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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給各系統(tǒng)帶來的干擾。傳統(tǒng)的抽風(fēng)機恒壓調(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)能的觀點來看不適于風(fēng)量控制，且關(guān)小入口擋板時軸功率大體與風(fēng)量成比例下降。這種控制方法，風(fēng)機驅(qū)動電機基本是恒速運行，能量消耗大，經(jīng)濟性差的問題。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、手動控制：直接啟動風(fēng)機，電位器給定頻率；

2、自動控制：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: 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機的容量，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)行為全廠自動化集成提供方便。

四、 調(diào)試步驟：

1、變頻器控制柜與電機接線完成前，仔細(xì)檢查并用萬用表檢測是否短路；

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

3、設(shè)置加減速時間30s，讓變頻器從0HZ加速到工頻再減速到0Hz，觀察電機與抽風(fēng)機聲音和振動，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時再啟動，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；啟動后觀察反饋量及輸出頻率跟蹤，修改PID參數(shù)滿足實際要求。

風(fēng)機泵類機械為減轉(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，該模式電壓補償值大，使電動機輸入電流減小，可以提高電動機和變頻器的效率。

同時V/f 方式控制簡單，成本低，適合風(fēng)機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)機的啟停控制方式采用現(xiàn)場控制，外接電位器給定風(fēng)壓恒定值，其輸入阻抗為2KΩ，壓力傳感器把檢測到的空氣靜壓信號變換為4-20mA的直流電流信號輸入模擬電流信號輸入端。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：

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

五、 結(jié)束語

變頻調(diào)速是目前風(fēng)機水泵節(jié)能的最佳方案，風(fēng)機的軸功率是轉(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)機啟用變頻器拖動后不但提高了控制水平，而且具有巨大的經(jīng)濟效益。

相關(guān)參數(shù)：