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亚游集团鼓風機變頻調速係統的設計

文章作者:admin發布時間:2018-08-07 09:50瀏覽次數:

      亚游集团風機變頻調速係統的實現從根本上解決了亚游集团風機大啟動力矩而配用大功率電機的問題,節能效果非常顯著。能夠解決亚游集团風機低負荷運行,亚游集团風機開度當板小而引起的風紀震動問題,使亚游集团鼓風機運行更加穩定。閉環控製係統的建立使控製更加穩定裝置操作更加平穩;另外亚游集团風機轉速的降低大大提高了亚游集团風機軸承的使用壽命。提高了設備運行時間,延長了設備的檢修周期。

  1.變頻調速裝置在亚游集团風機上的應用

  亚游集团風機的流量,運行壓力,軸功率這三個基本參數與轉速的運算公式極其複雜,同時亚游集团風機類負荷隨環境變化參數也隨之變化。在工程中一般根據亚游集团風機的運行曲線,進行大致的參數運算,通過改變亚游集团風機的管網特性曲線來實現對亚游集团風機的風量的調節;通過改變亚游集团風機葉片的角度來實現對亚游集团風機的風量調節;通過改變亚游集团風機的轉速來實現亚游集团風機的風量調節。

  取代老式的依靠擋板改變流量的方式,達到節能的效果;精確地調節速度和流量,保證工藝質量;接受計算機的模擬或數字信號,進行實時控製;動態性能好,可實現“軟”啟動。變頻裝置的特性保證了電機啟動和加速時具有消除啟動對電機的衝擊,可以提高電機和機械的使用壽命。

  2.變頻調速技術

  2.1變頻調速的基本原理亚游集团風機

  對異步電動機進行調速控製時,希望電動機的主磁通Фm保持額定值不變。磁通太弱,電動機帶負載能力下降,磁通太強,形成過飽和,將引起勵磁電流波形畸變。由上可見,Фm值由e1和fl共同決定,對e1和fl進行適當控製,就可以使氣隙磁通Фm保持額定值不變。分兩種:基頻以下的恒磁通變頻調速,即從電機額定頻率f調速;基頻以上的弱磁通變頻調速。

  2.2 u/f控製

  主電路中逆變器采用BJT,用PWM方式進行控製。逆變器的控製脈衝發生器同時受控於頻率指令f和電壓指令U,而f和U之間的關係是由U/f曲線發生器決定的。這樣經PWM控製之後,變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關係就,就是U/f曲線發生器所確定的關係。轉速的改變是靠改變頻率的設定值來實現的。電動機的實際轉速要根據負載的大小,即轉差率的大小來決定。負載變化時,在f不變的條件下,轉子轉速將隨負載轉矩變化而變化,故它常用於速度精度要求不十分嚴格或負載變動較的場合。U/f控製是轉速開環控製,無需速度傳感器,控製電路簡單,負載可以是通用標準電動機,所以通用性強,經濟性好,是目前通用變頻器產品中使用較多的一種控製方式。

  2.3 轉差頻率控製

  根據速度傳感器的檢測,可以求出轉差頻率△f,再把它和速度設定值f相疊加,以該疊加值作為逆變器的頻率設定值f1*,就實現了轉差補償。這種實現轉差補償的閉環控製方式稱為轉差頻率控製方式。與U/f控製方式相比,其調速精度大為提高。但是使用速度傳感器求取轉差頻率,要針對具體電動機的機械特性調整控製參數,因而這種控製方式的通用性差。

  3.係統自動控製的實現

  3.1控製係統的工作原理

  本係統是用單片機控製的變頻器實現的亚游集团風機調速係統。其主要硬件是MSC8051單片機,變頻器,壓力變送器,亚游集团風機。該係統中單片機起到控製器的作用,變頻器和亚游集团風機是執行機構。通過設置在亚游集团鼓風機負壓側的壓力變送器得到係統的反饋信號,並且將其轉化成了標準的電流或者電壓信號,再經過A/D轉換變成數字信號傳送到單片機,然後由單片機實現PI壓力調節,顯示功能。最後輸出控製量,作為變頻器的模擬量給定信號,由變頻器輸出SPWM調製的頻率可調的電壓來控製亚游集团風機電動的轉速。從而整個係統實現閉環控製。達到準確控製,節能的目的。

  3.2 控製器的硬件設計

  單片機:選用MCS-8051單片機,由於本係統的設計目的是亚游集团風機的簡單調速係統,所以係統不要求有複雜的控製功能。因此本係統選用最小係統,不需要對單片機的進行外部存儲器的擴展。由於8051單片機的輸入輸出口數目的限製,所以係統擴展了並行通信口8255A作為A/D,D/A的接口芯片。係統還具有簡單的鍵盤輸入和顯示作用,通過8279控製鍵盤和顯示器。

  變頻器:變頻器選用西門子公司的Ec01-110k13kw 變頻器。

  變送器:選用BYD-8係列壓力變送器。

  鍵盤顯示部分是用單片機控製8279鍵盤顯示電路,由小鍵盤和6個8段數碼LED組成。可以通過鍵盤對係統的PI的參考量進行預製,這樣使係統增加了很的可移植行和方便了係統的調試。本係統還可以隨時跟蹤顯示亚游集团風機負壓側的壓力,方便了操作人員對係統監控。

  3.3係統的軟件設計

  係統軟件是計算機控製係統的一個關鍵組成部分,軟件的質量直接關係到整個控製係統的效率和性能。根據控製係統的目標需求,對控製軟件的功能進行合理的劃分,再采用模塊化的設計原則,確定各個模塊所要完成的功能,整個控製軟件完成數據的輸入,顯示以及PI調整功能。整個單片機係統不但起到了控製作用而且充當簡單的上下位機作用。

  PI控製器可以使原係統更加穩定準確,環節P用來使係統快速的動作,但遺憾的是有餘差存在;積分控製可以消除餘差,但是容易使係統的控製過程產生震蕩,且時間延遲很長,被控變量波動幅度也很大。應用PI控製,可以很好的改善以上單獨使用的不足,使係統控製變的準確。雖然PI控製還存在很多不足,但是在本係統中,由於對壓力的控製要求不是十分的嚴格,所以應用PI控製就可以很好的完成控製要求。對於PI控製器的參數整定有多種方法,如:臨界比例度法,衰減曲線法,PID歸一參數法等方法。但是在工業中最長使用的是經驗法。這種方法是工人師傅幾十年操作經驗的積累,逐步的反複的試湊,最後得到控製器的適合參數。在PI控製器的設計上,本係統采用了積分分離法防止積分的飽和。