加热炉鼓风机变频调速控制

2016-01-08 14:46 作者:管理员11 来源:未知 浏览: 字号:
任务2  加热炉鼓风机变频调速控制

    众所周知,风机是应用量大、应用面广的通用型机械,与风机配套用的电动机耗用电量约占全国总发电量的20%。因此在鼓风机、引风机等风机类设备上,推广节能技术,取代落后的挡风板或阀门载流调节方式,使风机始终处于科学、经济运行状态,提高企业综合经济效益和社会效益.具有十分重要的意义。传统风机流量的设计均以最大风量需求来设计,其调整方式采用挡板、风门、回流、起停电动机等方式控制,无法形成闭环回路控制,电气控制采用直接或Y-A起动,无法具有软起动的功能,机械冲击大,传动系统寿命短,震动及噪声较大,需要的电源容景大,功率因数较低等是其主要的问题点。
从流体力学原理得知,风机风量与转速及电动机功率相关。当风量减少、风机转速下降时,其电动机输入功率迅速降低.例如风量下降到80%时,转速也下降到80%,其轴功率则下降到额定功率的si%}若风量下降到50%时,轴功率将下降到额定功率20%。鼓风机的变频调速系统图如图6-33所示,改变风机电动机的输入频率,从而改变电动机、风机转速,达到调节空气流量的目的,既满足生产工艺变化的要求,又节省电能。
鼓风机的变频调速系统图
  一、风机的主要特性
  1.机械特性
  风机和水泵的机械特性如图6-34所示。由图可知,风机由于没有管路损耗,故在低速时的阻转矩比水泵小得多。所以,采用变频调速后的节能效果也比水泵好。
  2.风压特性
  在转速不变的情况下,风压PF和风量QF之间的关系曲线,称为风压特性曲线,如图6-35(a)和图6-35 (b)中的曲线l。风压特性与水泵的扬程特性相似,由于风机系统一般并无较复杂的管道系统,故以风压大小作为控制的依据。由图可知,在风量很小时,风压也较小.随着风量的增大,风压也逐渐增大。增大到一定程度后,风量再增大,风压又开始减小。故风压特性与水泵的扬程特性不同,呈中间高、两边低的形状。
  3.风阻特性
  在风门开度不变的情况下,表示风量与风压关系的曲线,称为风阻特性曲线,如图6-35 (a)和图6-35 (b)中的曲线2。风阻特性与供水系统的管阻特性相似,形状也类似。
  风机和水泵的机械特性
    4.通风系统酌工作点
风压特性与风阻特性的交点,即为通风系统的工作点,如图6-35中的A1点。
  风机的工作特性
二、风量的调节方法和比较
    如前面供水系统所述,在供水系统中,最根本的控制对象是流量,鼓风机同样属于二次方根型负载。因此,风机型负载节能必须从调节流量的方法人手,常见的调节风最大小的方法有调节风门的开度和调节转速两种。
    1.调节风门的开度
    调节风门的开度时,转速不变,故风压特性也不变。风阻特性则随风门开度的改变而改变.如图6-35 (a)中的曲线3、4所示。由于风机消耗的功率与风压和风量的乘积成正比,在通过关小风门来减小风量时,消耗的电功率虽然也有所减少,但减少得不多,如图6-35(c)的曲线1所示。
  2.调节转速
  调节转速时,风门开度不变,故风阻特性也不变。风压特性则随转速的改变而改变,如图6-35 (b)中曲线5、6所示。由图可知,通过降低转速来减小风量时,消耗的电功率将按转速的三次方规律下降,如图6-35(c)的曲线2所示。
两种方法的比较由图6-35 (c)可知,在所需风量相同的情况下,调节转速的方法所消耗的功率要小得多。
三、风机变频调速系统要点
    1.控制方法
    风机变频调速系统大多数都采用开环控制方式,具体方法有手动控制和利用控制信号控制两种。
    (1)手动控制,即通过键盘或外接电位器进行控制。
    (2)利用控制器信号控制。例如,当风机用于降温时,由于所要求的风机转速频率和温度信号成正比,故可直接用温度信号来作为变频器的频率给定信号。
    2.功能预王
    (1) U/f线的预置。如前所说,风机在低速时,其转矩比水泵还小,故U/f线可选最低的,如图6-36 (b)中的曲线2。
    (2)升速和降遥时间的预置。U/f风机的转动惯量很大,但起动和停止的次数极少,故升速和降速时间可尽量加长,使起动电流限制在额定电流以内。
(3)升速和降速方式的预置。由于风机在低速时转矩很小,而高速时转动惯量又很大,故起动和停止均宜选用半S方式,如图6-36所示,图(a)为升速时的半S方式,图(b)为降速时的半S方式。
康沃变频器的) U/f线
四、鼓风机实例
    某加热炉鼓风机:55kW、1480r/min、102. sA。
    工频运行时的实际工作电流是96A。
    1.变频嚣选型
    (l)变频器的型号。
    对于风机和水泵用变频器,应优先考虑价格。现选用康沃CVF-P3系列变频器。
    (2)变频器的容量。鼓风机一般不会过载,故变频器的容量与电动机相同即可。现选康沃CVF-P3-4T0550型变频器,其额定数据是73. 7kVA、l12A、配用55kW电动机。
    2.变频调速方案如图6-33所示。
    3.基本功能预置
    变频器基本功能预置见表6-15.
    4.转矩提升功能的预置
转矩提升功能的预置见表6-16。
 变频器基本功能预置
6.保护功能的预置
  电流取用比为IM%=102.5/112*100%=91.5%           (6-14)
保护功能的预置见表6-18。
保护功能的预置

用MM440变频器的输入端子控制电动机实现正反转
l.训练目的
(1)熟悉MM440变频器的基本操作面板。
(2)掌握变频器基本参数的输入方法。
(3)熟练掌握变频器的运行操作。
2.训练器材
(1) MM 440变频器实训操作台1套。
(2)三相交流笼型异步电动机1台。
3.训练内容
  用自锁按钮SBI和SB2控制MM440变频器,实现电动机正转和反转功能,电动机加/减速时间为15s。DIN1端口设为正转控制,DIN2端口设为反转控制。
    MM440变频器有6个数字输入端口(DIN1—DIN6),即数字输入端5、6、7、8、16、17为用户提供6个完全可编程的数字输入端,经光电隔离转换传给CPU控制。每一个数字输入端口功能很多,可根据需要进行设置。从P0701~P0706为数字输入1功能~数字输入6功能,端子9、28是24V直流电源端,为变频器控制提供24V直流电源,端子9在作为数字输入使用时也可用于驱动模拟输入。要求端子2和28 (OV)必须连接在一起。
    每一个数字输入功能设置参数值范围均为0—99,缺省值为1.下面列出其中几个重要参数值,并说明其含义。
  参数值为o:禁止数字输入。
  参数值为1:ON/OFFI(接通正转/停止命令1)。
  参数值为Z:ON/OFF1(接通反转/停止命令1)。
  参数值为3:OFF2(停止命令2),按惯性自由停车。
  参数值为4t OFF3(停止命令3),按斜坡函数曲线快速降速。
  参数值为9:故障确认。
  参数值为10:正向点动。
令)。
参数值为11:
参数值为12:
参数值为13:
参数值为14:
参数值为15l
参数值为16:
参数值为17:
反向点动。
反转。
MOP(点动电位计)升速(增加频率)。
MOP降速(减少频率)。
固定频率设定值(直接选择).
固定频率设定值(直接选择+ON命令)。
固定频率设定值(二进制编码选择+ON命
参数值为25:直流注入制动。
输入端子操作控制运行接线
4.训练步骤
(l)电路接线
按图6-37所示电路进行接线操作。
(2)参数设置
  1)检查电路接线正确后,合上主电源开关QF。
  2)恢复变频器工厂默认值;设定P0010-30和P0970 -1.按下P键开始复位,复位过程大约3min,这样就保证了变频器的参数恢复到工厂默认值。
3)设置电动机参数:电动机参数设置见表6-12。电动机参数设置完成后,设P0010=0。
4)设置数字输入控制端口参数,见表6-19。
数字输入控制端口参数
  (3)操作控制
  1)电动机正向运行:当按下自锁按钮SB1时,变频器数字输入端口DINl为“NO”,电动机按P1120所设置的15s斜坡上升时间正向起动,经l5s后稳定运行在2260r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率相对应。
    放开自锁按钮SB1.数字输入端口DIN1为“OFF",电动机按P1121所设置的15s斜坡下降时间停车,经15s后电动机停止运行。
    2)电动机反向运行:如果要使用电动机反转,剐按下自锁按钮SB2,变频器数字输入端口DIN2为“NO”,电动机按P1120所设置的15s斜坡上升时间反向运动,经15s后稳定运行在2260r/min的转速上。此转速与P1040所设置的40Hz频率相对应。
3)电动机停止:放开自锁按钮SBZ,数字输入端口DIN2为“OFF”,电动机按P1121所设置的15s斜坡下降时间停车,经15s后电动机停止运行。
    5.实训考核及成绩评定
    参见表6-14。

  1.风机和泵机的负载特点的异同有哪些?
 2.试述风机型负载变频调速的要点。
 
 
 
 
 
(责任编辑:laugh521521)
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