一种转速自整定搅拌装置控制方法及搅拌装置

技术领域

本发明涉及搅拌设备技术领域，具体涉及一种转速自整定搅拌装置控制方法及搅拌装置。

背景技术

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子动力电池已应用到乘用车、电动巴士、特种车辆、储能等众多民用及军事领域。锂离子电池浆料在搅拌过程中的不同阶段的形态不同，相应的需要不同的剪切力才能够获得好的产品性能。现有技术中都是通过大量的实验和经验来针对某种型号的产品得到相应的搅拌过程参数，再在实际工作中应用该搅拌过程参数对驱动电机进行控制进行搅拌作业（也即在不同的时间段内控制驱动电机的输出转速、输出扭矩等进行调节）。然而每次进行的搅拌作业不可避免的存在区别，机械地按照一套特定的搅拌参数控制驱动电机进行搅拌作业往往会出现以下多个问题：对于非牛顿流体或者高固含高粘度浆料，由于粘度固含过大，需要很大的力矩情况下，按照预先设定的搅拌参数运行就容易导致电流过载，电流过载后会导致驱动电机停机，此时需要人工干预，降低搅拌效率且影响驱动电机的使用寿命。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种转速自整定搅拌装置控制方法及搅拌装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种转速自整定搅拌装置控制方法，所述搅拌装置包括驱动电机和与所述驱动电机电连接的变频器，所述变频器具有控制单元，该控制方法包括以下步骤：

S100：在变频器的控制单元预设n个搅拌阶段、与所述搅拌阶段一一对应的n组设定转速V、与所述搅拌阶段一一对应的n组初始转速以及与所述搅拌阶段一一对应的n组设定电流阈值，所述设定电流阈值小于驱动电机的最大输出电流

S200：按照n个搅拌阶段的先后顺序，在每个搅拌阶段的时长内控制驱动电机以对应的初始转速进行搅拌作业；

S300：在每个搅拌阶段的时长内实时监测驱动电机的输出转速并根据变频器的反馈获知实时电流值I，若所述输出转速低于设定转速V，则进行步骤S400；若所述输出转速高于设定转速V，则进行步骤S500；

S400：将I与设定电流阈值实时进行比较，根据I与设定电流阈值的比较结果调整输出转速直至达到设定转速V；

S500：控制所述输出转速降低至设定转速V。

应用本发明具有以下有益效果：将整个搅拌过程设置为n个搅拌阶段，每个搅拌阶段根据需要预设设定转速V（该阶段使用该设定转速V进行搅拌可使得最终产品品质良好），在每个阶段通过实时电流值与设定电流阈值的比较结果来对驱动电机的输出转速进行调节，通过自整定的方式逐渐将初始转速自动调节到设定转速。通过这样的方式既可以省去人工干预、节省搅拌时间；也可以避免发生过载情况、延长驱动电机的使用寿面且节省搅拌时间。

可选的，根据I与设定电流阈值的比较结果调整输出转速直至达到设定转速V包括以下步骤：

S410：若I小于设定电流阈值，则控制所述输出转速增大设定值，以增大后的输出转速进行设定时间的搅拌后进行步骤S420；若I大于设定电流阈值，则以目前的输出转速进行设定时间的搅拌后进行步骤S400；

S420：将增大后的输出转速与设定转速V比较，若增大后的输出转速小于设定转速V则进行S410；若增大后的输出转速大于设定转速V则进行步骤S500。

这样可逐段将输出转速进行调整，避免因一次性调整幅度过大造成I过大。

可选的，当前的所述输出转速与设定转速V之间具有速度差值∆V，所述设定值为5%∆V至15%∆V之间的选定值。

可选的，所述设定时间为60s至180s之间的选定值。

可选的，n为4至10之间的选定值；所述搅拌阶段的时长为10min至60min之间的选定值。

可选的，所述初始转速为20%V至60%V之间的选定值。

可选的，所述设定电流阈值为80%

可选的，所述设定转速V为50rpm至1200rpm之间的选定值，并且n组所述设定转速V中至少有两组不相同。

此外，本发明还提供了一种转速自整定搅拌装置，包括：罐体，其内部形成有容腔；搅拌叶片，其伸入至所述容腔内且用于对投放至容腔内的浆料进行搅拌；驱动电机，其用于驱动所述搅拌叶片转动；以及，变频器，其与所述驱动电机电连接；所述变频器具有控制单元，所述控制单元被配置为能够执行如上述技术方案中任一项所述的转速自整定搅拌装置控制方法。

本发明所提供的搅拌装置与前述控制方法的有益效果推理过程相似，在此不再赘述。

可选的，所述驱动电机与搅拌浆之间设置有传动机构，所述传动机构设置有用于实时监测驱动电机的输出转速的转速传感器。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例提供的一种转速自整定搅拌装置控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。基于实施方式中的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本申请公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例：本实施例提供了一种转速自整定搅拌装置控制方法，该控制方法用于对搅拌装置中的驱动电机和变频器进行控制，具体的，变频器与驱动电机电连接，变频器具有控制单元，该控制单元能够执行本实施例提供的该控制方法。该控制方法包括以下步骤：

S100：在变频器的控制单元预设n个搅拌阶段、与搅拌阶段一一对应的n组设定转速V、与搅拌阶段一一对应的n组初始转速以及与搅拌阶段一一对应的n组设定电流阈值，设定电流阈值小于驱动电机的最大输出电流

S200：按照n个搅拌阶段的先后顺序，在每个搅拌阶段的时长内控制驱动电机以对应的初始转速进行搅拌作业；

S300：在每个搅拌阶段的时长内实时监测驱动电机的输出转速并根据变频器的反馈获知实时电流值I，若输出转速低于设定转速V，则进行步骤S400；若输出转速高于设定转速V，则进行步骤S500；

S400：将I与设定电流阈值实时进行比较，根据I与设定电流阈值的比较结果调整输出转速直至达到设定转速V；

S500：控制输出转速降低至设定转速V。

发明人将该方案简称为“转速自整定控制模式”，通过对变频器的控制单元预设搅拌作业控制参数并设置好控制程序，通过利用变频器的反馈获知实时电流值I，利用I与设定电流阈值的比较结果将输出转速自动调节至设定转速。应用该控制方法时将整个搅拌过程设置为n个搅拌阶段，每个搅拌阶段根据需要预设设定转速V（该阶段使用该设定转速V进行搅拌可使得最终产品品质良好），在每个阶段通过实时电流值与设定电流阈值的比较结果来对驱动电机的输出转速进行调节，通过自整定的方式逐渐将初始转速自动调节到设定转速。通过这样的方式既可以省去人工干预、节省搅拌时间；也可以避免发生过载情况、延长驱动电机的使用寿面且节省搅拌时间。

具体的，根据I与设定电流阈值的比较结果调整输出转速直至达到设定转速V包括以下步骤：

S410：若I小于设定电流阈值，则控制输出转速增大设定值，以增大后的输出转速进行设定时间的搅拌后进行步骤S420；若I大于设定电流阈值，则以目前的输出转速进行设定时间的搅拌后进行步骤S400；

S420：将增大后的输出转速与设定转速V比较，若增大后的输出转速小于设定转速V则进行S410；若增大后的输出转速大于设定转速V则进行步骤S500；

其中，设定时间为60s至180s之间的选定值。

这样可逐段将输出转速进行调整，避免因一次性调整幅度过大造成I过大。进一步的，由于初始转速小于设定转速，因此在输出转速还未被调节到设定转速之前，当前的输出转速与设定转速V之间具有速度差值∆V，为保证调节精度、避免因一次性调节幅度过大造成I过大，本实施例中将设定值设置为10%∆V。可以理解的是，在不同的实施方式中，设定值可以为5%∆V至15%∆V之间的选定值。综上，在调节输出转速时，每隔设定时间就将当前的输出转速与设定转速作比较，根据比较结果进行S400或S500。然后再根据实时电流值I与设定电流阈值进行比较，根据比较结果进行步骤S410和S420。

根据不同产品的浆料特性，操作人员可根据实验数据或经验选择将搅拌作业过程分为n个搅拌阶段，具体的，n可以为4至10之间的选定值。每个搅拌阶段的时长可根据浆料特性及浆料量进行设置，一般搅拌阶段的时长为10min至60min之间的选定值，并且一般情况下最开始的搅拌阶段所用时长相对较短。

另外，该控制方法中的其它参数针对不同的产品、搅拌量经过大量的实验得出参考范围，一般情况下，初始转速为20%V至60%V之间的选定值，并且n个搅拌阶段中至少有两个搅拌阶段中的初始转速不同；设定电流阈值为80%

本实施例提供的控制方法与现有技术中采用的控制方法具有共性：在针对不同的产品和不同的单次搅拌量进行搅拌作业时，需要通过实验或者长期实际工作中带来的经验预先进行搅拌转速参数设定。本实施例提供的该控制方法的优势在于：并不是在整个搅拌阶段均使用理想的设定转速进行搅拌，而是先以低于设定转速的初始转速进行搅拌，避免在每个搅拌阶段的刚开始的一段时间出现过载现象。每个搅拌阶段中，随着搅拌的进行，浆料混合越发充分，搅拌叶片受到的阻力越小，此时越不容易发生电流过载问题，相应的，通过自整定的自动调速方式就可以将输出转速调节至理想的设定转速。调节过程中可能出现输出转速稍大于设定转速的情况，也能够通过自整定调速方式将输出转速下调至设定转速。

以制备负极石墨浆料产品进行实验为例，制备负极石墨浆料产品需要投放的粉体为MAG-TL3负极主料、液体为CMC胶液，投放质量分别为MAG-TL3负极主料（15kg）、CMC胶液（10.3kg/纯1.5kg）。应用该控制方法控制搅拌装置进行搅拌作业，预先设置6个搅拌阶段，再分别设置每个搅拌阶段的时长、初始转速、设定转速、设定电流阈值、设定值及设定时间等参数值。搅拌作业过程如下：

一次性投放粉体、液体；

预先设置各个参数值，参数值设置如下表：

开机进行搅拌作业直至结束。

应用本实施例提供的该控制方法时，搅拌装置可以是现有技术中的搅拌装置，对其进行改进即可。现有的搅拌装置一般包括以下部件：罐体、搅拌叶片、驱动电机和变频器，其中，罐体内部形成有容腔，搅拌叶片伸入至容腔内且用于对投放至容腔内的浆料进行搅拌，驱动电机用于驱动搅拌叶片转动，变频器与驱动电机电连接。变频器具有控制单元，本实施例的改进在于在控制单元预设有参数值和控制程序，具体的，就是通过预设参数值和控制程序使得控制单元能够执行本实施例提供的该控制方法。进一步的，本实施例中在驱动电机与搅拌浆之间设置有传动机构，具体的，本实施例中应用皮带轮作为传动机构，在传动机构设置有用于实时监测驱动电机的输出转速的转速传感器。通过设施的转速传感器实时、准确地监测驱动电机的实际输出转速。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。