普通风机变频调速中的原理?

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普通风机变频调速中的原理?

风量,功率与转速的关系是什么?

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风机设备在工业控制中应用广泛。传统的风机控制是全速运转，即不论生产工艺的需求大小，风机都提供出固定数值的风量，而生产工艺往往需要对风速、风量进行控制和调节。最常用的方法则是通过调节风门或挡板开度的大小来调整受控对象，这样，就使得相当多的能量以风门、挡板的截流损失消耗掉了。    随着交流调速技术的不断改善，变频技术的不断发展，利用变频器进行调速越来越广泛。普通电动机采用变频调速后，在其拖动负载无须任何改动的情况下，即可以按照生产工艺要求调整转速输出。因此风机设备完全可以用变频器驱动的方案取代风门、挡板控制方案，从而降低电机功耗，达到系统高效运行的目的。
9 C$ V8 C  d4 }& [1 风机变频调速驱动机理[1]
8 a8 z# ?! r( p. _( A    众所周知，用变频器输出频率可调的交流电压作为风机的电源电压，可以方便地改变风机的转速。从风机负载特性可看出，风机的机械特性具有二次方律特征，即转矩与转速的二次方成正比例变化。在低速时由于流体的流速低，所以负载的转矩很小，随着电动机转速的增加，流速加快，负载转矩和功率

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分别为二次方律负载的转矩常数和功率常数。    因此，当被控对象所需风量减小时，采用变频器降低风机的转速 ，会使电动机的功耗大大降低。
, L( r2 l: J' f, N8 N2 硬件设计
（1）PLC选型及I/O地址分配
    为满足风机控制系统的可靠性和良好的控制精度与稳定性，我们选择欧姆龙CP1H系列40点晶体管输出PLC，外部扩展一个40点继电器输出的CPM1A-40EDR模块为基本单元。
    系统根据各楼层中排毒柜的状态对各变频器进行控制，排毒柜共37个，手动/自动开关一个共38个输入点。输出控制14台变频器的状态显示、报警信号（晶体管输出）及变频器启/停（继电器输出）。
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（2）变频器选型
3 F& T) ?9 z* \4 E6 y8 @6 |2 y    选用欧姆龙3G3MZ系列变频器。SYSDRIVE 3G3MZ系列是一种搭载矢量控制的高性能变频器。由于搭载了电机的自动调整功能，因此能比V/f 控制更简单地运用矢量控制实现强大的控制。并且标准搭载RS485 ，另外，通过增加选件可以对应各种网络，还能提供与PLC 连接的系统构筑所需要的更进一步的控制。变频器单体中的单相200VAC 型和3 相400VAC 型内置了对应CE 规格的噪音滤波器，现有机型搭载可拆卸操作器，PID 控制、节能控制等丰富功能。
（3）触摸屏选型
     欧姆龙NT5Z系列触摸屏为整个系统的操作设置显示单元。在触摸屏上可通过不同画面将PLC内部数据、输入输出状态、变频器的各参数及状态、报警信息等显示出来，实时监控全机的工作状态，除了显示功能外，还可以根据现场的情况，通过触摸屏设置和修改PLC内部的一些需要用户设定的参数。通过人机界面可直接观察到变频器的工作状态，对变频器进控制系统行实时的监控。其系统的结构图如图1所示。

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3 软件设计
3.1 手动、自动运行模式
5 p( |, x- ^8 s) a" g（1） 手动运行
$ _2 J! x* i  h; k* {1 o    当系统上电，控制面板上的双向开关打到手动方式，系统处于手动运行状态。手动运行画面如图2所示。系统处在手动运行时，不论变频器是否运行，通过频率输入框输入变频器的频率值，频率值即写入变频器。可写范围0～50HZ。按下启停按键控制变频器的启停。注意：系统处在自动运行时，手动画面的“启停”和频率输入无效。
5 H8 y! ]6 C& A" k- v    手动运行方式主要供检修及变频器故障时用，正常情况下系统工作在自动模式。