理化實(shí)驗(yàn)樓排風(fēng)系統(tǒng)電控設(shè)計(jì)

摘要：本系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合：系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、原器件少、控制簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)量小，達(dá)到工藝要求之控制功能。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：本系統(tǒng)之節(jié)能效果及控制效果之關(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(shí)進(jìn)行 佳效果選擇。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：
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(shí)驗(yàn)樓是學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐之重要場(chǎng)所，其中有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、無(wú)機(jī)及分析、化工原理、物理化學(xué)、普通化學(xué)、環(huán)境測(cè)試、微生物等實(shí)驗(yàn)室涉及有毒有害物質(zhì)；其排風(fēng)系統(tǒng)性能之好壞是關(guān)系到實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全，實(shí)驗(yàn)人員之身體健康保障之重要一環(huán)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　為保障各實(shí)驗(yàn)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)口之開(kāi)啟設(shè)備設(shè)計(jì)上蒲足要求。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

下面就電控系統(tǒng)之電路設(shè)計(jì)，風(fēng)機(jī)之風(fēng)量控制等功能之實(shí)現(xiàn)進(jìn)行探討。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

2．排風(fēng)系統(tǒng)之工藝要求

　　理化實(shí)驗(yàn)樓根據(jù)要求設(shè)計(jì)25個(gè)排風(fēng)主管道系統(tǒng)；每個(gè)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)之多少，介紹相煎之排風(fēng)口，通過(guò)相應(yīng)管道連接 近之主管道。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：每個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)之風(fēng)口用電動(dòng)蝶閥控制其啟閉。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　排風(fēng)系統(tǒng)要求能在任一排風(fēng)口打開(kāi)時(shí)，其相應(yīng)主排風(fēng)口之風(fēng)機(jī)能自動(dòng)運(yùn)行，并能根據(jù)其排風(fēng)口開(kāi)啟多少，調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)風(fēng)量之大小；如果相應(yīng)主排風(fēng)管道之排風(fēng)口全部關(guān)閉，其排風(fēng)機(jī)應(yīng)能自動(dòng)關(guān)閉。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

3．電氣控制系統(tǒng)方案之設(shè)計(jì)

3．1．排風(fēng)機(jī)調(diào)速控制器之選擇

　　隨著工業(yè)之發(fā)展，能源之緊缺、電力資源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之重要性日漸顯著，節(jié)能降耗是每個(gè)電氣設(shè)計(jì)者之責(zé)任。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：如何設(shè)計(jì)一個(gè)既符合工藝要求，又能有效地使用電能；使操作簡(jiǎn)單、系統(tǒng)可靠之電路，其風(fēng)量控制電路是 重要之一環(huán)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　根據(jù)當(dāng)前變頻技術(shù)之提高，交流電動(dòng)機(jī)之廣泛使用，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(dòng)技術(shù)進(jìn)步之一種主要手段。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：而變頻調(diào)速之核心設(shè)備是變頻器，變頻器與電動(dòng)機(jī)之控制配合構(gòu)成了變頻調(diào)速系統(tǒng)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　我國(guó)之電動(dòng)機(jī)用電量占全國(guó)發(fā)電量之60%-70%，風(fēng)機(jī)水泵設(shè)備年耗電量大約占全國(guó)電力消耗之三分之一。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：造成這種狀況之主要原因是：風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備之傳統(tǒng)調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口擋板，閥門開(kāi)度來(lái)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、閥門之載流過(guò)程中。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：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(shí)，消耗之功率也大大下降，因此節(jié)能潛力非常大，采用變頻器來(lái)調(diào)節(jié)流量，其節(jié)電率為20%-50%，效益顯著。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　由于變頻技術(shù)之成熟，變頻器之性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單，具有全方位之軟硬件保護(hù)、體積小、安裝簡(jiǎn)易、節(jié)電效果顯著。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：故采用變頻器作為控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量之電控器件。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

3．2變頻器控制電路之實(shí)現(xiàn)

　　常用變頻器之配線圖如：（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(wú)板調(diào)速；另一種多功能輸入端子選擇即根據(jù)三個(gè)多功能端子之開(kāi)關(guān)組合，共可組成7段速度。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：7段速度可在編程時(shí)事先預(yù)量。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　由于排風(fēng)系統(tǒng)之管道設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑物及排風(fēng)走向設(shè)計(jì)之，其某一排風(fēng)機(jī)所關(guān)聯(lián)之排風(fēng)口多少不一樣，有之一個(gè)交流多達(dá)11個(gè)排風(fēng)口，并且根據(jù)要求，先打開(kāi)之風(fēng)口是任意之；如果11個(gè)排風(fēng)口之系統(tǒng)它之打開(kāi)組合多達(dá)2048種，要對(duì)其編程控制也是不湖南陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許之；故根據(jù)變頻器模擬量控制原理，利用電壓和電阻之關(guān)系達(dá)到控制轉(zhuǎn)速之大小。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：6個(gè)排風(fēng)口之排風(fēng)系統(tǒng)控制原理圖如：（后附圖2）

3．3．控制電路說(shuō)明

　　K1、K2、K3、K4、K5、K6是來(lái)自排風(fēng)口蝶閥之反饋信號(hào)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)是為了在調(diào)試系統(tǒng)時(shí)，全速運(yùn)行風(fēng)機(jī)狀況及變頻工作狀態(tài)；在檢修時(shí)可檢查系統(tǒng)狀態(tài)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：平時(shí)工作時(shí)應(yīng)轉(zhuǎn)到蝶閥控制狀態(tài)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

4．系統(tǒng)功能驗(yàn)證

　　以六速變頻控制原理圖來(lái)驗(yàn)證電路之控制功能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　FWD 1DCM是變頻器運(yùn)行或停止之端子，當(dāng)兩端子閉合則變頻器工作，兩端打開(kāi)則變頻器停止運(yùn)行；從原理圖可知，當(dāng)任蝶閥打開(kāi)，其反饋信號(hào)接通相應(yīng)中間繼電器線；使其觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)變頻器工作，此時(shí)其變頻器速度控制端子AVI、ACM上之直流電壓通過(guò)其分壓電阻產(chǎn)生相應(yīng)之電壓，則變頻器輸出相應(yīng)之工作頻率，使其風(fēng)機(jī)工作在相應(yīng)之功率上。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：如果六個(gè)排門口全部打開(kāi)，其六個(gè)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(shí)，六個(gè)中間繼電器全部失電，則KA線沒(méi)有電壓，則KV繼電器觸點(diǎn)打開(kāi)，變頻器作停止工作。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

5．系統(tǒng)原器件選擇及要求

5．1．變頻器之選擇

　　風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載是典型之平方轉(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(dòng)機(jī)之組合 合適。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：這類負(fù)載對(duì)變頻器之性能要求不高；只要求其經(jīng)濟(jì)性和可靠性；現(xiàn)國(guó)內(nèi)有專門為風(fēng)機(jī)水泵類設(shè)計(jì)之變頻器，一般應(yīng)選此類型變頻器。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

5．2．分壓電阻之選擇

　　分壓電阻作為控制輸入信號(hào)，其性能要求阻值穩(wěn)定，滿足功率，且長(zhǎng)期工作性能好，其阻值選擇應(yīng)考慮其供電電源之功率和控制端之內(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(guò)大，使控制端內(nèi)阻影響其控制精度。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

5．3．控制柜之布線要求

　　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)之交流電源之干擾，凡與其相聯(lián)之線路應(yīng)選用屏蔽線，并且應(yīng)使其連線盡湖南陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許短。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

　　變頻器之輸出電源與電機(jī)連接之電源線應(yīng)盡湖南陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許之短，一般應(yīng)小于50米；否則電纜寄生電容過(guò)大，易導(dǎo)致變頻器功率開(kāi)關(guān)器件開(kāi)斷瞬間產(chǎn)生過(guò)大尖峰電流，湖南陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家認(rèn)為：也許損壞功率逆變模塊。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專家分析認(rèn)為：

6．結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)上述討論，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合：系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、原器件少、控制簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)量小，達(dá)到工藝要求

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