子CAD仿真软件上，画出该线路原理图，进行仿真，观察元件之间的动作过程；3．前期对于初学者，要求在PROTEL软件上，画出该控制电路的接线图。教学过程：（一）点评主电路接线、布置任务1．了解完成情况2．指出存在问题3．提出接线建议4．布置任务（二）讲授新课、探求新知1．控制电路工作原理分析：借助于CAD仿真软件及实训考核装置，讲解电路工作原理，因为本课程是实训课程，所以本部分内容重点放在元器件上控制关系及作用上。2．控制电路接线图设计指导（难点）：（1）一般思路，按电路原理图接线，只能保证电路的正确性；（2）灵活性思维，在保证电路功能不变的前提下，改变某些触点接线的顺序，会使得接线用料大大缩减，这样既能保证电工接线的合理性、经济性、工艺性，又能大大提高接线的速度。那么改变哪些触点的接线顺序会有这样的作用，我会在PRO－TEL仿真软件上进行仿真，同时借助于自制双速电动机按钮控制电路示教板向学生进行讲解。在关键点创设情境，引导学生灵活思维，从而达到突破难点的效果。（3）提高，本电路当中共有两条支路，每条支路当中都存在可以改变位置达到以上效果的触点，我只讲解其中一条，另一条由学生自己思考接线顺序，从而加深理解，进而形成接线本能的效果。3．通电前万用表检查电路的方法介绍该电路检查方法时，需强调一点：通电前必须进行万用表检查，在保证电路正确性的前提下，方可进行通电调试，从而保证人身安全，设备安全。（三）自主接线、技能提高在学生接线过程中，教师多注意观察，及时发现存在问题进行修正，另外有闪光点的也可进行介绍表扬，进一步激发他们的学习兴趣。（四）通电调试教师主导，学生主体，注意安全。

四、板书设计实训项目十四双速电动机按钮控制电路

（一）电路原理图（二）工作原理合上电源开关QS，按下SB2，KM1线圈通电，主触点接通，电机形低速运行，按下SB3，KM1线圈断电，主触点断开，同时KM2、KM3线圈通电，主触点接通，电机YY形高速运行。按下SB1按钮常闭断开，所有线圈断电，所有触点复位，电机停止运行。五、教学反思从最近几届的考工情况看，通过理论结合实际的教学方法，引导学生合作学习、自主探究、反思评价的学习方式取得了良好的成绩，考工通过率达到百分之九十以上。这种教学方式充分调动了学生的主体意识，教师更多的是起到点拨、引导作用，而学生在课堂上能够轻松愉快地掌握知识。比如在双速电机按钮控制电路的接线设计中，笔者讲解其中一条支路的接线技巧，另一条支路由学生借助示教板、电子CAD仿真软件，自己思考接线。这样有助于对后续其他电路的学习。总之，对课堂教学设计的思考是永无止境的，面对现在的信息化技术，如何将它们运用于课堂，更好地服务于学生，值得思考。

电机控制【第三篇】

[关键词]plc变频调速器多电机控制网络通讯协议

一、引言

以变频调速器为调速控制器的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1所示。

工作时操作人员通过控制机（可为plc或工业pc）设定比例运行参数，然后控制机通过d/a转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量d/a转换模件使系统成本增加。为此我们提出了plc与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。

二、系统硬件构成

系统硬件结构如图2所示，主要由下列组件构成；

1、fx0n—24mr为plc基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。

2、fx0n—485adp为fx0n系统plc的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—plc通讯系统中作为子站接受计算机发给plc的信息或在多plc构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。

3、fr—cu03为fr—a044系列比例调速器的计算机连接单元，符合rs—422/rs—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。

4、fr—a044变频调查器，实现电机调速。

在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，plc通过fx0n—485adp发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。

三、软件设计

1、通讯协议

fr—cu03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示，

该过程最多分5个阶段。?、计算机发出通讯请求；?、变频器处理等待；?、变频器作出应答；?、计算机处理等待；?、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成？~?三个过程；监视变频器运行频率时完成？~?五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。

2、plc编程

要实现对变频器的控制，必须对plc进行编程，通过程序实现plc与变频器信息交换的控制。plc程序应完成fx0n—485adp通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。plc梯形图程序（部分程序）如图5所示。

程序中通讯发送缓冲区为d127~d149；接受缓冲区为d150~d160。电机1启动、停止分别由x0的上升、下降沿控制；电机2启动、停止分别由x1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由x2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲m8002初始化fx0n—485adp的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，x0的上升沿m50吸合，变频器1的站号送入d130，运行命令字送入d135，enq、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入d131、d132、d133；接着求校验和并送入d136、d137；最后置m8122允许rs指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息fx0n—485adp收到后置m8132，plc根据情况作出相应处理后结束程序。

四、结语

1、实际使用表明，该方案能够实现plc通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。

2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m。

3、控制多台变频器，成本明显低于d/a控制方式。

电机控制【第四篇】

关键词：电机的启动和控制；一次回路的端电压；二次回路的临界端的控制长度；二次回路的压降

中图分类号：TM306 文献标识码：A

在电机电路设计的过程中，设计人员通常情况下是依照《工业与民用配电设计手册》（第三版）来进行设计的，具体的依照在手册的6-19表中会有体现。在设计电机回路的第一步就是验算电机的启动功率是否能够达到电机的运行中的瞬间启动功率，如果电机的启动功率符合我们的设计要求，那我们的设计程序就应继续往下进行。我们从现场的使用情况反馈了解到，电机在启动的过程中无法顺利进行的原因大致有三种，第一种是在电机验算的过程中，忽略了电机末端的压降的验算，这样就会使得电机在启动中无法直接获得一个必要的启动转矩，保证不了电机的正常开启，而且非常容易形成堵转电流烧毁电机；第二种是我们在验算电机的相关参数的时候，没有进行电机的控制回路方面的长度临界值的验算，这样就会使电机线路上的电容电流吸和电机接触器，造成了电机的无法正常停泵；第三种是在电机的相关参数的验算过程中，没有对于电机的控制线路进行压降的验算，这样就会使电机的接触器不能够获得充足的吸和能量，造成设备的无法正常启动。

本文针对上述的电机启动和控制方面的问题进行一下两个方面的叙述。第一，电机的启动和电机的控制方面的相关计算。第二，电机出现启动和控制问题的分析方法及应对办法。下面来进行详细的叙述说明。

一、电机的启动和电机的控制方面的相关计算

本文以一个站场的500kVA的变压器为例子进行说明。此变压器的电源就是电力系统的正常电源，侧短路电流为100MVA。现在有一台37kW的电动机在100m的位置处，此电机的电流为，电机启动所需要的电流为，电机的接触器使用的是型号为CJ20-100的接触器，电机的线圈的启动功率为175W，电机的启动吸持功率为，电机的接触器的电阻的阻值按照300Ω来进行考虑。连接电机的控制电缆为KVV22-5004×，连接电机的动力电缆采用的是YJV22-1K4×16。以上数据就是本文的实例电机的基本计算使用的参数。

关于电机的启动和电机的控制方面的相关计算，本文从以下三个方面进行分析，分别是：第一，一次回路中电机端子的关于压降方面的计算。第二，二次回路中电机控制长度的临界值的计算。下面来进行详细的计算分析。

（1）简单叙述一次回路中电机端子的关于压降方面的计算。我们针对37kW的电机的允许启动电压进行了手册6-19查询，查询得到的结果是该电机的启动最大功率在100kW，远远大于37kW这个数值，电机是可以进行启动的。再进行手册中的6-16表中查询，得知电机的端子电压和电机母线的电压分别是：电机母线的相对电压值是uqm=；电机的端子的相对电压值是uQm=。这一个数值就是比较危险的，因为通常情况下，电机的制造厂商都会严格要求电机的端子的相对电压值uQm≥这个数值，这一数值是基于满足电机的启动转矩的最低值来界定的。显然不符合这一数值的规定，因此不满足电机的启动要求，但是如果我们将电缆的截面进行扩大，选择截面更大的YJV22-1K4×25电缆来进行连接电机，这样就会满足了电机的启动功率的要求。

（2）简单叙述二次回路中电机控制长度的临界值的计算。在物理学中，我们可以了解到两条相互之间靠近而且还是平行的电线之间会有电容的出现。在线路比较短的时候，产生的电容值是比较小的，在正常情况下，应该是忽略不计的；但是在线路比较长的情况下，我们就不能忽视电容的存在了。两条电线路中的电容值，我们定义为C1，和电缆的长度为正比例的关系，电缆线路越长，电容C1的值就会越大，这样就会使得在电容及接触器的线圈中流过的电流的值变大。一旦电流的值变大值超出了维持接触器吸和状态的值时，我们电机的控制就不能使用停止的按键来实现电机的停止。这也意味着电缆的线路变长，C1 的电容值会变的更大，让电机的启动按钮处在一种断开的状态之下，这时的电机的电流就会让接触器进行吸和动作，造成了电机的控制混乱，出现电机失控。

本文的电机的控制电缆的回路电流为220V的电压进行控制的，接触器的线圈CJ20-100的功率计算得出为，电机采用的是三线制的控制模式，我们根据计算得出，电机的二次回路的临界值为Le=500×/（×2200）=

二、电机出现启动和控制问题的分析方法及应对办法

电机能否实现顺利的启动和控制，最主要的因素就是要让电机获得足够的启动转矩。具体的方法就是改变电缆的电阻值，让电缆的电阻值下降，提高导电率，提高电机端电压。

（1）增大电机控制电缆的截面积。

（2）电机的接触器适时的扩大一级。

（3）电机的动力电缆适时的扩大一级。

（4）电机的控制回路使用两线制的处理。

参考文献

[1]中国航空工业规划设计研究院，等。工业与民用配电设计手册（第3版）[M].北京：中国电力出版社，2005（07）.

[2]王宏英，龚世缨。电机重启动的控制策略[J].电气传动， ISTIC PKU，2013（07）.

[3]邓先明，张海忠，拾华杰。笼形转子无刷双馈电机启动特性分析[J].电机与控制学报，ISTIC EI PKU，2008（05）.

[4]鱼敏英。基于触摸屏控制电机启动和停止的设计研究[J].科技创新与应用，2015（10）.

电机控制【第五篇】

关键词：火电机组；自动化控制；燃料控制系统

0引言

火电机组协调控制系统中，主控系统的协调指挥作用要由机、炉各子控制系统来具体执行，才能最终完成整个系统的控制任务。燃烧控制系统是火电机组锅炉控制系统中最重要的子系统，其控制过程的合理性直接影响到整个火电机组的工作效率。单元机组在工作过程中需要有持续的能量输入来维持正常工作，能量是由煤炭在炉膛内燃烧提供的，所以燃烧控制系统的智能合理化在火电机组运行中尤为重要，目前供煤系统大多采用直吹式糊粉系统。燃烧控制系统有几个重要的子控系统组成，其中燃料控制系统、风量控制系统、炉膛压力控制系统是燃烧控制系统最为主要的子控系统。

1燃料控制系统分析

燃料控制系统是子控系统中针对燃料量进入炉膛控制的系统，其主要任务是根据单元机组的工作状况及负荷要求合理调整燃料量的输入。由于炉膛内燃烧工作环境的特殊性，目前还没有较好的仪器设备对其内部的燃煤量进行直接测量。由于燃煤品质的变化，燃烧后所产生的能量效应也在变化，所以很难实时检测。根据炉膛燃煤工作状况特征，对于燃料量的测量目前多使用热量信号来表征燃料量的大小，即通过间接测量炉膛内热量大小的变化来确定锅炉内燃料量的大小。为了达到控制系统智能化及炉膛内燃料量合理化，燃烧控制系统多采用多输出控制系统，该系统通过对热量的检测，获得炉膛内热量的有关数据，数据作为控制系统输入数据，然后系统进行数据智能化处理，输出信号，以有效控制送煤机械设备的工作状态，使得送煤量和炉膛内燃料的需要量达到平衡状态。控制系统中的锅炉煤量信号受锅炉负荷和总风量的影响，为了保障锅炉工作的安全稳定性，还需要确定合理的风量和炉膛内燃煤量的比值。在炉膛内，燃料必须要保证过氧燃烧，所以在发电机组负荷变化过程时，相对应的需要有合理充裕的风量。小选器在炉膛负荷变化时，对风量的调节起到至关重要的作用，即当炉膛负荷变大时，前总风量没有改变前，小选器输出的指令是原炉膛燃料量，只有在总风量加大的情况下，炉膛燃料量相应变大，一直增大到炉膛燃料量和炉膛负荷相互对应，即炉膛内燃料量和风量达到新的平衡。在以上控制过程中，主要控制信号包括热量信号和燃料量测量信号，通过对控制信号的数学模型分析，可以有效优化燃料控制系统。

热量信号

热量信号主要受到主蒸汽流量和汽包压力的影响，其数学模型表达式如下[1-2]：式(1)中，HR为热量，kJ；D为主蒸汽流 量，m3/s；pb为汽包压力，MPa；Ck为锅炉蓄热系数。式(1)中，主蒸汽流量为锅炉炉膛内部稳定状态下的发热量。通过对汽包压力进行数学处理后可以表示锅炉蓄热的变化。炉膛燃料燃烧率变化时，通过公式可知汽流量的改变是有惯性的，虽然其惯性不可避免，即可通过汽包压力的微分信号来表现，公式中汽包压力的微分和主蒸汽流量的和与燃烧率改变是相同的。

燃料量的测量和信号综合

由上述可知，直接测量炉膛内燃料用量比较难，所以目前对于燃料量的测量一般是间接测量，如直吹式燃烧控制系统中炉膛燃料量的测量是通过送煤机械设备的输送量来间接测量燃料量的。目前常用的送煤机械是电子重力式皮带，这种送煤机械可以通过自身设置的有关仪器来测定机械转速，然后确定其送煤的重量。但是送煤量和锅炉输入热量之间不容易协调一致，难以精确确定送煤量和锅炉输入热量，需要采用相应的控制系统。目前常采用动态和热值补偿回路来控制送煤量和锅炉输入热量之间的关系[2]。整定参数的选择在控制信号计算过程中非常重要，只有合适的参数才能有较好的补偿结果。n台送煤机械由上述补偿信号后进行动态给煤量信号的总加，即确定了总的燃煤量信号。燃料量的热值补偿环节用积分调节器的无差调节特性来保持燃料量信号与锅炉蒸发量之间的对应关系，经热值修正后的燃煤量信号和油流量信号相加作为锅炉总燃料量。

2风量控制系统分析

大型火电机组风量控制系统是进行风量控制的智能系统，其系统是保障锅炉内燃料有效燃烧、最大化释放燃料能量的基本条件。大型火电机组的送风过程一般包括两次送风，两次送风中分别使用两台风机送风。第一次送风风机设置在煤炭粉碎系统中，通过一次送风可以携带煤粉进入炉膛，第一次送风系统的控制主要是要考虑制粉和煤粉喷燃的因素，煤炭粉碎系统中的送风量要和粉磨机械设备的工作状况相互协调。目前大型火电机组现代化风量控制系统通常使用串级控制系统，系统中主调的作用是调节氧量，副调的作用是确定通风量和燃料量的比例。风量控制系统中先是保证有持续不变的通风量，这个工作由副调来完成，然后调节氧量达到精确的调节校正，此工作由主调完成。锅炉在工作过程中，必须要保证有一定的过量空气，增减负荷时才能保证生产过程安全稳定，所以在控制过程中，坚持总风量大于或等于总燃料量[3]，设计了风煤交叉限制回路见图1。由风煤交叉限制原理图可知，机组在增加负荷过程中，煤炭控制和风量控制同一时间接受到锅炉的负荷指令。系统中大值选择器可以改变风量大小，其大小的改变是由锅炉负荷指令的变化而进行控制的；锅炉增加负荷的过程中，控制系统必须先调节风量变大，才能再调节燃料量变大。锅炉减少负荷的过程中，控制系统先调节燃料量变小，再调节风量变小，控制系统中风量始终控制在30%及以上。

风量测量

在风量测量过程中，需要各自测量第一次风量和二次风量，然后把两次风量相加，得到最后的总风量。

氧量校正

烟气含氧量控制非常重要，因为只要控制了烟气含氧量就能够控制过量空气系数，就能够使得炉膛内的燃料充分释放能量。控制系统中必须要保证氧量定值，其控制校正使用无差控制理论。负荷和氧量定值两数据之间存在一定的线性关系。风量控制系统的保护功能风量测量一般采用两只或三只差压变送器，差值报警器监视变进器的工作。炉膛压力高于一定值，风量控制系统闭锁增；炉膛压力低于一定值，风量控制系统闭锁减。在特殊情况下，可以手动控制氧量。

3结语

燃烧控制系统是大型火电机组比较重要的子控系统，其控制过程比较复杂。通过燃料控制系统和风量控制系统的分析，对燃烧控制系统的控制思路进行研究。通过燃料控制系统数学模型的分析，研究确定燃料控制系统中控制信号，为燃烧控制系统设计提供基础。通过对风量控制系统控制原理的分析、炉膛风量变化和机组负荷变化之间的关系，为控制系统的设计提供相关理论基础。

作者：张小猫 单位：大唐太原第二热电厂

参考文献：

［1］杨静，沈安德。热工自动装置检修［M］.北京：中国电力出版社，2007.