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          加熱爐鼓風機變頻調速控制

          2016-01-08 14:46 作者:管理員11 來源:未知 瀏覽: 字號:
          任務2  加熱爐鼓風機變頻調速控制

              眾所周知,風機是應用量大、應用面廣的通用型機械,與風機配套用的電動機耗用電量約占全國總發電量的20%。因此在鼓風機、引風機等風機類設備上,推廣節能技術,取代落后的擋風板或閥門載流調節方式,使風機始終處于科學、經濟運行狀態,提高企業綜合經濟效益和社會效益.具有十分重要的意義。傳統風機流量的設計均以最大風量需求來設計,其調整方式采用擋板、風門、回流、起停電動機等方式控制,無法形成閉環回路控制,電氣控制采用直接或Y-A起動,無法具有軟起動的功能,機械沖擊大,傳動系統壽命短,震動及噪聲較大,需要的電源容景大,功率因數較低等是其主要的問題點。
          從流體力學原理得知,風機風量與轉速及電動機功率相關。當風量減少、風機轉速下降時,其電動機輸入功率迅速降低.例如風量下降到80%時,轉速也下降到80%,其軸功率則下降到額定功率的si%}若風量下降到50%時,軸功率將下降到額定功率20%。鼓風機的變頻調速系統圖如圖6-33所示,改變風機電動機的輸入頻率,從而改變電動機、風機轉速,達到調節空氣流量的目的,既滿足生產工藝變化的要求,又節省電能。
          鼓風機的變頻調速系統圖
            一、風機的主要特性
            1.機械特性
            風機和水泵的機械特性如圖6-34所示。由圖可知,風機由于沒有管路損耗,故在低速時的阻轉矩比水泵小得多。所以,采用變頻調速后的節能效果也比水泵好。
            2.風壓特性
            在轉速不變的情況下,風壓PF和風量QF之間的關系曲線,稱為風壓特性曲線,如圖6-35(a)和圖6-35 (b)中的曲線l。風壓特性與水泵的揚程特性相似,由于風機系統一般并無較復雜的管道系統,故以風壓大小作為控制的依據。由圖可知,在風量很小時,風壓也較。S著風量的增大,風壓也逐漸增大。增大到一定程度后,風量再增大,風壓又開始減小。故風壓特性與水泵的揚程特性不同,呈中間高、兩邊低的形狀。
            3.風阻特性
            在風門開度不變的情況下,表示風量與風壓關系的曲線,稱為風阻特性曲線,如圖6-35 (a)和圖6-35 (b)中的曲線2。風阻特性與供水系統的管阻特性相似,形狀也類似。
            風機和水泵的機械特性
              4.通風系統酌工作點
          風壓特性與風阻特性的交點,即為通風系統的工作點,如圖6-35中的A1點。
            風機的工作特性
          二、風量的調節方法和比較
              如前面供水系統所述,在供水系統中,最根本的控制對象是流量,鼓風機同樣屬于二次方根型負載。因此,風機型負載節能必須從調節流量的方法人手,常見的調節風最大小的方法有調節風門的開度和調節轉速兩種。
              1.調節風門的開度
              調節風門的開度時,轉速不變,故風壓特性也不變。風阻特性則隨風門開度的改變而改變.如圖6-35 (a)中的曲線3、4所示。由于風機消耗的功率與風壓和風量的乘積成正比,在通過關小風門來減小風量時,消耗的電功率雖然也有所減少,但減少得不多,如圖6-35(c)的曲線1所示。
            2.調節轉速
            調節轉速時,風門開度不變,故風阻特性也不變。風壓特性則隨轉速的改變而改變,如圖6-35 (b)中曲線5、6所示。由圖可知,通過降低轉速來減小風量時,消耗的電功率將按轉速的三次方規律下降,如圖6-35(c)的曲線2所示。
          兩種方法的比較由圖6-35 (c)可知,在所需風量相同的情況下,調節轉速的方法所消耗的功率要小得多。
          三、風機變頻調速系統要點
              1.控制方法
              風機變頻調速系統大多數都采用開環控制方式,具體方法有手動控制和利用控制信號控制兩種。
              (1)手動控制,即通過鍵盤或外接電位器進行控制。
              (2)利用控制器信號控制。例如,當風機用于降溫時,由于所要求的風機轉速頻率和溫度信號成正比,故可直接用溫度信號來作為變頻器的頻率給定信號。
              2.功能預王
              (1) U/f線的預置。如前所說,風機在低速時,其轉矩比水泵還小,故U/f線可選最低的,如圖6-36 (b)中的曲線2。
              (2)升速和降遙時間的預置。U/f風機的轉動慣量很大,但起動和停止的次數極少,故升速和降速時間可盡量加長,使起動電流限制在額定電流以內。
          (3)升速和降速方式的預置。由于風機在低速時轉矩很小,而高速時轉動慣量又很大,故起動和停止均宜選用半S方式,如圖6-36所示,圖(a)為升速時的半S方式,圖(b)為降速時的半S方式。
          康沃變頻器的) U/f線
          四、鼓風機實例
              某加熱爐鼓風機:55kW、1480r/min、102. sA。
              工頻運行時的實際工作電流是96A。
              1.變頻囂選型
              (l)變頻器的型號。
              對于風機和水泵用變頻器,應優先考慮價格,F選用康沃CVF-P3系列變頻器。
              (2)變頻器的容量。鼓風機一般不會過載,故變頻器的容量與電動機相同即可,F選康沃CVF-P3-4T0550型變頻器,其額定數據是73. 7kVA、l12A、配用55kW電動機。
              2.變頻調速方案如圖6-33所示。
              3.基本功能預置
              變頻器基本功能預置見表6-15.
              4.轉矩提升功能的預置
          轉矩提升功能的預置見表6-16。
           變頻器基本功能預置
          6.保護功能的預置
            電流取用比為IM%=102.5/112*100%=91.5%           (6-14)
          保護功能的預置見表6-18。
          保護功能的預置

          用MM440變頻器的輸入端子控制電動機實現正反轉
          l.訓練目的
          (1)熟悉MM440變頻器的基本操作面板。
          (2)掌握變頻器基本參數的輸入方法。
          (3)熟練掌握變頻器的運行操作。
          2.訓練器材
          (1) MM 440變頻器實訓操作臺1套。
          (2)三相交流籠型異步電動機1臺。
          3.訓練內容
            用自鎖按鈕SBI和SB2控制MM440變頻器,實現電動機正轉和反轉功能,電動機加/減速時間為15s。DIN1端口設為正轉控制,DIN2端口設為反轉控制。
              MM440變頻器有6個數字輸入端口(DIN1—DIN6),即數字輸入端5、6、7、8、16、17為用戶提供6個完全可編程的數字輸入端,經光電隔離轉換傳給CPU控制。每一個數字輸入端口功能很多,可根據需要進行設置。從P0701~P0706為數字輸入1功能~數字輸入6功能,端子9、28是24V直流電源端,為變頻器控制提供24V直流電源,端子9在作為數字輸入使用時也可用于驅動模擬輸入。要求端子2和28 (OV)必須連接在一起。
              每一個數字輸入功能設置參數值范圍均為0—99,缺省值為1.下面列出其中幾個重要參數值,并說明其含義。
            參數值為o:禁止數字輸入。
            參數值為1:ON/OFFI(接通正轉/停止命令1)。
            參數值為Z:ON/OFF1(接通反轉/停止命令1)。
            參數值為3:OFF2(停止命令2),按慣性自由停車。
            參數值為4t OFF3(停止命令3),按斜坡函數曲線快速降速。
            參數值為9:故障確認。
            參數值為10:正向點動。
          令)。
          參數值為11:
          參數值為12:
          參數值為13:
          參數值為14:
          參數值為15l
          參數值為16:
          參數值為17:
          反向點動。
          反轉。
          MOP(點動電位計)升速(增加頻率)。
          MOP降速(減少頻率)。
          固定頻率設定值(直接選擇).
          固定頻率設定值(直接選擇+ON命令)。
          固定頻率設定值(二進制編碼選擇+ON命
          參數值為25:直流注入制動。
          輸入端子操作控制運行接線
          4.訓練步驟
          (l)電路接線
          按圖6-37所示電路進行接線操作。
          (2)參數設置
            1)檢查電路接線正確后,合上主電源開關QF。
            2)恢復變頻器工廠默認值;設定P0010-30和P0970 -1.按下P鍵開始復位,復位過程大約3min,這樣就保證了變頻器的參數恢復到工廠默認值。
          3)設置電動機參數:電動機參數設置見表6-12。電動機參數設置完成后,設P0010=0。
          4)設置數字輸入控制端口參數,見表6-19。
          數字輸入控制端口參數
            (3)操作控制
            1)電動機正向運行:當按下自鎖按鈕SB1時,變頻器數字輸入端口DINl為“NO”,電動機按P1120所設置的15s斜坡上升時間正向起動,經l5s后穩定運行在2260r/min的轉速上。此轉速與P1040所設置的40Hz頻率相對應。
              放開自鎖按鈕SB1.數字輸入端口DIN1為“OFF",電動機按P1121所設置的15s斜坡下降時間停車,經15s后電動機停止運行。
              2)電動機反向運行:如果要使用電動機反轉,剮按下自鎖按鈕SB2,變頻器數字輸入端口DIN2為“NO”,電動機按P1120所設置的15s斜坡上升時間反向運動,經15s后穩定運行在2260r/min的轉速上。此轉速與P1040所設置的40Hz頻率相對應。
          3)電動機停止:放開自鎖按鈕SBZ,數字輸入端口DIN2為“OFF”,電動機按P1121所設置的15s斜坡下降時間停車,經15s后電動機停止運行。
              5.實訓考核及成績評定
              參見表6-14。

            1.風機和泵機的負載特點的異同有哪些?
           2.試述風機型負載變頻調速的要點。
           
           
           
           
           
          (責任編輯:laugh521521)
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