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一、 系統(tǒng)概述

在工業(yè)生產(chǎn)風(fēng)量控制系統(tǒng)中，抽風(fēng)靜壓應(yīng)保持恒定，以排除由于靜壓波動(dòng)給各系統(tǒng)帶來的干擾。傳統(tǒng)的抽風(fēng)機(jī)恒壓調(diào)節(jié)方法是進(jìn)風(fēng)口閥門控制（又稱入口擋板控制）。在低風(fēng)量區(qū)軸功率減小不多，從節(jié)能的觀點(diǎn)來看不適于風(fēng)量控制，且關(guān)小入口擋板時(shí)軸功率大體與風(fēng)量成比例下降。這種控制方法，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本是恒速運(yùn)行，能量消耗大，經(jīng)濟(jì)性差的問題。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，設(shè)備性能價(jià)格比的提高，采用變頻調(diào)速進(jìn)行送風(fēng)恒壓控制，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，節(jié)能效果十分顯著。

二、  控制要求

1、手動(dòng)控制：直接啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，電位器給定頻率；

2、自動(dòng)控制：由電位器設(shè)定的風(fēng)壓大小，抽風(fēng)口風(fēng)壓保持穩(wěn)定。

三、 系統(tǒng)方案

變頻器風(fēng)壓控制系統(tǒng)框圖：

系統(tǒng)為恒壓抽風(fēng)系統(tǒng)，壓力傳感器與變頻器控制系統(tǒng)形成閉環(huán)控制。根據(jù)工藝要求抽風(fēng)機(jī)入口風(fēng)壓為-3KPa，應(yīng)選用傳感器量程為-10KPa～0的負(fù)壓力傳感器。

其輸出信號(hào): 4～20mA(二線制)，供電電壓: 24DCV，環(huán)境溫度: 20～85℃。

該系統(tǒng)選用日立（Hitachi）WJ200系列變頻器。風(fēng)機(jī)和水泵一般不容易過載，選擇變頻器的容量要稍大于或等于電動(dòng)機(jī)的容量，故選擇容量為15KW，三相電源電壓380~480V，頻率50/60Hz。WJ200系列變頻器配備ModBus-RTU端口，日后該控制系統(tǒng)還可以進(jìn)行為全廠自動(dòng)化集成提供方便。

四、 調(diào)試步驟：

1、變頻器控制柜與電機(jī)接線完成前，仔細(xì)檢查并用萬用表檢測(cè)是否短路；

2、試開機(jī)，確定電機(jī)轉(zhuǎn)向；如果反轉(zhuǎn)，調(diào)換變頻器出線中的兩相；

3、設(shè)置加減速時(shí)間30s，讓變頻器從0HZ加速到工頻再減速到0Hz，觀察電機(jī)與抽風(fēng)機(jī)聲音和振動(dòng)，查看變頻器的輸出電流與直流母線電壓值是否過大；

4、讓變頻器從0Hz加速到工頻，然后停止到30Hz時(shí)再啟動(dòng)，查看變頻器的輸出電流與直流母線電壓值是否過大；

5、接入風(fēng)壓傳感器并將變頻器初始化；

6、設(shè)置啟動(dòng)方式，目標(biāo)值給定途徑，啟用PID控制，設(shè)置PID參數(shù)等；啟動(dòng)后觀察反饋量及輸出頻率跟蹤，修改PID參數(shù)滿足實(shí)際要求。

風(fēng)機(jī)泵類機(jī)械為減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，即隨著轉(zhuǎn)速降低，負(fù)載轉(zhuǎn)矩大體與轉(zhuǎn)速的平方成比例地減小。變頻器最好選用減轉(zhuǎn)矩負(fù)載的V/f 模式，該模式電壓補(bǔ)償值大，使電動(dòng)機(jī)輸入電流減小，可以提高電動(dòng)機(jī)和變頻器的效率。

同時(shí)V/f 方式控制簡(jiǎn)單，成本低，適合風(fēng)機(jī)水泵這類控制精度要求不高的設(shè)備，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。風(fēng)機(jī)的啟?？刂品绞讲捎矛F(xiàn)場(chǎng)控制，外接電位器給定風(fēng)壓恒定值，其輸入阻抗為2KΩ，壓力傳感器把檢測(cè)到的空氣靜壓信號(hào)變換為4-20mA的直流電流信號(hào)輸入模擬電流信號(hào)輸入端。采用壓力反饋，變頻器進(jìn)行PID控制方式。閉環(huán)控制響應(yīng)靈敏，節(jié)能效果明顯。

注意事項(xiàng)：

由于風(fēng)機(jī)和泵的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比較大，其啟動(dòng)和停止時(shí)與變頻器的加速時(shí)間和減速時(shí)間匹配是一個(gè)非常重要的問題。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷參數(shù)計(jì)算變頻器的加減速時(shí)間來選擇最短時(shí)間，以便在變頻器啟動(dòng)時(shí)不發(fā)生過流跳閘和變頻器減速時(shí)不發(fā)生過電壓跳閘的情況。如電機(jī)振動(dòng)異常，應(yīng)設(shè)置變頻器跳頻工作，避開共振點(diǎn)。

五、 結(jié)束語

變頻調(diào)速是目前風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能的最佳方案，風(fēng)機(jī)的軸功率是轉(zhuǎn)速的三次方函數(shù)關(guān)系。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低后，其消耗功率會(huì)大幅下降，變頻調(diào)速器效率因數(shù)高。諸多調(diào)速方案中變頻調(diào)速節(jié)能效益最佳，理應(yīng)為首選方案。風(fēng)機(jī)啟用變頻器拖動(dòng)后不但提高了控制水平，而且具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

相關(guān)參數(shù)：