導(dǎo)語：實驗樓排風(fēng)系統(tǒng)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本系統(tǒng)設(shè)計符合：系統(tǒng)設(shè)計簡單、原器件少、控制簡單、操作方便、維護(hù)量小，達(dá)到工藝要求的控制功能。本系統(tǒng)的節(jié)能效果及控制效果的關(guān)鍵在于合理選擇分壓電阻，分壓電阻可根據(jù)系統(tǒng)調(diào)試時進(jìn)行最佳效果選擇。

關(guān)鍵詞：排風(fēng)系統(tǒng)變頻器變頻調(diào)速電氣控制

1．引言

建工學(xué)院理化實驗樓是學(xué)生學(xué)習(xí)實踐的重要場所，其中有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、無機(jī)及分析、化工原理、物理化學(xué)、普通化學(xué)、環(huán)境測試、微生物等實驗室涉及有毒有害物質(zhì)；其排風(fēng)系統(tǒng)性能的好壞是關(guān)系到實驗環(huán)境安全，實驗人員的身體健康保障的重要一環(huán)。

為保障各實驗室排風(fēng)效果達(dá)標(biāo)，除在風(fēng)機(jī)造型；風(fēng)管、排風(fēng)口及排風(fēng)口的開啟設(shè)備設(shè)計上蒲足要求。在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計上要在系統(tǒng)安全穩(wěn)定、低耗、易操作等功能方面進(jìn)行考慮設(shè)計。

下面就電控系統(tǒng)的電路設(shè)計，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量控制等功能的實現(xiàn)進(jìn)行探討。

2．排風(fēng)系統(tǒng)的工藝要求

理化實驗樓根據(jù)要求設(shè)計25個排風(fēng)主管道系統(tǒng)；每個實驗室根據(jù)實驗點的多少，安排相煎的排風(fēng)口，通過相應(yīng)管道連接最近的主管道。每個實驗點的風(fēng)口用電動蝶閥控制其啟閉。

排風(fēng)系統(tǒng)要求能在任一排風(fēng)口打開時，其相應(yīng)主排風(fēng)口的風(fēng)機(jī)能自動運(yùn)行，并能根據(jù)其排風(fēng)口開啟多少，調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大?。蝗绻鄳?yīng)主排風(fēng)管道的排風(fēng)口全部關(guān)閉，其排風(fēng)機(jī)應(yīng)能自動關(guān)閉。

3．電氣控制系統(tǒng)方案的設(shè)計

3．1．排風(fēng)機(jī)調(diào)速控制器的選擇

隨著工業(yè)的發(fā)展，能源的緊缺、電力資源在國民經(jīng)濟(jì)活動的重要性日漸顯著，節(jié)能降耗是每個電氣設(shè)計者的責(zé)任。如何設(shè)計一個既符合工藝要求，又能有效地使用電能；使操作簡單、系統(tǒng)可靠的電路，其風(fēng)量控制電路是最重要的一環(huán)。

根據(jù)當(dāng)前變頻技術(shù)的提高，交流電動機(jī)的廣泛使用，交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電，改善工藝流程，以提高產(chǎn)品選題和改進(jìn)環(huán)境、推動技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。而變頻調(diào)速的核心設(shè)備是變頻器，變頻器與電動機(jī)的控制配合構(gòu)成了變頻調(diào)速系統(tǒng)。

我國的電動機(jī)用電量占全國發(fā)電量的60%-70%，風(fēng)機(jī)水泵設(shè)備年耗電量大約占全國電力消耗的三分之一。造成這種狀況的主要原因是：風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的傳統(tǒng)調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口擋板，閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，大量能源消耗在擋板、閥門的載流過程中。由于風(fēng)機(jī)水泵類大多為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當(dāng)風(fēng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節(jié)能潛力非常大，采用變頻器來調(diào)節(jié)流量，其節(jié)電率為20%-50%，效益顯著。

由于變頻技術(shù)的成熟，變頻器的性能穩(wěn)定、操作簡單，具有全方位的軟硬件保護(hù)、體積小、安裝簡易、節(jié)電效果顯著。故采用變頻器作為控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量的電控器件。

3．2變頻器控制電路的實現(xiàn)

常用變頻器的配線圖如：（后附圖1）

控制變頻器調(diào)速有兩種方式；一種是模擬量控制調(diào)速；一種是多功能輸入端子選擇；模擬量控制是給0-10V直流電壓；變頻器根據(jù)給定電壓大小進(jìn)行無板調(diào)速；另一種多功能輸入端子選擇即根據(jù)三個多功能端子的開關(guān)組合，共可組成7段速度。7段速度可在編程時事先預(yù)量。

由于排風(fēng)系統(tǒng)的管道設(shè)計是根據(jù)建筑物及排風(fēng)走向設(shè)計的，其某一排風(fēng)機(jī)所關(guān)聯(lián)的排風(fēng)口多少不一樣，有的一個交流多達(dá)11個排風(fēng)口，并且根據(jù)要求，先打開的風(fēng)口是任意的；如果11個排風(fēng)口的系統(tǒng)它的打開組合多達(dá)2048種，要對其編程控制也是不可能的；故根據(jù)變頻器模擬量控制原理，利用電壓和電阻的關(guān)系達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的大小。6個排風(fēng)口的排風(fēng)系統(tǒng)控制原理圖如：（后附圖2）

3．3．控制電路說明

K1、K2、K3、K4、K5、K6是來自排風(fēng)口蝶閥的反饋信號，設(shè)計轉(zhuǎn)開關(guān)是為了在調(diào)試系統(tǒng)時，全速運(yùn)行風(fēng)機(jī)狀況及變頻工作狀態(tài)；在檢修時可檢查系統(tǒng)狀態(tài)。平時工作時應(yīng)轉(zhuǎn)到蝶閥控制狀態(tài)。

4．系統(tǒng)功能驗證

以六速變頻控制原理圖來驗證電路的控制功能是否達(dá)到設(shè)計要求。

FWD1DCM是變頻器運(yùn)行或停止的端子，當(dāng)兩端子閉合則變頻器工作，兩端打開則變頻器停止運(yùn)行；從原理圖可知，當(dāng)任蝶閥打開，其反饋信號接通相應(yīng)中間繼電器線包；使其觸點閉合，啟動變頻器工作，此時其變頻器速度控制端子AVI、ACM上的直流電壓通過其分壓電阻產(chǎn)生相應(yīng)的電壓，則變頻器輸出相應(yīng)的工作頻率，使其風(fēng)機(jī)工作在相應(yīng)的功率上。如果六個排門口全部打開，其六個串聯(lián)電阻全部短路，變頻器將全速運(yùn)行；當(dāng)排風(fēng)口全部關(guān)閉時，六個中間繼電器全部失電，則KA線包沒有電壓，則KV繼電器觸點打開，變頻器作停止工作。

5．系統(tǒng)原器件選擇及要求

5．1．變頻器的選擇

風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載是典型的平方轉(zhuǎn)距負(fù)載，低速下負(fù)載是非常小，并與轉(zhuǎn)速平方成正比；通用變頻器與標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)的組合最合適。這類負(fù)載對變頻器的性能要求不高；只要求其經(jīng)濟(jì)性和可靠性；現(xiàn)國內(nèi)有專門為風(fēng)機(jī)水泵類設(shè)計的變頻器，一般應(yīng)選此類型變頻器。

5．2．分壓電阻的選擇

分壓電阻作為控制輸入信號，其性能要求阻值穩(wěn)定，滿足功率，且長期工作性能好，其阻值選擇應(yīng)考慮其供電電源的功率和控制端的內(nèi)阻；應(yīng)使其阻值合理，不應(yīng)太小使其供電電源超負(fù)荷；而選擇過大，使控制端內(nèi)阻影響其控制精度。

5．3．控制柜的布線要求

變頻器控制輸入端AVI、ACM為模擬量輸入端，其直流電壓要求高，為避免柜內(nèi)的交流電源的干擾，凡與其相聯(lián)的線路應(yīng)選用屏蔽線，并且應(yīng)使其連線盡可能短。

變頻器的輸出電源與電機(jī)連接的電源線應(yīng)盡可能的短，一般應(yīng)小于50米；否則電纜寄生電容過大，易導(dǎo)致變頻器功率開關(guān)器件開斷瞬間產(chǎn)生過大尖峰電流，可能損壞功率逆變模塊。

6．結(jié)束語

通過上述討論，本系統(tǒng)設(shè)計符合：系統(tǒng)設(shè)計簡單、原器件少、控制簡單、操作方便、維護(hù)量小，達(dá)到工藝要求的控制功能。本系統(tǒng)的節(jié)能效果及控制效果的關(guān)鍵在于合理選擇分壓電阻，分壓電阻可根據(jù)系統(tǒng)調(diào)試時進(jìn)行最佳效果選擇。